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[分享]室内游泳馆通风空调设计

发表于2018-03-12    921人浏览    1人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

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胡桃皮夹子

室内游泳馆通风空调设计_1

游泳馆室内设计参数

对于新建室内游泳池设计参数取值的建议:以往,国内酒店的室内游泳池的设计水温(即泳池水表面温度)大多采用27℃,冬季室内干球温度通常定为29℃。我们在调研过程中发现,即使在水温为29℃,空气温度为29℃,相对湿度为78%的休闲型的室内游泳馆中,在馆内游泳的四位年青人出水后都有冷感;而在一个室内干球温度31℃、相对湿度60%的SPA的浴池大厅内调研时,受访者无论长幼均无不适的冷感或闷热感。如今,已经有一些有经验的酒店管理公司提出,酒店中的休闲型的室内游泳池的水温宜提高到30~32℃,其室温应为31~33℃;此前,上海金茂大厦凯悦酒店的室内游泳馆在其设计和运行中,均已将游泳馆池厅的室温提高到31℃。因此,在具体的工程设计中室内游泳馆池厅的温度以及池水温度究竟如何取值,应事先与建设方或管理公司充分沟通后确定。相关的检测资料表明,当环境的相对湿度在40%~60%的范围内时,空气中可检出的细菌、病毒和微生物数量极少,有的几乎为零;但过低的相对湿度会加速水分的蒸发,造成从泳池中出来的人会因体表水迅速蒸发出现不适的冷感,故笔者建议室内游泳馆池厅内的设计相对湿度宜控制在50%~60%的范围以内。

(注:本篇来源于互联网,作者不详,特此说明)。

围护结构的传热系数

冬季,为防止室内游泳馆围护结构内表面结露,应在设计工况下保持围护结构内表面温度比室内空气的露点温度高2.8℃。于是,根据已经确定的室内、外计算温湿度可按下式初算出防止围护结构内表面结露所需传热系数Kf:

室内游泳馆通风空调设计_2
(1)式中  Kf——围护结构防止内表面结露的最大传热系数,W/(m2·℃);

     α——围护结构内表面换热系数,计算时可取8.7W/(m2·℃)

     tn——室内干球温度,℃;

     tw——冬季室外空气调节计算干球温度,℃;

     tnb——冬季围护结构内表面温度,即等于室内空气的露点温度加2.8℃。

在围护结构传热系数的防表面结露的校核计算时,有一点应引起注意,室内设计参数表所列出的池厅冬季的温、湿度,通常是根据一般规定或标准作出的选用值,并非设计工况下的确切计算值。设计时应根据式(10)计算确定池厅室内的相对湿度,并在焓湿图上找出该工况下游泳池室内空气的露点温度,重新按式(1)复核围护结构的传热系数。如有需要更正之处,应重新向建筑专业提资。

室内游泳馆热湿负荷计算


1.室内游泳馆池厅的散湿量的计算与池厅空调系统的换气次数的确定

(1)池厅散湿量的计算公式。室内游泳馆池厅的散湿量与泳池的类型、泳池的面积、湿地面的面积、同时游泳的人数、人的运动强度、池水温度、空气的温湿度、水面风速等诸多因素有关。而游泳的人数和人的运动强度等活动因子又与游泳馆的类型密切相关。因此,在预测室内游泳馆设计散湿量时,宜采用按活动因子计算散湿量的方法,即:

室内游泳馆通风空调设计_3
(2)

式中  wp——为游泳池水面及周边湿地水面的总蒸发量,g/s;

     A——游泳池面积,m2;

     Fa——活动因数;

    υ——游泳池水面风速,m/s;

     pw——游泳池水表面温度下的饱和空气的水蒸汽分压力,kPa;

     pa——设计状态下室内空气的水蒸汽分压力,kPa;

     y——池水表面温度下水的汽化潜热可按(8—14)式计算,kJ/kg。

【注】本式源自ASHRAE. 2003ASHRAE  Application Handbooks [M]. Atlanta;ASHRAE Inc,2003

典型的游泳池活动因数 表1

表注:在调研中发现,不同类型的酒店,游泳馆的人数有明显的差异:会议娱乐性的酒店游泳馆(有的还对外开放)人数最多,其人员密度可达4m2/p;旅游渡假性酒店的游泳人数居中,人员密度约在9m2/p左右;商务型酒店的游泳馆人数相对较少,最大人员密度可按14 m2/p计算(上述人员密度,均采用游泳池的池水面积进行计算)。对应活动因数的取值也宜有所区别,建议:会议娱乐性酒店取1.00;旅游渡假酒店取0.80;商务酒店宜取0.65。

