室内泳池空调通风系统设计

室内泳池空调通风系统设计

暴利超

北京信诚百年工程技术有限公司，北京 100010

（摘要）随着人民生活水平的提高以及对生活质量的追求，越来越多的高档住宅、酒店等在建设中都配有室内游泳池。室内游泳池不论盛夏或寒冬都要求保持运动环境较为舒适，所以必须配置空调系统。

本文结合作者曾经设计的一个位于北京的工程实例，介绍了室内游泳馆的空调通风设计内容，包含设计参数的选取，围护结构传热系数的计算，冷热负荷的计算，散湿量与通风量计算，空调通风系统的选择等。

本工程位于北京昌平区，为一集住宅、办公、教育、养老为一体的综合性服务中心，该游泳池建设于养老地块的地下一层。总建筑面积约为1310㎡，建筑层高为6m。泳池区设计了一个1.2m深250㎡的大泳池和一个1.0m深55㎡的泡池以及前台、淋浴区、更衣区、厕所等。

该项目泳池区空调采用全空气系统，地下二层设空调机房（位于泳池区投影下方），内设恒温恒湿空调热泵机组，机组自带热回收装置，其中室外机放置于机房外的车库。

（关键词）防结露；冷热负荷；除湿；空调通风；

（正文）

一、设计参数

影响人体舒适感的空气三要素是温度、湿度和风速。

1. 温度对游泳者的影响。

对游泳者来说，温度是影响舒适感的首要因素。游泳者不仅要在水中感到舒适，而且在入水前和出水后都离不开环境空气温度的直接影响。特别是在人体刚出水面时，如温度较低就会有寒冷感。该项目的池水设计温度取26°C，环境设计温度取28°C。

2. 湿度对游泳者的影响。

游泳馆中空气湿度与人们的舒适感有着密切的关系。相对湿度低时，空气干燥，同时空气中水蒸气分压力低，会使刚出水面的人体皮肤表面的水分蒸发加快，从人体带走蒸发潜热多而使人产生寒冷的感觉。但若空气中含湿量过大，会使空气露点提高，容易使墙壁、玻璃窗以及器物表面结露，促使室内滋长霉菌以及容易产生腐蚀作用。我国对游泳池室内相对湿度规定不得超过75%，一般设计可按60-70%进行计算。该项目的相对湿度取65%。

3. 风速对游泳者的影响。

室内游泳馆的游泳池和池边活动区，要求在距地面2.4m以下的范围内的空气流动速度一般保持在0.2m/s左右。该项目经气流组织模拟，在距地2.4m处，风速基本已衰减至0.2m/s左右，满足要求。

4、新风对游泳者的影响。

游泳馆密封性较好，为满足室内人员新风需求，新风量取35m³/h.p，人员密度取9㎡/p，设计人数为89，则最小新风量为89*35=3115m³/h。

三、负荷计算

1、维护结构的传热系数。

为防止室内游泳馆维护结构的内表面结露，可按下式算出防止维护结构内表面结露的传热系数Kf：

Kf=α（tn-tnb）/（tn-tw）

式中：

Kf——维护结构防止内表面结露的最大传热系数，W/（㎡/°C）。

α——维护结构内表面换热系数，计算时可取8.7W/（㎡/°C）。

tn——室内干球温度，°C。

tnb——冬季围护结构内表面温度，°C。

tw——冬季室外空气调节计算干球温度，°C。

经计算，tn=20.7°C，则Kf=1.67W/（㎡/°C）。本项目的游泳馆K值不能大于该值，这对建筑维护结构提出了较高的要求。

2、热负荷计算

游泳馆室内热负荷应包括冬季围护结构的热负荷、空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷、池厅负压引起的邻室与室外空气渗入室内形成的渗透热负荷，减去空气从池水蒸发中获得的汽化潜热。

