特殊热泵的设计制造与工程应用.ppt

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热泵在泳池、酒店和学校中的工热泵在泳池、酒店和学校中的工程应用程应用第9课热泵在游泳池的应用热泵在游泳池的应用游泳池热泵的特游泳池热泵的特点：

点：

11、机组规格较大，、机组规格较大，制热量大；制热量大；22、出水温度低，一、出水温度低，一般仅般仅2828度左右；度左右；33、水质要求高，要、水质要求高，要求符合卫生标准；求符合卫生标准；44、冷凝器的水流量、冷凝器的水流量大。

大。

泳池热泵必须考虑抗腐蚀问题游泳池的水质要求很高，要定期加氯游泳池的水质要求很高，要定期加氯和硫酸铜等消毒药剂，而这些加入的和硫酸铜等消毒药剂，而这些加入的成分都对金属有很强的腐蚀性；成分都对金属有很强的腐蚀性；因此，游泳池专用的热泵机组，冷凝因此，游泳池专用的热泵机组，冷凝器都是采用抗耐腐蚀性极佳的钛合金器都是采用抗耐腐蚀性极佳的钛合金和铜镍、铜铝合金材料制成的。

和铜镍、铜铝合金材料制成的。

由于流量大，一般采用壳管换热器；由于流量大，一般采用壳管换热器；耐腐蚀热泵的冷凝器养殖、海水源及泳池养殖、海水源及泳池热泵，最大的特点是热泵，最大的特点是必须采用耐腐蚀的冷必须采用耐腐蚀的冷凝器；凝器；如图，是常用的钛管如图，是常用的钛管换热器；换热器；另外一种方法是利用另外一种方法是利用常规热泵，采用组合常规热泵，采用组合式板换进行二级加热；式板换进行二级加热；钛及铜镍合金换热器结构示意图大型空气源泳池热泵机组泳池加热量泳池加热量一个标准游泳池（一个标准游泳池（50m50m25m25m）的水量较大，达）的水量较大，达15001500吨以上，尽管温升不大，但是总的热需求量吨以上，尽管温升不大，但是总的热需求量还是很大的；还是很大的；以以15001500吨的游泳池为例，水温每升高吨的游泳池为例，水温每升高11，即为，即为1500000Kcal1500000Kcal，如果用一台，如果用一台1010匹的空气源热泵对其匹的空气源热泵对其进行加热，假定环境温度为进行加热，假定环境温度为2020，机组的，机组的COPCOP为为55，输入功率为，输入功率为8Kw8Kw，则每小时的产热为：

，则每小时的产热为：

QQ558886086034400Kcal34400Kcal，即使完全不考虑泳池水，即使完全不考虑泳池水面的散热损失，完成提高水温面的散热损失，完成提高水温11的任务也需要的任务也需要43.643.6个小时。

个小时。

所以一般需要单机功率较大的机组。

所以一般需要单机功率较大的机组。

游泳池有室外露天游泳池（场）以及室内温水游泳池（馆）两大类。

一般室内游泳池较小，热损失也较小；在工程应用中，出于节能的考虑，室外游泳池一般不全年运行；当环境温度低于一定程度时，由于即使泳池水温维持在26-28上下，人们也已有相当不适的感觉，所以加热的设计和计算都比较单调，即以游泳池开放使用的环境温度为最低工况温度，主要补充池水表面的散热量，机组功率的选择，主要由使用方首先确定使用条件，而此范围内的空气温度适于热泵的工作，机组可以得到较好的使用效果，最简便的方法，是直接估算游泳池的首次加热时间，即冷水入池后加热至26的时间，一般控制在24-48个小时内。

各地的气候差别巨大，即使同一座城市，也可能因为各种原因导致风速、空气温度、湿度、光照等条件的不同，所以精确的计算露天游泳池表面散热量十分困难。

从工程经验上，每平方米游泳池表面，在可开放的环境下热散失量一般在250-500W之间，可以以此核算维持水温的热泵规格。

泳池装机功率选择举例以一个2000立方米，表面积为1250M的游泳池为例，假定自来水温度为16，空气平均干球温度为20，加热至26时的温差为10，则需要的总热量为：

Q=200000010Kcal。

如果空气源热泵的加热效率COP=5，设计用30小时完成加热工作（加热期间不计散热损失），则该组热泵的总输入功率为N=20000000/（30x860x5）=155.04Kw因未计算加热过程的散热，机型的功率选择可以略大于此功率。