由于泳池水表面温度通常要求控制在27~29℃之间,因此,水的汽化潜热基本不变;当把游泳池水面空气流速控制在不大于0.125m/s的条件下时,室内游泳馆散湿量的计算式可进一步简化成下面的实用计算式:

室内游泳馆通风空调设计_4
(3)

式中除总蒸发量wp的单位采用kg/h计算以外,其他各项都与(2)式一致。本计算式源自2003ASHRAE Handbook—HVAC Application(pp.4.6),其使用单位已由英制改为公制。

(2)池厅空调系统的换气次数及散湿量计算公式的选用。综合分析相关文献所载数据,建议:当池厅空调系统只选用热回收专用空调机组时,其设计换气次数约在4~6次/h之间,室内游泳池的散湿量宜使用(3)式计算;当游泳馆的空调系统采用常规空调箱进行热湿处理或选用常规空调箱加热回收专用空调机组联合处理时,换气次数宜按10~12次/h进行设计。室内换气次数的成倍增长,势必使游泳池的水面风速有所提高,故此时建议使用(2)式计算室内游泳池的散湿量,式中泳池的水面风速宜取0.2m/s。


 2.游泳馆室内热负荷

游泳馆室内热负荷应包括冬季围护结构(不包括门窗缝隙渗透)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)泳池岸边湿地面积。岸边湿地面对商务酒店的游泳馆来说,既是客观存在,但其实际面积并不大,存在的时间也不长。其原因是商务酒店游泳的客人相对较少,且高星级商务酒店游泳馆的工作人员须随时清除池厅地面上的水渍(从上面两张酒店泳池的照片就可以感性地了解商务酒店泳池周边“湿地面”的基本状况)。为方便计算,建议商务酒店游泳池把泳池四周外扩0.5m(基本上可把泳池周边的排水沟包含在内)的范围算作湿地面的面积;渡假型游泳池岸边湿地面积宜按池边外扩1.25m计算;会议娱乐型酒店游泳池的活动因数Fa在本文中被建议取1.0,其泳池岸边湿地面积宜按外扩2m(约6.5呎)计算。游泳馆的建筑热负荷应使用经鉴定的电算程序进行计算。

(2) 空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷Qf可按下式计算:

室内游泳馆通风空调设计_5
(4)


式中  Qf——空气向泳池及周边湿地水表面放热的热负荷,W;

     α——空气向水面的放热系数,取8.4W/(m2·℃);

     A——泳池面积,m2;

     As——泳池周边湿地面积,m2;

     tn——池厅室内干球温度,℃;

     ts——泳池设计水面温度,℃;

     ts.q——池厅室内空气的湿球温度,℃。

(3)负压渗透热负荷。室内游泳池必须有通往更衣室或直通疏散走道的内门。如有可能,建筑师会设置一个通向室外观景平台或裙房屋顶绿化区的外门,以便在过渡季扩大游泳馆的休息区。池厅的负压使室外空气和邻室的室内空气透过门窗的缝隙渗入池厅,由于内门的漏风量远远大于外门的漏风量,夏季由邻室渗入池厅的风温和比焓都比游泳馆内的空气低,故夏季可作为空调系统的裕量不参与计算。然而在冬季,无论是从内门还是从外门漏入的空气,其温度都低于池厅室内的空气温度,都是游泳馆的热负荷。因此,必须先分别算出从外门(或外窗)和内门渗入池厅的风量。然后再计算池厅冬季的渗透热负荷。

1)游泳馆池厅的室内负压。ASHRAE建议室内游泳馆的池厅保持1.3~3.8mmH2O负压。酒店游泳馆池厅与相邻空调房间的平均设计负压值宜取25Pa。

2)外门、外窗及固定透明玻璃幕墙缝隙的漏风量计算:

外门与固定透明玻璃幕墙的漏风量应由幕墙公司提供,并按计算压差△P=15Pa(因酒店其它空调房间对外需保持10Pa正压,故池厅与室外的压差应等于-15Pa)进行修正。在幕墙公司未介入之前,外门、外窗的漏风量与固定部分透明玻璃幕墙窗在压差10Pa时的漏风量L10,宜分别按3m3/(m﹒h)和0.1m3/(m﹒h)进行计算(含施工中可能出现的偏差)。算得的门窗缝隙漏风量L10,需要根据实际压差按下式进行修正,即实际计算漏风量等于LW:

(m3/h)(5)


3)内门漏风量计算:

通过内门门缝的漏风量可参照《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95(2005年版)第8.3.2条推荐的公式进行计算,即:(6)

