室內游泳池除濕及空調
隨著人民生活水平的提高,一些星級賓館、一些小區或體育健身中心,往往配建室內游泳池。為此,小型室內游泳池空調設計,也就越來越普遍。室內游泳池由于其高濕,因此需重點解決其結露和悶熱的問題。作為開展體育活動的室內游泳館,在逐步發展,功能也在逐步完善。由于游泳館具有特殊的建筑功能,因此,在空調負荷計算,空氣處理方式,以及設備選擇上都有不同于常規建筑的地方?照{設計在游泳館設計中是十分重要的,一個優秀的游泳館空調設計不僅可以滿足游泳館的各項使用要求以及其舒適性的要求,同時也應該是一個經濟、節能的設計。
一、室內空氣參數的確定
為保證人員在出水后和入水前的舒適性,按國際游泳池設計標準規定,池廳空氣溫度應高于池水溫度1~2℃,相對濕度一般為60~70%,但不超過75%,風速控制在0.2m/s左右。同時,為防止冬季圍護結構結露,國際游泳池設計標準規定池廳內空氣含濕量不大于14g/kg。由于空氣濕度對人們的舒適感也有密切的關系。相對濕度低,空氣干燥同時空氣中水蒸汽分壓力低,會使剛出水面的潤濕皮膚表面水份蒸發加速,從人體帶走蒸發潛熱,容易使人產生寒冷的感覺。同時水份蒸發多,室內空氣含濕量增加,使消除室內余濕所需的通風量增加,則相應增加冬季加熱送入室內新風的負荷。若相對濕度過高,則室內空氣含濕量過大,會使空氣露點提高,使圍護結構內表面產生結露現象。如果觀眾區同池區同處一個大空間,則在確定空氣參數時,在滿足運動員舒適感的前提下,也要兼顧觀眾的舒適感,若冬季觀眾區溫度取27℃的話,則明顯太熱了,因此觀眾區溫度根據舒適性空調要求取22℃。、
三、設計方案
1、建筑特點
室內游泳館常年使用,并且功能相對單一,因此,室內的設計狀態常年一致。由于其建筑功能,室內具有巨大的水面,水溫基本不變。由于人員衛生要求,水體本身須循環處理,一般采用氯氣消毒方式,室內空氣氯氣含量很高,室內的空氣具有腐蝕性。
2、 空調、通風特點
①、空調、通風要求
室內游泳池中,由于水池表面不斷蒸發水份,防止潮濕問題便顯得非常重要,同時大多數游泳池池水采用氯消毒方法,因此必須采取有效的通風措施,把室內的蒸發水份排走。由于氯氣的毒性和腐蝕性,因此室內要保持一定的負壓,因此要設置排風機。在空氣處理過程中,不可采用常用的一次回風方式,因為含有氯氣的回風會腐蝕設備。
②、負荷特點
室內由于濕負荷很大,且常年一致,因此,一年四季均須除濕。同時,由于室內狀態基本不變,水面溫度也基本恒定,水面和空氣存在一定的溫差,加之水面面積巨大,在冬季形成較大的顯熱損失,不可忽略。室內的負壓要求,會產生很大的空氣滲透,會帶來很大的熱、濕負荷,這點在計算負荷時也應根據實際情況,予以考慮。
③、空調目的
根據冬夏季室外狀態的不同以及室內的空氣狀態,確定空調的方案,同時也用于判斷各負荷是否可以做為設計裕量而忽略。冬季,室外溫度低,空調的目的是保暖和除濕;夏季,室外溫度高,濕度大,空調的目的是降溫和除濕。
④、能耗要求
由于必須采用直流式系統,運行能耗是相當大的,因此要采用一定的節能措施,如采用熱回收裝置,可以節約能耗。根據熱回收的機理不同,可以分為顯熱回收和全熱回收兩種。
3、負荷計算
負荷計算應該將控制范圍內一切對室內溫度和濕度產生作用的因素統一考慮,但是在實際分析和設計過程中,根據室內的具體情況和人員的接受程度,以及空調的目的不同,可以將某些負荷忽略,為實際運行提供更廣闊的空間。
①、夏季室內負荷
