浅谈室内泳池除湿热泵系统

刘 辉 陈 捷

（广西华蓝设计（集团）有限公司，广西 南宁 530011）

近年来，室内泳池除湿热泵系统在广西区内出现并应用，相对于常规的室内泳池除湿系统，该系统集除湿、空调、池水加热、智能换气于一体，通过智能化的控制系统，根据四季不同工况自动运行，有效回收和利用能量，以更加经济的投入获得舒适的室内泳池环境。

1 除湿热泵空调系统的组成、原理及控制原理

1.1 除湿热泵空调系统的组成

除湿热泵空调系统的主要核心部件有两个：除湿热泵空调机组＋配合整个除湿热泵系统的智能控制系统。

1.2 除湿热泵空调系统的原理

将池水表面蒸发的热损失回收利用，转移到池水和空气中，以提供部分池水和空气保温所需的热量。

图1 除湿热泵空调系统的基本组成

1.3 热泵除湿空调机组的工作原理[2]

暖湿空气（回风、新风、或混合风）流经除湿热泵蒸发器，温度下降，水汽凝结成水滴从空气中分离出来，使空气干爽，实现空气除湿功能；同时，空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放出的热量被制冷剂吸收。然后制冷剂吸收的热量，经池水冷凝器加热池水，实现池水加热功能；或经再热冷凝器，加热冷却的空气，实现空气保温功能；或经空调冷凝器将热量排至室外，实现空调制冷功能。

1.4 除湿热泵空调系统运行的典型模式有3种：

模式 1：夏季除湿、制冷模式.室内泳池池水不加热,仅需要除湿和制冷。

模式 2：冬季除湿、池水加热、空气加热模式。热泵空调机组除湿的同时将除湿所回收的热量及部分冷却空气所回收的热量用于加热池水，室内空气及补充的新风需要加热，由辅助热源提供所需热量。

模式3：春秋季3/4时间除湿、池水加热、空气制热及1/4时间全新风模式。在气温较低时，热泵空调机组除湿的同时将除湿所回收的热量用于加热池水，根据室外气温和阳光等条件因素，热泵空调机组将冷却空气所回收的热量选择用于加热池水或加热室内空气。

1.5 除湿热泵空调系统的控制原理[1]

除湿热泵空调系统能够高效节能运行的关键除了其自身系统可进行能量回收利用的特点外，还需要依靠完善的系统控制以及最大程度的利用室外新风。为了实现泳池室内可靠的防结露控制，应采用室内空气干球温度及露点温度的控制方式，避免采用室内空气干球温度与相对湿度的控制方式。除湿热泵空调系统建议设置9+1个探头，其中回风、新风及蒸发器后设置一对温度和湿度探头，送风设一个温度探头、池水设一个温度探头，室内最冷表面设一个露点温度探头。

1.5.1 利用温湿度探头的控制模式

除湿热泵空调系统一般设置9个探头，其中回风、新风及蒸发器后设置一对温、湿度探头，送风设一个温度探头、池水设一个温度探头，室内最冷表面设一个温度探头。除湿热泵空调系统运行模式与这9个探头密切相关，具体的控制模式如下：

①除湿模式。利用回风温、湿度探头，新风温、湿度探头，蒸发器后的温湿度探头。当回风湿度高于设定值时，又不能实现全新风进行除湿时，将启动压缩机进行制冷除湿。同时辅以冷表面的温度探头进行防结露控制。根据对比蒸发器后空气露点温度与冷表面温度高低，来判断是否对空气再热。

②空气加热模式。利用回风温、湿度探头，新风温、湿度探头。当回风温度低于设定值时，若回风湿度低于设定值时，优先启动辅助热源给空气加热；若回风湿度高于设定值时，且不能实现全新风进行除湿时，将启动压缩机进行制冷除湿，回收热量给空气加热。

③空气制冷模式。利用回风温、湿度探头，新风温、湿度探头。当回风温度高于设定值时，若回风湿度低于设定值时，优先启动辅助冷源给空气制冷，若回风湿度高于设定值时，且不能实现全新风进行除湿时，将启动压缩机进行制冷除湿。

④池水加热模式。利用回风温、湿度探头、池水温度探头。当回风温度和湿度均高于设定值，且池水温度低于设定值时，将启动压缩机进行制冷除湿，回收热量给池水加热，若热回收不能满足池水加热要求，再启动辅助热源给池水加热。在不需要启动压缩机的情况下，优先启动辅助热源给池水加热。

1.5.2 充分利用室外新风的控制模式

在采用室内干球温度及露点温度的控制图表（表1）中，设定值为28℃干球温度线和65%相对湿度线的交叉点。控制系统利用这二个设定值，沿着28℃的干球温度竖直线和绝对湿度点的水平线(亦是露点温度线)将图表划分为四个区。

表1

A.从泳池回来的回风(处于A区)是太热太湿。控制系统监测判断出新风是否比从泳池来的回风冷和干。在这种状态下，控制系统将查找新风状态点是落在竖直干球温度线的左边且低于露点温度线下边，因为这个空气状态点比回风冷和干。当这些室内和室外空气状态发生时，控制系统将引100%的新风到泳池空间去，将回风全部排出室外，从而将泳池空间的空气状态点拉回到设定值点。

B.处于B区的回风是太热但湿度合适K。控制系统将监测判断新风是否比回风冷，在这种状态下，湿度不被涉及到。当B状态发生时，无论新风落在28℃干球温度线左边任何地方，控制系统会引100%的新风，空气将逐渐变冷，得到免费的经济的制冷。

C.处于C区的回风太冷和太湿。在这种状态下，控制系统将监测判断新风是否比回风热和干，处于表1右下部分区域的新风将适合这个状态。当新风处于这个区域时，控制系统引入最大到100%的热的干的新风，以使泳池空间状态回到设定值点。

D.处于D区的回风太冷但湿度合适。控制系统引入比回风热的新风，这意味着控制系统只要新风在28℃干球温度线右边的任何区域内都会引入新风。

综上所述：加热制冷和除湿的节能逻辑应总是以不启动压缩机而维持空间温度和湿度为优先。即当新风对调节室内温度湿度有利用价值的时候，优先关闭压缩机，利用全新风模式，或除湿，或加热，或制冷。

2 除湿热泵空调系统与常规空调系统的比较

表2 除湿热泵空调系统与常规空调系统的比较

3 结束语

（1）除湿热泵空调系统在除湿过程中回收热量，自带完善的控制系统，能够根据不同季节及不同运行工况自动选择运行不同的模式，较常规冷却除湿空调系统有较大的节能效果。

（2）除湿热泵空调系统采用露点温度控制，能够切实保证泳池室内不发生结露。

（3）该技术的适用性：

①在北方年平均气温较低及气候干燥地区应用，节能效果要好于夏热冬暖地区。过渡季长及昼夜温差大的地区可以充分利用全新风运行模式进行除湿或利用池水蓄放热节能运行。

②适用于已设置了集中冷热源的建筑物内的室内泳池，对于作为独立建筑的室内泳池，还需要额外设置一套提供辅助冷热源的设备。

③适用于对室内泳池环境要求高的星级会所、酒店、专业运动场馆。