- 河海大學泳池恒溫熱泵熱水工程
- 2015-09-30
一、項目簡介
本工程項目單位是位于江蘇省南京市的一所高等院校，河海大學。河海大學是一所擁有百年歷史，以水利為特色，工科為主，多學科協調發展的教育部直屬全國重點大學。該工程為河海大學校內露天泳池項目，配置天舒空氣能熱泵熱水機組，實現全年泳池恒溫。該項目自08年完成至今，6年來運行良好。
二、項目名稱:河海大學泳池恒溫熱泵熱水工程
三、地區氣溫
所屬地區------------------華東
日平均氣溫穩定通過>=10℃的天數為-----225天
全年平均氣溫---------------15.3℃
夏季平均氣溫(7月)--------28.0℃
冬季平均氣溫(1月)--------2.0℃
四、項目系統要求
泳池恒溫要求：
該游泳館泳池為標準泳池(50m*25m)，約2500噸水。根據國際泳聯規定，泳池的水溫應該控制在25℃到28℃之間，該系統溫水設定為26℃；
五、機組配備
天舒空氣能熱泵熱水機組DKFXRS-64II03，5臺；
六、天舒產品優勢
天舒泳池恒溫型空氣能熱泵產品通過將熱泵機組直接接入泳池的水循環系統，機組對泳池水進行循環加熱。在選型時需考慮泳池恒溫時水溫比制生活熱水要求低的特點，進行機組的系統匹配，在相同等的輸入功率情況下，機組制熱量大大增加，COP值更高。另外系統采用PLC可編程控制，根據氣候、環境溫度及池水溫度自動調節熱泵加熱時間，使用費用極低。
七、泳池恒溫系統設計計算
(一)泳池恒溫系統設計計算
1.泳池恒溫所需熱量為下列各項耗熱量之和：
①池水表面蒸發損失的熱量
②泳池的水表面、池底、池壁、管道和設備等傳導所損失的熱量
③補充新鮮水加熱所需要的熱量
2.泳池水表面蒸發損失的熱量計算：
Qz=α·r·A(0.0174Vf+0.0229)(Pb-Pq)(760/B)
式中：Qz——泳池的水表面蒸發損失的熱量(kJ/h)；
α——熱量換算系數，α=4.1868；
r——與泳池的池水溫度相等的飽和蒸汽的蒸發氣化潛熱(kcal/kg)，1kcal/kg=4.1868kJ/kg；
Vf——泳池的水表面上的風速(m/s)，一般情況下泳池的水表面風速Vf=0.2-0.5m/s；
Pb——與泳池的水溫相等的飽和空氣的水蒸氣分壓力(mm·Hg)，查得水溫26℃時，為25.2mm·Hg；
Pq——泳池的環境空氣的水蒸氣分壓力(mm·Hg)，查得氣溫26℃時，為15.2mm·Hg；
A——泳池的水表面面積(㎡)；
B——當地的大氣壓力(mm·Hg)。
由上述公式得：Qz=4.1868×582.5×1250×(0.0174×0.2+0.0229)×(25.2-15.2)≈804198kJ/h
所以泳池水表面蒸發損失的熱量：Q=804198kJ/h，即223.39kw；
3.泳池的水表面、池底、赤壁、管道和設備等傳導所損失的熱量，應按泳池水表面蒸發損失熱量的20%計算確定：44.68kw；
4.補充新鮮水加熱所需的熱量：
Qb=α·qb·r(tr-tb)/t
式中：Qb——泳池的補充水加熱所需熱量(kJ/h)；
α——熱量換算系數，α=4.1868；
r——水的密度(kg/L)；
qb——泳池的新鮮水的補充水量(L)；
tr——泳池的池水設計溫度(℃)；
tb——泳池的補充水的溫度(℃)；
t——加熱時間(h)；
由公式可得：4.1868×125×1000×(26-5)/24≈457931kJ/h，即127.2kw；
補充新鮮水加熱所需的熱量為127.2kw；
5.泳池恒溫總耗熱量計算：223.39kw+44.68kw+127.2kw=395.27kw，即泳池恒溫總耗熱量約為395.27KW。
6.泳池初次加熱耗熱量
游泳池初次加熱時間一般小于48小時，考慮在環境溫度較高的時候對泳池進行初次加熱；冷水溫度15℃時的氣候條件下加熱，加熱池水的小時耗熱量為Q=2500m3×1000×(26-10)/(48×860)≈969KW，由于水邊面蒸發和內壁導熱每小時估算熱耗為395KW×60%=237KW。因此泳池初次加熱耗熱量為：969KW+237KW=1206KW。
泳池初次加熱耗熱量相對于常態的機組工作泳池所需熱量是非常大的，為節能和節約成本，初次加熱耗熱量可使用電輔助加熱滿足所需熱量。
綜合考慮初期投資、運行費用及使用保障，系統初步選用5臺DKFXRS-64Ⅱ03型空氣能熱泵機組，查機組樣本可知：普通工況下，DKFXRS-64Ⅱ03熱泵機組制熱量約為84KW，所以所需機組臺數為：395kw/84kw≈4.7，即5臺熱泵機組滿足恒溫需求。
(二)泳池恒溫系統運行費用計算：
①春秋季183天，平均環境溫度15℃，平均水溫10℃；夏季92天，平均環境溫度28℃，平均水溫20℃；冬季90天，平均環境溫度10℃，平均水溫5℃。
②電價0.5元/kWh，電熱值860kcal/kWh,熱效率95%。
③泳池恒溫小時耗熱量：春秋季304kW/h，夏季282kW/h，冬季395kW/h。
④環境溫度15℃時，熱泵機組COP值5.0。環境溫度28℃時，熱泵機組COP值6.25。環境溫度10℃時，熱泵機組COP值4.7。
1.空氣源熱泵系統運行費用
按照空氣能熱泵熱水機組20小時工作計算費用:
①春秋季：304×20÷5×0.5×183=111264元
②夏季：282×20÷6.25×0.5×92=41510.4元
③冬季：395×20÷4.7×0.5×90≈75638元
④全年運行費用：22.84萬元
2.電鍋爐系統運行費用
按照實際使用情況，使用電鍋爐系統的游泳館開放時間通常比較短，根據南京游泳館一般開放時間，按照夏季開放12小時，春秋季開放8小時，冬季開放5小時計算：
①春秋季：304×8÷95%×0.5×183=234240元
②夏季：282×12÷95%×0.5×92≈163857元
③冬季：395×5÷95%×0.5×90≈93553元
④全年運行費用：49.17萬元
可知，天舒空氣能熱泵熱水機組比電鍋爐系統每年節省運行費用26.33萬元。天舒空氣能熱泵熱水機組設計使用壽命為15年，保守按照10年使用壽命算，使用天舒空氣能熱泵熱水機組比電鍋爐系統共計節省約263萬元。
八、項目圖片：
九、結論
本篇結合位于江蘇省南京市的河海大學游泳館使用天舒空氣能熱泵熱水機組的具體實例，詳細解釋了空氣能熱水器在具體應用中的舒適、節能、安全優勢，是一套可靠完善的熱水系統，在與其他熱水設備的比較分析中，我們可知，使用空氣能熱泵熱水機組使用效果和節能效果都可以達到最佳。
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