夏季室內負荷包括四個方面,其中圍護結構、人員、燈光等的常規冷負荷以及人員帶來的濕負荷按照不穩定傳熱的方法計算,本文不再重復。由于室內負壓產生的空氣滲透,而帶入的熱、濕負荷,由于溫差、濕差較小,可以忽略?諝庀蛩娴膫鳠,對于室內空氣而言,本身是熱量的散失,因此在夏季以降溫為目的的空調計算中,這部分可以作為設計裕量,也不考慮。但是,水面向空氣的傳濕,大幅度的增加了室內的濕負荷,應予詳細計算。
在計算水面向空氣傳濕量時,不宜按照一般手冊中提供的池水蒸發量計算公式,因為該式是按照靜止水面和較小風速計算的,在游泳池的環境下,水面會濺起很多水珠,使得水和空氣的接觸表面大大增加,同時也會增加和空氣的相對速度,因此如果按照上述公式計算的傳濕量比較保守,同時,在游泳池旁邊,存在這較大面積的濕潤地帶,這也是該類建筑所特有的,這些地帶的散濕量是很難詳細計算的。
②、冬季室內負荷
也包括四方面,當時此季節的空調要求是保暖和除濕。其中維護結構熱負荷按照常規計算。冷風滲透部分,由于溫差較大,應予計算,同時冷風滲透帶入的干燥空氣,可以作為冬季除濕的裕量忽略?諝庀蛩娴娘@熱傳熱則與空調目的一致,應予計算。第四項為水面向空氣的傳濕,以及帶來的潛熱熱量。
由于冬季和夏季的室內空氣狀態相同,水面狀態也相同,因此冬季和夏季,水面以及周邊濕潤地帶的傳濕量也相同。
4、 空氣處理過程
①、處理原則
首先,全年的送風量一致,并且送風和排風量相同,便于空氣處理過程的控制和分析,其次,要確保除濕效果,把維持室內濕度放在重要位置。同時,為了設備簡單,易于管理,冬季和夏季要采用相同的熱回收設備。采用轉輪全熱回收裝置,這種熱回收裝置的效率一般在70%左右。
②、計算步驟
(1)冬夏季分別計算送風量,取較大值作為確定送風量。
冬季:為了防止換熱器結霜,應先將室外空氣預熱到一個較高的溫度,一般取5 oC,根據熱回收效率得到熱回收器出口的空氣狀態,由熱濕比線計算送風量。
夏季:根據熱濕比線及送風溫差確定送風量。
這里需要說明的是,當冬季風量較大的時候,夏季可采用再熱方式,當夏季風量較大的時候,可以選取效率較高的換熱設備,或者維持現狀,偏于安全。
(2)根據送風量確定送風狀態點,分別確定處理過程。
冬季:根據熱濕比線得到送風狀態點,確定二次加熱量。這里需要注意的是,送風溫度不可過高,一般控制在45 oC左右。
夏季:根據換熱器效率確定新風在表冷器前的狀態點,確定冷機的裝機容量。
5、能耗分析
根據能耗計算,冬季熱回收效果比較明顯,可以達到30%左右,夏季熱回收效果低于冬季。但是冬季由于采用全熱回收裝置,會回收部分室內的水分。
四、游泳池空調設計需注意的幾點:
1. 要考慮水溫的情況,如果空調長開的話,要求容量大,否則水溫/空氣溫度很難達到要求;
2. 濕度控制和大玻璃窗的保溫防結露要小心,建議采用雙層真空玻璃,在外界裸露的墻體也應做保溫隔離;
3. 最主要的難點是在濕度的處理及通風設備的防腐上(水汽中含氯離子),建議選擇泳池專用空調機組;
4. 游泳館的池水溫度一般為28度左右,空氣溫度為30度左右,相對濕度為65%~70%;
5. 冬季通風除濕,最大風量考慮應在過渡季節(春秋季節);
6. 夏季一般不用空調降溫,采用自然通風或強制通風;
7. 建議熱回收,但是需要濕熱回收.全熱回收中的濕回收是有反作用的,注意設備防腐;
8. 注意氣流組織和流向,可以采用低溫低濕的空氣接觸圍護,形成風幕,避免結露;
9. 游泳館的維護費用很高,適當提高建設投資,盡量降低維護成本。