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游泳池加热设备选型计算

2020-01-26 来源:好走旅游网
游泳池水加热设备的选型设计

一、 池水日常热损耗量的计算:

游泳池水总热损耗量Qa包括以下三项:

1、 池面水蒸发损失的热量Qs

2、 池壁、池底、管道和水处理设备传导散热量Qt

3、 补充新水加热量Qf

Qa=Qs+Qt+Qf

这三项热损耗的计算公式如下:

Qs=r(0.0174vw+0.0229)(Pb-Pq)AsBa

Qt=0.2Qs

Qf=m·Cv(Ta-Tf)/th

其中r—与池水等温的饱和水蒸汽的蒸发汽化潜热,当28℃时r=582.5kcal/kg

Vw—池面上的风速,对室内泳池可取Vw=0.5m/s

Pb—与池水等温的饱和空气的水蒸气分压,当28℃时Pb=28.3mmHg

Pq—泳池环境空气的水蒸气分压,当10℃时rq=5.59 mmHg

As—泳池池面面积(㎡)

Ba—标准大气压与当地大气压之比,计算中可取Ba=1.2,相当于统一考虑了海拔高度1500米以下的情况。南宁取值:1

m—泳池在一天内补充新水的数量(㎏)

Cv—水的比热,可取Cv=1 kcal/kg·℃

Ta—池水设计温度(26℃~28℃)

Tf—补充新水水温,一般可取16℃

th—加热设备一天内的运行时间(h)

游泳池热负荷计算:以50*25M,平均水深1.6M池为例

1)游泳池容积: 50*25*1.6=2000m3

2)池水温度及游泳池的室内气温:池水温度28℃ ,室温10℃。

3)当地气温平均值:本设计室外温度以22℃计,泳池水区冬季温度26℃

4)极端最高气温 38.7℃ ; 极端最低气温 5℃

5)当地自来水温(平均值):冬季5℃、春秋季17.5℃、夏季20℃、最低水温5℃

6)以每日补水量为5%的池容积计,冬季补水温度5℃,冬季日常每天运行12小时计算

按以上公式和各参数单位计算出来Qs,Qt,Qf的单位是kcal/h,现将计算结果列于表1

Qs=r(0.0174vw+0.0229)(Pb-Pq)AsBa r 582.5 Vw 0.5 Pb 28.3 Pq 5.59 As 1250 Ba 1 Qs =522528Kcal/H Qt=0.2Qs=0.2*522528=104528kcal/H Qf=m·Cv(Ta-Tf)/th=175000 kcal/H Qa=Qs+Qt+Qf=802034 kcal/H 二、 池水初次加热所需之热功率Qb:

所谓“初次加热”是指泳池建成或大修灌水后的加热,也包括泳池因各种原因停运一般时间后的加热。

Qb可按下式计算:

Qb=MCv(Ta-Tf)/th (kcal/h)

其中M—泳池总水量(kg)

式中(Ta-Tf)/th表示的是池水加热升温速度△T/h,CECS14:2002规定,升温时间24小时(快速)可取0.5℃/h,升温时间48小时(慢速)的可取0.25℃/h,以冬季自来水水温5℃,要求游泳池水温26℃,48小时加热,池水初次加热所需之热功率相应的Qb计算结果:

Qb=MCv(Ta-Tf)/th=2000*1000*(26-5)/48=875000kcal/h

三、 池水加热锅炉功率的确定和锅炉的选型:

1、由以上计算结果可知,Qb.>Qa

因此,对于要求升温速度快(24小时升温)的游泳池,锅炉的功率应根据2.3×Qb.的数值来确定;对升温速度没有严格要求而只着重保持池水温度的游泳池,锅炉功率可按1.15×Qa的数值来确定。

2、锅炉选型首先要考虑泳池当地的热源条件。燃煤锅炉经济性好,但对环境污染大,只有环保允许的大

型游泳馆才可选用燃煤锅炉。电加热炉机动性最好,经济性最差,只有小游泳池才能选用。条件允许时,燃油燃气锅炉是大多数游泳池的选择。太阳能加热泳池是未来的发展方向。热泵技术最近日趋成熟与发展,它从环境中吸取热量,可以提供3倍以上所消耗电能的热量,尤其是我国南方地区用热泵给游泳池水加热,是明智而实惠的选择。

加热量取值960KW计算:

泳池水加热锅炉型号选择 泳池容积m3 油气 锅炉 电 锅炉 (KW) 电功率 台数 型号 热泵 (kw) 热功率 电功率 台数 480 2 RB-80 80 22 12 型号 数量 型号 热功率 2000 WN-50 2 GLK500 480 价格(万元) 15*2=30 10*2=20 6*12=72 备注

四、 换热器的选型:

容积较小的游泳池,尤其是家庭游泳池,可不用换热器,而采用热泵、电热水器或小型燃油燃气低温热水炉(T<55℃),对循环池水直接加热,但应注意当炉子出水温度40℃1.换热器型式选择:

a.板式换热水器:这是泳池最常用的换热器,因其结构简单,价格便宜得到广泛选用,缺点是板式换热器

易结垢, 结垢后降低换热系数,除垢很麻烦.

b.半即热式浮动盘管换热器:这是近几年来大力推广的换热器,因其有自动除垢功能,始终保持较高的

换热系数.