式中  li ——第i扇内门的门缝漏风量,m3/s;

      Ai—— 第i扇内门的门缝面积,m2;

     △Pi——第i扇内门两侧的压差,Pa。计算时需注意的是,内门两侧的压差可能会出现以下几种情况:一种是通向疏散通道的内门与电梯厅或接待大厅等公共空间直接相连,只要设计按照空气平衡的需要,在这些公共空调区域的计算新风量的基础上,再补充送入上述连通空间的、数量等于其计算漏风量的新风量。那么,这扇门两侧的计算压差△Pi可取25Pa。第二种情况是,游泳池直接与男女更衣室相连。当进入更衣室的门关闭时,更衣室与门外的公共空间之间的压差宜取5Pa;由更衣室进入游泳池池厅的门关闭时,计算该门缝漏风量的计算压差宜取20Pa。设计应根据空气平衡的计算结果向公共空间与更衣室补风。第三种情况是游泳馆池厅的内门通过一段封闭的走道间接与男女更衣室、健身房或其它功能房间相连。那么,池厅的这个内门在封闭走道与池厅间压差的作用下漏进池厅的风量应等于间接连通的更衣室、健身房等房间通过各自的房门漏进封闭走道的风量。并可通过(7)式求出封闭走道内的空气压力Pf:(7)


式中  Ai——池厅第i扇内门的门缝面积,m2;

     △Pi——池厅第i扇内门两侧的压差,且△Pi=Pf-Pc,Pa;

     Pf——封闭走道内空气的压力,Pa;

     Pc——池厅内设计负压,(相对于室外)取-15 Pa;     

Ai.j——通过封闭走道与池厅间接连接的第i.j个房门的门缝面积,m2;

△Pi.j——第i.j扇房门两侧的计算压差△Pj=Pj-Pf,Pa;

Pi.j——第i.j个房间的室内正压。只要设计时在这些房间计算新风量的基础上再加上本次空气平衡算得的补充新风量,那么,这些房间室内的计算正压Pj(相对于室外)取+10Pa。将△Pi和△Pi.j代入(7)′式,可得:(8)

在计算上述房门的门缝面积时的平均门缝宽,建议:弹簧门取0.005m;普通门取0.003m。

4)冬季池厅渗透热负荷:

池厅负压渗透热负荷QS.T,可根据渗入池厅的风量按下式计算:(KW)(9)

式中  Gw——通过外门(或可开窗)和透明幕墙的缝隙渗入池厅的室外空气总量,kg/s;

     Gn.i——通过池厅第i扇内门渗入池厅的室内空气量,kg/s;

     hn ——冬季设计工况下池厅内空气的比焓,kJ/kg;

     hn.i——池厅第i扇内门相邻空间内空气的比焓,kJ/kg。

在使用(9)式计算前,必须先按下面的湿平衡方程式(式10)计算出在冬季设计工况下池厅内空气的含湿量,确定池厅在冬季设计工况下运行时室内空气的状态点,进而在焓湿图上确定池厅内空气的比焓hn。

室内游泳馆通风空调设计_6
式中  Gx——通过空调机组送入池厅的新风量,kg/s;

     Gw——通过外门(或可开窗)和透明幕墙渗入池厅的室外空气的总量,kg/s;

     Gn.i——通过池厅第i扇内门渗入池厅的室内空气量,kg/s;

     dn—— 冬季设计工况下池厅室内空气的含湿量,计算时须用式

室内游泳馆通风空调设计_7
dW——冬季室外空气计算含湿量,g/kg;

dn.i——池厅第i扇内门相邻空间内空气的含湿量,g/kg;

湿平衡方程式等号右式的第一项中各字符的定义详见(1)的注解。当池水的散湿量是按照(2)式计算时,须用(2)式替换(10)式等式右面的散湿量计算式。

(4)池水温度ts下水蒸汽的汽化潜热可按下式计算:

室内游泳馆通风空调设计_8
(11)

3.游泳馆室内冷负荷计算

夏季室内游泳馆池厅的室内冷负荷应包括设计工况下通过围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(在水中游泳的人体散发的热湿负荷,隐含在游泳馆散湿量的潜热负荷中,不另计算;只计算在池旁躺椅上休息的客人与工作人员的热湿负荷)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Qa。调研表明,白天游泳馆照明用电量约占其设计照明总电量的20%左右。设计时,白天宜按照明总用电量的20%进行计算;19:00以后再按设计照明的总用电量计算。