（1）池水表面蒸发至环境中的热量按下式计算：

式中：

Qs——池水表面蒸发损失的热量(kJ／h)；

β——压力换算系数，可取133.32Pa；

ρ——水的密度(kg／L)；

γ——与池水温度相等的饱和蒸汽的蒸发汽化潜热(kJ／kg)；

υw——池水表面上的风速(m／s)，室内游泳池取0.2～0.5m／s；室外游泳池取2～3m／s；

Pb——与池水温度相等时的饱和空气的水蒸气分压力(Pa)；

pq——游泳池的环境空气温度相等的水蒸气分压力(Pa)；

As——游泳池的水表面面积(m²)；

B——标准大气压力(Pa)；

B'——当地的大气压力(Pa)。

游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量，应按游泳池水表面蒸发损失热量的20％计算确定。

经计算，该部分总热量为22.9kw。

其余各项热负荷的计算总共为51kw，此即为常规的公式计算，这里就不再罗列具体的计算过程。且该项目冬季采用全新风除湿，经计算，所需新风量为4700m³/h，处理该部分新风所需的额外热负荷为34.8kw。

则空调系统需提供的热负荷为51-22.9+34.8=62.9kw。

3、冷负荷计算。

夏季室内游泳馆池厅的室内冷负荷包括设计工况下通过维护结构进入室内的热量、灯光散热形成的显热冷负荷、人体的热湿负荷以及池水与地面水蒸发进入室内的潜热冷负荷的和，减去空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷。

经过计算，本工程的余热为134.3KW，余湿为92kg/h。送风温差取8度，热湿比为5254，根据热湿比线，确定送风状态点（干球温度22，相对湿度86.4%），计算出送风量为25200m³/h。处理过程为新风和回风混合，处理至机器露点，然后再热至送风状态点。

4. 散湿量计算。

1. 人体散湿量：

W1=0.001×n×n’×g；

式中：

g——成年男子的小时散湿量，100g/（h.人）。

n——室内人总数。

n’——群体系数。取1。

则W1=0.001x89x1x100=8.9kg/h。

2. 池边散湿量计算：

W2=0.0171（t干-t湿）Fn
　　式中：
　　t干——室内空调计算干球温度（℃）。
　　t湿——室内空调计算湿球温度（℃）。
　　Fn——池边面积（m2）。
　　n——润湿系数。对应不同的使用条件，取0.2-0.4。此处取0.3。

其中池边面积按水池周围一米范围计算，Fn约为110㎡，

则W2=0.0171x（28-20.7）x110=13.7kg/h。

（3）敞开水面的散湿量

W3=ω×F，其中ω=（α+0.0174v）（P2-P1）

ω——单位水面蒸发量，kg/(㎡.h)。

F——水面积，㎡。

α——不同水温下的扩散系数，kg/h.m.mm汞柱。取0.03。

v——水面空气流速，取0.2m/s。

P1——水面空气的水蒸气分压力，mm汞柱。

P2——水问下饱和空气的水蒸气分压力，mm汞柱。

经计算，ω=0.2275kg/㎡.h，则W3=0.2275x（250+55）=69.39kg/h。

则总的散湿量为W=W1+W2+W3=8.9+13.7+69.39=92kg/h。

5、通风量计算。

游泳馆池厅的面积约为700㎡，净高按4m计算。过渡季时，为控制含氯量应达到1次-4次/h的换气次数，取2次/h，所需通风量为700x4x2=5600m³/h。

根据上述计算，新风量取4700m³/h，排风量取6000m³/h，这样可使池厅保持微负压，不至于使池厅中含氯的空气扩散到相邻的房间。

四、系统形式。

本项目泳池区域采用全空气系统，选用一台恒温恒湿空调热泵机组，其除湿量为105kg/h，制冷量为163kw，制热量为200kw，送风量为25200m³/h，新风量4700m³/h，排风量6000m³/h，回风量23900m³/h。

除湿热泵全自动运行在通过除湿控制室内空气相对湿度的同时，可给空气加热，池水加热，空气制冷。正常运行时当湿度高于设定值时，除湿热泵启动，在需要加热的季节，除湿热泵可给空气和池水加热；实现了节能和环境保护。

5. 结论

室内泳池作为一种特殊的建筑，其在空气处理方式上，设备的选择上，设计的重点上都是有别于其他建筑的。这就对我们设计师提出了较高的要求，既要满足各项参数的设计，又要尽量提高室内人员的舒适度，还要节能减排，保护环境。

参考文献：

1. 《游泳池给水排水工程技术规程》 CJJ122-2017。

2. 虞霞，赵磊，《娱乐性游泳馆的空调设计》，制冷空调，2005，103（26）。

3. 王玮，《游泳馆空调系统设计简析》，洁净与空调技术，2018,2（72-73）。