（如果可以接受较长的加热时间，也可以小于该功率）机组的功率校核：

选择游泳池的综合散热损失为400W/平方米，则总散热功率为500KW，小于机组的加热能力。

对于非全年开放的露天游泳池，以首次泳池的加热时间来选择机型较为简便，从降低系统造价考虑，一般时间取值不宜过短。

游泳池热水设计的相关规范简介游泳池热水设计的相关规范简介为规范游泳池建设，保护游泳者的身体健康，国家有关部门颁布了有关规范和标准，对水质和水温等指标提出了明确的要求，在游泳池给水排水设计规范CECS14：

89中，与热泵加热相关的条款摘录如下:

第1.0.1条为使游泳池的给水排水设计符合游泳水质、水温、卫生要求和达到技术先进、经济合理、安全可靠、方便管理和节约用水，特制订本规范。

第1.0.3条游泳池的给水排水设计除执行本规范外，还应遵守现行的建筑给水排水设计规范，以及其它有关规范或规定。

第2.1.1条游泳池初次充水和正常使用过程中的补充水水质，应符合现行的生活饮用水卫生标准的要求。

第2.2.1条游泳池的池水温度，可根据游泳池的用途，按下列数值进行设计：

一、室内游泳池：

1比赛游泳池：

2426；2训练游泳池：

2527；3跳水游泳池：

2628；4儿童游泳池：

2429。

（注：

旅馆、学校、俱乐部和别墅内附设的游泳池，其池水温度可按训练游泳池池水温度数值设计）二、露天游泳池的池水温度不宜低于22。

第3.1.1条游泳池应采用循环净化给水系统。

第3.2.1条游泳池的初次充水时间，应根据使用性质和城镇给水条件确定，一般宜采用24h。

但最长不宜超过48h。

第3.2.2条游泳池的补充水量，应根据游泳池的水面蒸发、排污、过滤设备反冲洗（如用池水反冲洗时）和游泳者带出等所损失的水量确定，一般可按表3.2.2的数据选用。

第4.2.1条游泳池水的循环周期，应根据游泳池的使用性质、游泳人数、池水容积、水面面积和池水净化设备运行时间等因素确定。

一般可按表4.2.1采用。

（教材中列有）第4.5.1条循环给水管内的水流速度，不宜超过1.5m/s；循环回水管内的水流速度，宜采用0.71.0m/s。

第5.4.1条游泳池循环水在进入净化设备之前，应向循环水中投加下列药剂：

一、混凝剂：

宜采用铝盐，设计投加量采用510mg/L；二、PH值调整剂：

采用纯碱或碳酸盐类，设计投加量采用35mg/L；三、除藻剂：

采用硫酸铜，设计投加量不大于1mg/L。

第第7.1.17.1.1条条游泳池水加热所需热量，游泳池水加热所需热量，应为下列热量的总和（泳池热负荷计应为下列热量的总和（泳池热负荷计算方法）：

算方法）：

一、水面蒸发和传导损失的热量；一、水面蒸发和传导损失的热量；二、池壁和池底传导损失的热量；二、池壁和池底传导损失的热量；三、管道的净化水设备损失的热量；三、管道的净化水设备损失的热量；四、补充水加热需要的热量。

四、补充水加热需要的热量。

第7.2.1条游泳池水的加热，可采用间接式加热或直接式加热方式。

如采用直接式加热方式，应有降噪和保证游泳池水水温均匀的措施。

在有条件的地区，可采用太阳能加热方式。

第7.2.2条游泳池水初次加热的时间，应根据使用要求，当地能源条件和热负荷关系等因素确定，一般宜采用2448h。

第第7.2.37.2.3条条加热设备应根据能源条件、游加热设备应根据能源条件、游泳池水初次加热时间和正常使用时补充水泳池水初次加热时间和正常使用时补充水的加热等情况，综合进行技术经济比较确的加热等情况，综合进行技术经济比较确定，并应符合下列要求：

定，并应符合下列要求：

一、加热设备不宜少于一、加热设备不宜少于22台；台；二、加热设备应装设温度自动调节装置；二、加热设备应装设温度自动调节装置；三、如为汽水快速热交换器，游泳池水从三、如为汽水快速热交换器，游泳池水从管内通过，热媒从管间通过。

（指采用壳管内通过，热媒从管间通过。

（指采用壳管或束管式换热器）管或束管式换热器）恒温游泳池的热量估算恒温游泳池的热量估算各种游泳池，都要求池水温度在一个很小各种游泳池，都要求池水温度在一个很小的范围内波动，在游泳池用热核算中，需的范围内波动，在游泳池用热核算中，需要从两个方面的来进行：