池厅设计最小新风量

1. ASHRAE  62.1—2004通风标准:该标准要求按每平方呎泳池及其岸边湿地面积计算的户外空气量不小于0.48CFM,相当于8.78CMH/m2。

2.酒店管理公司建议的新风标准之间存在较大的差异,其中最高的一个新风标准达9CMH/m2。实践表明,根据池厅面积按9CMH/m2新风标准设计的室内游泳池空调系统,无论在其周边房间内,还是在其池厅里都闻不到氯的气味,但新风能耗偏高;在长三角及以北地区还会导致池厅冬季室内相对湿度低于50%方面的问题。

3. 池厅设计最小新风量的取值:池厅设计最小新风量应根据ASHRAE 62.1—2004的通风标准,按每m2泳池及其岸边湿地面积8.78m3/h计算。湿地面积参见8.3.3节,第2.(1)条的规定计量。由于通过外门、外窗及内门缝隙渗入池厅的空气都有除湿和稀释池厅空气中结合氯浓度的作用,为节省游泳池空调系统的能耗,本文建议把上述计算漏风量统一计入池厅户外空气的范围内,仅当设计最小新风量与漏风量的差小于人均新风量30CMH/p时,池厅空调系统的最小新风量(即通过空气处理机送入室内的新风量)应按30CMH/p计算,且夏季不宜小于送风量的5%;但冬季游泳馆池厅空调系统的最小新风量,应使设计工况下池厅室内相对湿度不小于50%。此时,进入池厅的户外空气量等于池厅空调系统的最小新风量与内、外门窗缝漏风总量的和。

池厅气流组织

1.送风口和回风口的布置须认真考虑,应防止送、回风口之间发生短路。短路会产生气流滞留区,使游泳馆内局部空间的水蒸汽积聚、空气的相对湿度上升。

2.上送风口的叶片或导流装置应向外倾斜15~20°、对着外墙、外窗。当池厅内设置天窗时,紧贴天窗下沿的侧送风口内的叶片或导流装置应向上倾斜15~20°。设在池厅内区吊顶天花上的送风风口应采用贴附性能好的散流器。

3.送风口不得直接对着可能使气流改变流动方向的表面吹风,以防止反射折转的气流吹到从水中出来并沿池边行走的游泳者身上。

4.侧送风口不得直接对着游泳池表面吹风,这种送风方式将大大提高泳池水表面的风速使得在水中游泳的人感到不适;同时过大的风速会加速池水蒸发,增加池水的热损失。

5.在游泳馆外墙(或外窗)的下部设置下送风口时,风口的叶片应向外倾斜15~20°、对着外墙、外窗送风,切忌反装。下送风口宜高出地面300~500mm。

6.为保持池区处于负压,空调系统的回(排)风风口宜设置在正对泳池的天花上,或是离泳池最近的墙面下部,送风口不会直接吹到的地方。

室内游泳馆池厅送风口的布置形式可参见下图

游泳馆的空气处理及设备配置

1.游泳馆空气的热湿处理

(1) 系统采用以冷、热盘管为核心处理部件的四管制组合式空气处理机时,其空气处理过程如下:

1) 夏季,当室外空气的比焓hw≥室内设定比焓hn时,回风与设计最小新风量混合后进入水冷表面式冷却器(下简称“冷盘管”)降温去湿,保持室内空气的含湿量等于设定值;再经热盘管加热使室内空气温度维持设定值。

2) 当室外空气的比焓hw<室内设定比焓hn时,系统进入全新风工况。新风经冷盘管降温去湿,以保持室内空气的含湿量等于设定值;再通过热盘管加热到送风参数后送入室内,以保持稳定的室内温度。

3) 当室外空气的含湿量dw<夏季设计送风参数的含湿量ds时,系统进入变新风工况区。系统将通过改变吸入的新风量(即改变新、回风比)来保持室内空气的含湿量接近设定值;此时,游泳馆室内的余湿量完全依靠干燥的新风来消除,空气处理机中的冷盘管已经不必承担去湿的功能。因此,其供冷量只须受室内温度传感器的控制。随着室外温度下降,当冷盘管的供冷量下降到零时,系统进入采暖工况。

4) 系统进入采暖工况后,继续处于变新、回风比的控制状态,使室内空气的相对湿度保持在50%~60%的范围内,直到系统吸入的新风量达到冬季设计最小新风量,系统将自动停止新、回风比的控制。系统加热盘管的供热量受控于室内温度传感器的偏差信号。夏热冬冷及以北地区在冬季设计工况下,空调系统过大的新风量会导致池厅相对湿度低于设定下限值。为保持游泳馆池厅内空气的相对湿度不小于50%,设计时应根据其室内设计温度,由(12)式求出室内空气在相对湿度 =50%时的水蒸汽分压力pa:

室内游泳馆通风空调设计_9
(12)

式中pa.b——游泳馆室内设计温度对应的湿空气的饱和水蒸汽分压力,即设计室内温度与100%饱和线的交点所对应的水蒸汽分压力,kPa。

    然后,用湿平衡方程(10)式求出池厅空调系统冬季由空调箱吸入的最小室外新风量GX。具体计算方法请参见以下的商务型酒店室内游泳馆空气处理的计算实例。

(2) 当设计采用四管制冷热水盘管的组合式空调箱对室内游泳馆的空气进行热湿处理时,应注意以下几个问题:

1) 常规四管制空调系统,夏季由冷盘管除湿,冬季则只能依靠新风来消除室内的余湿。因此,在夏热冬暖且冬季室外空气含湿量较高的地区,当游泳馆采用常规空调机对室内空气进行热湿处理时,其冬季设计工况下的最小新风量还应满足游泳馆的除湿要求。

2) 夏季游泳馆池厅空气处理机再热用热源须独立设置。在设计高星级酒店或国宾馆一类建筑的室内游泳馆的空调系统时,必须对酒店四管制空调系统的运行情况有一个深入的了解:即使是按四管制设计的五星级酒店,为了节省运行费用,其空调系统在夏季供冷时绝不会同时供应热水。这种情况在国际五星级酒店中也不例外。酒店不会仅为游泳馆空调系统区区数千瓦到数十千瓦的再热量,去运行容量数兆瓦的空调供热系统。因此,当高星级酒店的游泳馆的空调设计,必须采用常规四管制的全空气空调系统时,宜在其机房内增设一套小型汽——水热交换热水机组。

3)池水蒸发量是影响池厅空调系统运行的主要因素,(1)式引入活动因素Fa用以估算设计工况下的池水蒸发量。然而来酒店游泳池游泳的人数变化很大,Fa必将随之变化:有时达到设计值,但多数情况下空无一人。泳池里人少了,池水蒸发量自然随Fa下降而减少,氯的挥发量也将成比例减少。在设计自动控制系统时,应能使池厅空调系统根据室内相对湿度的变化,适时减少系统的新风量与池厅排风量,在保持卫生状况达标的前提下最大限度地减少系统新风能耗。

(3)当设计采用游泳馆专用的双风机热回收系统时,无论是夏季还是冬季,空调系统均采用机组配置的直接蒸发式表冷器对回风进行降温去湿处理,并将蒸发器所吸收的热量全部回收,或用于冬季空调系统加热,夏季的再热,多余的部分再用于池水加热。详细运行控制请见“8.3.7 SWHP普尔帕克双风机成套游泳池空间环境控制和热回收系统简介”专篇。

2. 某商务型酒店室内游泳馆采用常规四管制空调箱作空气处理的计算实例

【计算条件】夏季室外空调计算干球温度34.6℃,湿球温度28.2℃;冬季室外空调计算干球温度-1.2℃、相对湿度74%(含湿量dw=2.389 g/kg);夏季大气压100570Pa,冬季大气压102650Pa。室内设计干球温度全年31℃,夏季室内相对湿度60%;冬季室内相对湿度≮50%。泳池设计水温29℃。泳池面积131.4m2,游泳馆池厅的体积1600m3;夏季室内显热冷负荷29.65kW,冬季建筑围护结构热负荷33.49kW。池厅对于室内相邻房间保持25Pa负压。池厅有一个宽1.8m、高2.1m的外门和两个同样尺寸的内门,透明玻璃幕墙的缝隙总长183m,无可开启外窗。其中一个内门通向疏散走道,该走道直接与健身中心接待厅及电梯厅相连;另一个内门通过一段封闭走道分别与男女更衣室和健身房间接连接:男女更衣室用的都是宽1.0m、高2.1m的房门,健身房的门宽1.8m、高2.1m。所有内门均为弹簧门,缝宽按5mm计算。冬季接待厅与电梯厅的设计室内温度为20℃、相对湿度40%(含湿量dn1=5.785g/kg);健身房的设计室内温度为22℃、相对湿度40%(含湿量dn2.1=6.551 g/kg);更衣室的设计室内温度为25℃、相对湿度50%(含湿量dn2.2=9.865g/kg)。试根据室内设计参数分别计算系统送风量、负压渗透漏风量、系统最小新风量、冬夏设计工况下池厅空调系统的送风状态及设计工况下空调系统的供冷与供热量。

