一文讀懂恒溫泳池的各類型熱泵熱源
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恒溫泳池,就是游泳池水的溫度常年都能保持在26-28度,適合人體的溫度。恒溫泳池常用加熱方式:

室外恒溫泳池與室內恒溫泳池,在加熱方式以及加熱系統的設計上,都是一樣的。區別在于,室外恒溫泳池受環境影響的因素更大,熱量散失也更多,在計算泳池熱損失時,需要考慮的因素更多,例如風速等。安裝相關加熱設備時,耗費也更大。
泳池熱泵機組安裝工作示意圖:

游泳池循環水處理工藝流程:

泳池回水從主回水格柵先經毛發聚集器,循環泵將水中毛發、大的懸浮物截留住,以免毛發纏繞泵的葉輪,影響后繼設備運行。
出水加入混凝劑后,在管道內發生混合反應,將水中微小懸浮物凝聚,經高速過濾器后襯過濾截留。
后經過換熱器,池水部分加熱后,與另一部分混合。此時加入消毒劑,以殺滅水中細菌,保持一定的余氯量,并加入除藻劑,避免池水發綠,并調節PH值,然后池水重新回到泳池。
泳池所需的加熱量包括以下4個部分:(1)水面蒸發和傳導損失的熱量;(2)池壁和池底傳導損失的熱量;(3)管道的凈化水設備損失的熱量;(4)補充水加熱需要的熱量。套入各種公式計算出泳池所需的總加熱量;結合項目實際情況,依據總的加熱量選擇合適的熱泵機型。
1、空氣源熱泵
空氣源熱泵的原理實際和空調差不多,主要有幾大部分組成:蒸發器、壓縮機、冷凝器、儲液罐、膨脹閥等等。
空氣源熱泵熱水器內專置一種吸熱介質——冷媒,它在液化的狀態下低于零下20℃,與外界溫度存在溫差,因此,冷媒可吸收外界的熱能,在蒸發器內部蒸發汽化,通過空氣源熱泵熱水器中壓縮機的工作提高冷媒的溫度,再通過冷凝器使冷媒從汽化狀態轉化為液化狀態,在轉化過程中,釋放出大量的熱量,傳遞給水箱中的儲備水,使溫度升高,達到制熱目的。

空氣能熱泵運行費用:

空氣源熱泵相對來講,經濟效益較好。
劣勢:運行條件惡劣,穩定性差,存在結霜問題,效率低下。
2、地源熱泵
地源熱泵是利用地源能(土壤的熱量和冷量)作為冷熱源進行供熱制冷的新型能源利用技術,是熱泵的一種,地源熱泵通常是指能轉移地下土壤中熱量或者冷量到所需要的地方。
地源熱泵工作原理:供暖時,它吸取地熱向用戶排放,此過程只消耗少量電能,如下邊左圖所示。制冷時,它吸取用戶室內的熱量向地下排放,同樣也消耗少量電能,如下邊右圖所示。

地源熱泵熱源:地溫。大地限制了溫度變化:提高地源熱泵效率;溫度變化隨深度減小:15米以下可忽略溫度變化;當地地溫取決于氣候、覆土和覆雪、坡度、土壤性質等因素。
按土壤熱交換器形式分為:垂直埋管地源熱泵系統、水平埋管地源熱泵系統。

地源熱泵系統主要分三部分(如下圖):室外地能換熱系統、地源熱泵機組和室內采暖空調末端系統。

地源熱泵機組運行過程:

在供暖狀態下,壓縮機對冷媒做功,并通過換向閥將冷媒流動方向換向。由地下的水路循環吸收地表水、地下水或土壤里的熱量,通過冷凝器內冷媒的蒸發,將水路循環中的熱量吸收至冷媒中,在冷媒循環的同時再通過蒸發器內冷媒的冷凝,由風機盤管循環將冷媒所攜帶的熱量吸收。在地下的熱量不斷轉移至室內的過程中,以35℃以上熱風的形式供暖。
地源熱泵限制:初投資較高(打井、鉆孔、埋管等);需要有一定的空間埋設埋管系統;施工要求較高,需要專業施工隊伍和設備;注意冷熱負荷平衡的問題。
3、水源熱泵
水源熱泵技術利用熱泵機組實現低溫位熱能向高溫位轉移,將水體和地層蓄能分別在冬、夏季作為供暖的熱源和空調的冷源。
工作原理:通過消耗少量的電能驅動壓縮機,經過熱交換設備,在冬季,把水體和地層中的熱量“取”出來,提高溫度后,供給室內采暖;夏季,把室內的熱量取出來,釋放到水體和地層中去。

水源熱泵熱水器安裝工作示意圖:

井水源熱泵( GWHP ):
井水源熱泵系統,也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統。通過建造抽水井群將地下水抽出,通過二次換熱或直接送至水源熱泵機組,經提取熱量或釋放熱量后,再由回灌井群灌回地下。垂直埋管熱交換器:適合堅硬地面;費用高;用地少;能效高。

地表水源熱泵( SWHP ):
地表水熱泵系統。通過直接抽取或者間接換熱的方式,利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。水平埋管熱交換器:用地最大;費用較低;適合小型建筑;淺埋時溫度變化。

水源熱泵消耗1kW.h的電量,用戶可以得到4.3~5.0kW.h的熱量或5.4~6.2kW.h的冷量。運行費用僅為普通中央空調的40~60%。
水源熱泵限制:目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統一般成本較高。而開式系統,能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對開式系統,水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。
水層的地理結構的限制:對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質的結構,確保可以在經濟條件下打井找到合適的水源,同時還應當考慮當地的地質和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實現。
4、室內游泳池最佳環境指標
1.標準游泳池(FINA)的恒溫加熱(26±1℃);
2.室內空氣溫度的恒定(夏季29±1℃、冬季28±1℃);
3.室內空氣濕度的恒定(60-70%);
4.保證空氣品質(人均新風量是15-20m3/h);
5.保護室內裝飾(100%)。
除濕熱泵的工作原理,簡言之,即是將池水表面蒸發熱損的熱量回收利用,轉移入池水和空氣中,彌補池水和空氣熱損,同時實現空氣調節除濕功能。其工作程序大致可分為兩步:
第一步,游泳池室內熱濕空氣首先經過熱交換器與室外新風進行熱交換,變成暖濕空氣,然后暖濕空氣流經蒸發器,溫度下降,水汽凝結成冷水滴從空氣中分離出來,使空氣干爽,實現空氣除濕功能;同時,空氣冷卻、水汽凝結及冷卻過程中釋放出的熱能(潛熱和顯熱)被冷媒吸收。
第二步,冷媒作為載體吸收的熱能首先經熱交換器加熱池水,實現池水加熱功能,余熱經空氣冷凝器,加熱冷卻的室內空氣,實現空氣保溫功能。
當嚴寒的冬季熱泵回收的熱能不足以滿足室內空氣溫度的要求時,由輔助空氣加熱器補充提供室內熱空氣所需的熱能。
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