要从两个方面的来进行：

11、计算自来水（冷水）注满泳池后，加热、计算自来水（冷水）注满泳池后，加热到游泳池的水可使用的总加热量；到游泳池的水可使用的总加热量；22、维持泳池适宜温度所需要的热量。

、维持泳池适宜温度所需要的热量。

游泳池热损失的构成游泳池热损失的构成由以下几个方面：

由以下几个方面：

一、水面蒸发和传导损失的热量；一、水面蒸发和传导损失的热量；二、池壁和池底传导损失的热量；二、池壁和池底传导损失的热量；三、管道的净化水设备损失的热量；三、管道的净化水设备损失的热量；四、补充水加热需要的热量。

四、补充水加热需要的热量。

另外，泳池附设的淋浴设备，也需要一定量的淋另外，泳池附设的淋浴设备，也需要一定量的淋浴热水，但是由于淋浴热水的温度较高，如果调浴热水，但是由于淋浴热水的温度较高，如果调高泳池热泵的出水温度，将会使整个系统的效率高泳池热泵的出水温度，将会使整个系统的效率降低，最好单独设立淋浴用的热泵热水器，以保降低，最好单独设立淋浴用的热泵热水器，以保证泳池专用热泵的效率。

证泳池专用热泵的效率。

空气源热泵在酒店和学校的应用空气源热泵在酒店和学校的应用酒店和学校对使用热水的要求，有很大的区别，即供应热水的时间要求是不同的：

酒店要求24小时供应热水，而学校却是定时供水，这就造成了两者的系统设计方案也有较大的区别。

相同的是，他们都需要体积较大的保温水箱。

由于大体积的承压保温水箱制造难度较大，由于大体积的承压保温水箱制造难度较大，成本较高，所以大多数酒店和学校都采用成本较高，所以大多数酒店和学校都采用非承压的保温水箱，利用水位控制器控制非承压的保温水箱，利用水位控制器控制水箱的水位；水箱的水位；酒店为了保证住客在需要热水时很快就可酒店为了保证住客在需要热水时很快就可以得到，一般要保持循环干管的温度，在以得到，一般要保持循环干管的温度，在保温水箱和干管实行小流量的热水循环；保温水箱和干管实行小流量的热水循环；多数情况下还要装设供水泵，使热水维持多数情况下还要装设供水泵，使热水维持一定的供水压力。

一定的供水压力。

酒店热水供水系统示意图酒店热泵热水系统的设计注意事项酒店热泵热水系统的设计注意事项应该配置适当的台数，不宜低于应该配置适当的台数，不宜低于44台台；不能把机组的工作时间安排的过长，根据极端气不能把机组的工作时间安排的过长，根据极端气候出现的频率，不应超过候出现的频率，不应超过1515小时小时/日；日；选择热泵规格时，应该考虑到热泵制热能力的衰选择热泵规格时，应该考虑到热泵制热能力的衰减减；尽一切努力降低热泵的出水温度；尽一切努力降低热泵的出水温度；不应该追求不应该追求“高水温高水温”过大的储热系统是不必要的，机组的能力应该适过大的储热系统是不必要的，机组的能力应该适当当。

合理配置辅助加热装置合理配置辅助加热装置没有进行专门设计的空气源热泵，在冬季没有进行专门设计的空气源热泵，在冬季时会大幅度降低性能，甚至完全丧失制热时会大幅度降低性能，甚至完全丧失制热能力，环境温度较低时，热泵的能力，环境温度较低时，热泵的COPCOP较低，较低，排气温度较高，压缩机工作环境恶化，故排气温度较高，压缩机工作环境恶化，故障倾向加重，系统设计者要正视这一点，障倾向加重，系统设计者要正视这一点，为热水系统设计合理的电、油或燃气辅助为热水系统设计合理的电、油或燃气辅助加热装置。

加热装置。

或者选用喷气增焓、变频机组或者选用喷气增焓、变频机组补充水直接进入保温水箱的循环加热系统，补充水直接进入保温水箱的循环加热系统，从效率和系统的简洁方面肯定不如直热式从效率和系统的简洁方面肯定不如直热式热泵热水装置；热泵热水装置；直热式热泵热水系统要注意解决好回水降直热式热泵热水系统要注意解决好回水降温的问题，大的系统可以直热温的问题，大的系统可以直热+循环加热组循环