【解】

(1) 池厅内、外门与幕墙的计算漏风量

1)外门与幕墙漏风量

已知外门的尺寸等于1.8m×2.1m,幕墙的缝隙总长183m。

(A)外门缝隙的总长Am.f=2.1×3+1.8×2=9.9m

将Am.f及计算压差△P=15Pa代入(8—9)式,可得外门漏风量Lw.m:

Lw.m=1.3×Am.f×lm10=1.3×9.9×3=38.6m3/h;

(B)将幕墙玻璃与窗框间的缝隙长度代入(3)式,可得透明玻璃幕墙的漏风量Lw.q:

Lw.q=1.3×Aq.f×lq10=1.3×183×0.1=23.8m3/h;

(C)外门与幕墙的总漏风量Lw=Lw.m+Lw.q=38.6+23.8≈62 m3/h。或G w=0.0207 kg/s

2)内门计算漏风量

(A)连接接待厅内门的漏风量

按已知条件可得门缝的计算面积An1=(2.1×3+1.8×2)×0.005=0.0495m2

将An1及计算压差△P=25Pa代入(8—10)式,可得此内门的漏风量Ln1:

Ln1=1.03×0.0495×250.5=0.255m3/s=918m3/h或G n1=1.2×Ln1=0.306kg/s

(B)连接更衣室、健身房与池厅的每个内门漏风量

a)与封闭走道连接的每个内门的门缝面积   

池厅门:An2=0.0495m2

更衣室:A2.1=A2.2=(2.1+1.0)×2×0.005=0.031 m2

健身房:A2.3=0.0495m2

b)封闭走道的计算压力

将门缝面积An2、A2.1、A2.2、A2.3代入(8)式,有

0.0495×(Pf+15)0.5=(0.031+0.031+0.0495) ×(10-Pf)0.5

8整理后可得封闭走道的计算压力Pf=5.88Pa

c)内门漏风量

8将An2、A2.1、A2.2、A2.3及计算压力Pf=5.88Pa代入(5)式,可得每个内门的漏风量

8池厅门:Ln2=1.03×0.0495×(5.88+15)0.5=0.233 m3/s=839m3/h

更衣室:L2.1=L2.2=1.03×0.031×(10-5.88)0.5=0.065m3/s=233m3/h或G 2.1=0.078kg/s

健身房:L2.3=1.03×0.0495×(10-5.88)0.5=0.1035m3/s=373m3/h或G 2.3=0.124kg/s

3)池厅门、窗缝隙的总漏风量

将外门与幕墙的漏风量Lw及池厅两个内门的漏风量Ln1、Ln2累计求和,可得池厅保持25Pa负压的总漏风量LC.L=62+918+839=1819 m3/h或GC.L=0.6063 kg/s

(2) 夏季送风状态和系统送风量:

1)计算池水蒸发量及其潜热

根据本书8.3.3建议,当游泳馆的空调系统采用常规空调箱进行热湿处理时,换气次数按11次/h进行设计;用(1)式计算室内游泳池的散湿量,式中泳池的水面风速取 =0.2m/s;取游泳池活动因数Fa=0.65。水在29℃时的汽化潜热 =2500-2.35×29=2432kJ/kg。

将游泳池水表面积A、活动因数Fa、水面风速 、汽化潜热 、游泳池水表面温度下的饱和蒸汽分压力Pw=4.054kPa及夏季游泳池室内设计工况下空气的水蒸汽分压力Pa=2.729kPa代入(1),可得:

室内游泳馆通风空调设计_10
4)池厅空调系统的估算送风量

池厅吊顶下的体积为1600m3,系统送风量可按下式估算,即

送风量  Ls.g=11×1600=17600m3/h=4.889m3/s

5)求最小新风量

根据表8-10的“表注”的建议,商务酒店池厅的湿地面积宜按泳池岸边外扩0.5m计算,即泳池面积与岸边湿地面积之和等于164m2。那么,若按ASHRAE  62.1—2004通风标准计算的新风量应不小于LX.A=164×8.78≈1440m3/h。

与池厅保持负压引起的漏风量LC.L=1819 m3/h相比,LX.A<LC.L。为此,夏季通过空调箱的新风量宜按送风量的5%计算,即LX.S=0.05×17600=880m3/h    

6)绘制焓湿图(下图)、计算池厅送风量

在h—d图上,按照设计室内温度31℃、相对湿度60%确定夏季室内空气状态点N,设计工况下室内空气的比焓hn=75.69 kJ/kg。通过N点画出 = 8520kJ/kg的过程线。

