河南周口某游泳馆空调设计

■卫梁彦 ■煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450000

随着生活水平不断提高，越来越多的高档小区、会所和星级酒店配备了娱乐性恒温游泳池。相比其他建筑，游泳馆具有湿度大、能耗高等特点，因此空调设计过程中应合理选择系统形式并降低系统能耗。

1 工程概况

该项目位于河南周口市，游泳池属于会所一部分。游泳馆建筑面积为900m2，建筑高度6m。池厅面积615m2，内设12 ×24m 非标准泳池。

2 空调设计参数

2.1 室外设计参数

夏季空调室外计算干球温度35℃，湿球温度28.1℃;冬季空调室外计算温度-5.7℃，相对湿度:68%。

2.2 室内设计参数

(1)空气温度:根据文献池厅温度须比池水温度高1～2℃［1］，设计池水温度26℃，室内空气温度28℃。

(2)相对湿度:据研究表明在池水和池厅温度不变的情况下，相对湿度70%时，空调系统的节能优于60%时的情况［2］，故取相对湿度70%。

(3)池区空气流速:泳池空气流速一般为0.15～0.3m/s。流速越大，冷风感越强;流速越小，气流组织困难。故空气流速取0.25m/s。

3 游泳馆热、湿负荷计算

3.1 湿负荷计算

游泳馆内湿负荷(W)一般由池水蒸发量(W1)、池边湿润面蒸发量(W2)和馆内人员散湿量(W3)组成。

(1)泳池水面散湿量［3］:W1=0.0075(0.0152va﹢0.0178)(Pw﹣Pn)Fw式中:va为池水水面风速，m/s;Pw为池水表面温度下的饱和空气水蒸气分压力，Pa;Pn为馆内空气的水蒸气分压力，Pa;Fw为泳池水面面积，m2。

(2)泳池边湿润地面散湿量［3］:W2=0.0171(tn﹣ ts)Fsn 式中:tn、ts为馆内空气干、湿球温度，℃;Fs为泳池边湿润地面面积，m2，按池边面积的30%计算［4］;n 为润湿系数。

(3)馆内人员散湿量:W3=φmq 式中:φ 为群集系数;m 为馆内的人数;q 为一名成年男子的小时散湿量，kg/h。

对于娱乐性游泳馆，室内人数按3.34 m2/人［5］计算，共180 人。得W1=33.4kg/h，W2=3.1kg/h，W3=20.4kg/h。总散湿量:W=56.9kg/h。

3.2 热负荷计算

游泳馆的热负荷包括常规负荷和空气与水的热交换负荷。

因池水表面的饱和空气水蒸气分压力大于室内状态点的水蒸气分压力，水面上饱和水蒸气向空气中扩散，形成潜热负荷。另外，室温高于池水温度，空气向池水传递显热。因此，夏季冷负荷需加上潜热负荷，冬季热负荷需减去潜热负荷。

本工程夏季常规冷负荷为56kW，冬季常规热负荷为75.6kW。

(1)池水向室内空气中传递的潜热量:Qq=γW1/3.6 式中:γ 为26℃饱和水的汽化潜热，kJ/kg;

(2)室内空气向池水传递的显热量:Qx=α(tn﹣ tw)(Fw+Fs)式中:tw为室外空气温度，℃;α 为对流换热系数，W/(m2·℃)。经计算，Qq=22.7kW，Qx=7.8kW。

在不含新风负荷的情况下，夏季总的冷负荷为70.9kW，冬季总的热负荷为60.7kW。

4 游泳馆的除湿与通风

游泳馆除湿一般采用通风除湿和冷却除湿两种方式。采用通风除湿的方式，可节约能耗，降低初投资和运行费用。

游泳馆通风量应选取以下风量中的最大值:通风除湿所需的风量;使游泳馆空气中氯含量小于1 ×10-6所需的风量;馆内人员所需的新风量;夏季空调所需送风量。

4.1 通风除湿的风量

L=W/ρ(dn-dw)式中，ρ 为湿空气的密度，kg/m3;dn、dw为室内、外空气的含湿量，kg/kg干。

经计算，过渡季节除湿通风量L1=11028m3/h，冬季除湿通风量L2=3141m3/h。

4.2 降低氯含量所需的通风量和人员新风量

为控制馆内空气中氯含量，换气次数应取1～4 次/h。取2 次/h，通风量L3=7380m3/h。人均新风量为30m3/h，人员所需新风量为L4=5400m3/h。

综上所述，过渡季节通风量取L1=11028m3/h，冬季通风量取L3=7380m3/h。

4.3 夏季空调送风量

为避免送风产生雾化现象，送风温度应高于露点温度，因此送风温度设为23℃。可计算出夏季送风量为L5=18238m3/h。

5 新风负荷

(1)冬季新风为等湿冷却过程，新风负荷为:Qf=1.01L3ρ(tn-tw)/3600。

(2)夏季新风负荷:Qf’=L5ρ(iw-in)/3600

式中，in、iw为室内、外空气焓值，kJ/kg干。

经计算，Qf=116.8kW，Qf’=116.8kW。

含新风负荷的情况下，夏季总负荷为187.7kW，冬季总负荷为144.5kW。

6 游泳馆的采暖、通风与空调系统

(1)由于游泳馆内空气中含有大量的腐蚀性氯气，不能循环利用，不及时排除，危害健康。而采用直流式空气系统，对排风中携带的冷、热量和空调机组所消耗的电能都是浪费，因此采用带显热回收的空气处理机组，热回收效率达70%。

(2)由于过渡季节和夏季的通风量接近，和冬季通风量相差较大，通过选用风量为8000/20000m3/h 的显热回收空气处理机组，节约能源。而过渡季节新风可通过旁通管直接送入室内。

(3)空调系统采用下送上回式，主送风管敷设在地下一层顶板下，沿一层外窗下距地200mm 处布置球形喷口，与墙面成30°斜送风，回风口集中设置游泳馆顶部，可防止侧壁和外窗结露。

(4)冬季地面温度偏低会使脚部产生冷感。为提高舒适性，采用空调机组的回水在泳池边增加地板辐射采暖，热负荷为33.3kW。

7 结论

对于娱乐性游泳馆的空调设计，应合理确定室内设计参数、热湿负荷和除湿的方式。有效的气流组织形式，防止围护结构结露和腐蚀。选用带有热回收装置的空调机组，从排风中回收热量，降低能耗，节能效果显著。

［1］贺绮华，邹月琴.体育建筑空调设计［M］.北京:中国建筑工业出版社，1991.

［2］杨森.游泳馆空调的热湿负荷计算与节能［J］.制冷空调与电力机械，2010，31(1):5-14.

［3］虞霞，赵磊.娱乐性游泳馆的空调设计［J］.制冷空调与电力机械，2005，26(3):46-52.

［4］孙丽婧.带显热回收装置的娱乐性游泳馆空调通风系统设计探讨［J］.建筑节能，2013，41(1):10-13.

［5］马最良，姚杨.民用建筑空调设计［M］.北京:化学工业出版社，2009.