2.换热面积计算

a.已知参数与计量单位:

T1---热媒进口温度 ℃

T2---热媒出口温

度 ℃

G---热媒(蒸汽)耗量 kg/h

Q1---热媒(水)流量 kg/h

Q2---冷媒(水)流量 kg/h

t1---冷水入口温度 ℃

t2---冷水出口温度 ℃

F---换热器传热面积 ㎡

W---锅炉小时供热量 kcal/h

Wh---换热器小时传热量 kcal/h

k---传热系数 kw/㎡℃

Ic---蒸汽热焓, kcal/kg

Is---冷凝水热焓, kcal/kg

b.计算公式

F=W/0.9k△Tm

△Tm= (T1+T2)/2-(t1+t2)/2

G=W/ (Ic-Is)

Q1=W/cv (T1-T2)

Q2=Wh/cv (t2-t1)

W=1.15wh

换热器选型表(热媒为高温热水锅炉)

泳池容积m3 功率kw T1 ℃ 常压高温热水锅炉 T2 ℃ Q1×103kg/h 6000 3000 2500 2000 1500 1200 4200 2100 2100 1400 1000 1000 95° 95° 95° 95° 95° 95° 70° 70° 70° 70° 70° 70° 144 72 180 125 16 72 180 104 16 48 120 34.2 34.2 85.5 85.5 W×104kcal/h 360 Q2×103kg/h t1 ℃ 板 式 换 热 器 型 号 台 数 盘 管 换 热 器

型号 台数 F ㎡ DN ㎜ t2 ℃ △Tm℃ F ㎡ DN ㎜ 250 16 83.3 62.5 50 16 16 16 28.5 28.5 31 60.25 60.25 59 28 80 14 80 14 80 28.5 27.9 30.9 60.25 60.55 59 9.2 65 6.7 65 6.7 65 BR35 BR35 BR35 BR20 BR20 BR20 10㎡ 10㎡ 10㎡ 5㎡ 4 2 2 2 5㎡ 2 5㎡ 2 9.7 50 40.4 20.2 20.2 13.3 9.7 80 80 80 65 50 T600 T600 T600 T500 T400 T400 -11.1 -11.1 -11.1 -7.4 -5.10 -5.10 4 2 2 2 2 2 说明: 1.当热媒为蒸汽锅炉时,换热器型号可参照本表确定. 2.计算中取 K=2.8kw/㎡℃(板式热水器)

K=1.94kw/㎡℃(盘管换热器)

在用热泵或低温热水炉作为热源时,不宜采用各种形式的换热器,因为此时要求传热面积很大,很浪费。由于热媒温度低可以直接加热池水,注意采取措施,使冷水与热水混合均匀。

五、 投资回收期与运行费用分析

1、投资回收

采用风冷热泵机组的设备投资比电锅炉多50万,以5年作为投资回收期计算,需要每年节省电费10万元。

电锅炉配电功率为960KW,风冷热泵配电功率为264KW,即每运行1个小时,耗电量差异为696度,以丰水期电费0.45元/度计算,每小时耗电差异为313元。

即:如果加热设备年运行时间超过320小时,则风冷热泵增加投资回收期会更短。

2、池水初次加热所需之耗电功率

假设池水每次从15℃加热至28℃,所需热量为Qb=MCv(Ta-Tf)=2000*1000*(28-15)=2600*104kcal

以电加热锅炉加热池水,需要时间为31.4个小时,所耗电为:960*31.4=30144度,以丰水期电费0.45元/度计算,所耗电费为13565元。

3、恒温水池运行所需之耗电功率

以正常运行工况:气温28℃,补水温度15℃,池水恒温28℃,每天补水100M3,

游泳池水总热损耗量Qa包括:

1、 池面水蒸发损失的热量Qs

2、 池壁、池底、管道和水处理设备传导散热量Qt

3、 补充新水加热量Qf

Qa=Qs+Qt+Q约为60*104kca/H,即需700KW机组加热功率维持日常恒温水池运行,以每天运行10小时计算,每天所耗电功率为7000度,以丰水期电费0.45元/度计算,所耗电费为3150元。

以风冷热泵机组作为热源,节能率约为70%,所耗电费也节省70%

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