用夏季池厅的室内显热冷负荷Ql.x和系统估算送风量Ls.g,代入下式,可得送风温差⊿ts

⊿ts =Ql.x/(CP· ·Ls.g)=29.65/(1.01×1.2×4.889)≈5.0℃

本例宜按送风温差⊿ts =5.0℃准确计算系统设计送风量LS,有

LS=29.65/(1.01×1.2×5)=4.893 m3/s,或LS=17615 m3/h

池厅空调系统夏季送风温度ts = 31-5 = 26℃,过程线 与26℃等温线的交点S,就是夏季池厅送风状态点。在h—d图上过S点向下做垂线与85%相对湿度线相交于L点(机器露点),当风机及送风管道的温升按1.5℃计算时,被处理到L点的空气需被等湿加热到K点。由于系统送风量的估算值与计算值相差无几,夏季系统通过空调箱处理的最小新风量LX.S将维持原计算不变。

室内游泳馆通风空调设计_11

7)计算系统夏季供冷量QG.L与再热量QZ.R

从夏季池厅空调系统处理空气的焓湿图中可以查到,回风与新风混合后进入冷盘

管前的比焓hC=76.545kJ/kg,经降温降湿处理到L点空气的比焓hL=66.367 kJ/kg,可得池厅空调系统夏季的计算供冷量QG.L:

QG.L =(hC– hL)×GS =(76.545-66.367)×1.2×4.893=59.76kW

从夏季空气处理的焓湿图中可查出K点的比焓hK =66.692 kJ/kg,因此,池厅空调系统在夏季设计工况下的再热量QZ.R:

 QZ.R=(hK– hL)×GS =(66.692-66.367)×1.2×4.893≈1.91kW。

(3)冬季送风状态与系统加热量:

1) 冬季池厅室内设计参数及湿平衡计算

   为保持池厅内一定的新风量,冬季在保持室内干球温度31℃的条件下,其相对湿度宜按照50%进行湿平衡计算,并依此确定冬季池厅设计新风量LX。

(A)求池水蒸发量

将池水面积A、活动因数Fa、水面风速 、汽化潜热 、游泳池水表面温度下的饱和蒸汽分压力Pw=4.054kPa及夏季游泳池室内设计工况下空气的水蒸汽分压力Pa=2.274 kPa代入(1),可得池水蒸发量

室内游泳馆通风空调设计_12

将相关数据代入后,有

(GX+0.6063)×14.091-(GX+0.0207)×2.389-(0.306×5.785+0.124×6.551+2×0.078×9.865)=6.539

整理后可得系统最小新风量GX

GX =0.185kg/s或  LX=3600 GX /1.2=555m3/h

计算结果表明,冬季要保持本例中的池厅室内相对湿度不低于50%,通过空调箱吸入的新风量不能超过555m3/h。设计宜取550 m3/h,冬季新风比约为3.1%。

2)冬季池厅的室内热负荷

池厅冬季室内热负荷两个由围护结构热负荷与负压渗透热负荷两个部分组成。池厅冬季的围护结构热负荷QS是本例的已知条件,负压渗透热负荷需按(7)式计算确定。

(A)  池厅负压渗透热负荷(室内温度31℃、hn=67.36 kJ/kg)

室外渗入空气量   Gw=62m3/h、比焓hw=4.758kJ/kg、tw=-1.2℃;

接待厅渗入空气   Gn.1=918m3/h、比焓hn.1=34.88kJ/kg、tn.1=20℃;

健身房渗入空气   G2.1= G2.2=373m3/h、比焓h2=38.868kJ/kg、t2=22℃;

男女更衣渗入空气 G2.3=466m3/h、比焓h3=50.376kJ/kg、t3=25℃。

a)负压渗透引起的全热负荷QS.T:

QS.T=(67.36-4.758)×0.0207+(67.36-34.88)×0.306+(67.36-38.868)×0.124+(67.36-50.376)×0.078×2=17.41kW

b)负压渗透引起的显热负荷QS.T.S:

    QS.T.S=[(31+1.2)×0.0207+(31-20)×0.306+(31-22)×0.124+(31-25)×0.078×2]×1.01=6.14kW

(B)  冬季池厅的总热负荷与显热负荷

a)池厅的总热负荷QR

欲求QR,必须先算出冬季池厅室内空气从池水蒸发中获得的汽化潜热Qq。将求得的冬季池水散湿量wp的值代入(9)式,有

   Qq= wp =0.006539×2432=15.9kW

    然后,把已知的建筑热负荷QJ.R=-33.49Kw,负压渗透热负荷QS.T及池水蒸发的汽化潜热Qq相加起来,便可求得总热负荷QR;

 QR=QJ.R +QS.T+Qq=-33.49+(-17.41)+15.9=-35.0kW

b)池厅的显热负荷QS.R;

 QS.R= QJ.R + QS.T.S =-33.49+(-6.14)= -39.63 kW

3) 冬季池厅计算湿负荷wC

设计工况下冬季池厅的湿负荷等于池水散湿量与负压渗透风除湿量之差,即

 wC= wp(QS.T-QS.T.S/=0.006539-(17.41-6.14)/2432=0.001905kg/s

4) 热湿比 = QR/wC=-35/0.001905=-18370kJ/kg

5) 绘制焓湿图

室内游泳馆通风空调设计_13

在h—d图上(见上图),按照设计室内温度31℃、相对湿度50%,确定冬季室内空气状态点N,通过该点画热湿比 =-18370的过程线。如忽略送风密度的变化,就可以根据池厅冬季的显热负荷QS.R与系统送风量GS算得冬季设计工况下的送风温差,⊿tS =QS.R /(CP×GS)= 39.63/(1.01×5.872)≈6.7℃,即送风温度tS= tn+⊿tS=31+= 37.7℃。过程线 与37.7℃等温线的交点S,即冬季泳池送风状态点。其比焓hS= 73.363kJ/kg、含湿量dS= 13.728 g/kg。

 6) 池厅空调系统冬季的加热量

过冬季送风状点S做垂线,与设计工况下室内外空气的状态点的连线N—W交于C点,即冬季室内空气在设计状态下的回风与新风的混合点,混合空气的比焓hC=65.42kJ/kg。由此可求出池厅空调系统冬季的供热量QG.R:

QG.R=GS×(hS-hC)=5.872×(73.363-65.42)=46.64kW。

3. 空调系统与设备配置

(1) 游泳馆空调系统宜采用单风机组合式空调箱,其基本功能段包括新/回风混合段、粗/中效过滤段、表冷段、加热段及风机段(采用不锈钢转轴。电机与轴承外置),表冷器与空气加热器的换热面积应分别有20%与25%的裕量(考虑到池水蒸发量的估算与最小新风量的确定与实际情况可能出现偏差所留裕量),送风风机的风量应有10%的裕量。组合式空调箱的底部应设置钢筋混凝土减振台板与弹簧减振器。组合式空调箱的新风入口宜设置两根新风管,一个用于系统在空调季取新风,其断面宜按ASHRAE  62.1—2004的通风标准算得的新风量确定,且不小于系统送风量的10%。此风管上应设置电动对开式多叶调节阀;一个用于过渡季系统全新风运行取新风,此风管上应设置高气密型电动对开式多叶调节阀。用于寒冷或严寒地区游泳馆空调系统的最小新风管上应设空气预热器。箱体内部与游泳池空气接触的零部件(包括风机的叶轮与蜗壳)表面应具有良好的防腐性能(通常采用环氧树脂喷涂法)。

池厅空调送、回风管宜采用铝板制作,风管壁厚按照《通风与空调工程施工质量验收规范》GB 50243—2002 表4.2.1-3规定选材。管道消声器、调节阀、防火阀及止回阀均应采用不锈钢板材制作。

(2)汽——水热交换热水机组的设置。在设计高星级酒店或国宾馆一类建筑的室内游泳馆的空调系统时,当必须采用常规四管制的全空气空调系统时,宜在其机房内增设一套小型汽——水热交换热水机组。其供热水管与酒店空调供热系统的供回水管并联设置(可通过手动阀门完成切换)。当采用常规四管制空气处理机与热回收机组联合处理的方案,夏季的空气再热可由热回收机组的空气热交换器独立承担。

(3) 游泳馆宜配备空调季排风风机,其设计风量应等于游泳馆空调系统的最小新风量(当冬、夏季系统的设计最小新风量有差异时取两者的大值计算)与保持游泳池负压所需风量的和。保持池厅负压的漏风量需根据游泳池与周边房间通道设置的情况,按计算确定。空调季排风风机的选型风量应在计算风量的基础上预留25%的裕量,并在排风管上设置电动调节风阀,适时根据相邻房间与池厅之间压差的变化对排风量进行。运行时应在保证客人应有的舒适度为前提,在保持游泳馆内空气中含氯浓度不超标的条件下(按照《工作场所有害因素职业接触限值》 GBZ 2—2002的规定:氯气最高允许浓度为1.0mg/m3),力求减少空调箱的最小新风量,以节省冬、夏空调季内新风的能耗。游泳馆应另配置一台过渡季排风风机,用于在过渡季中配合空调系统实现全新风工况,以及游泳池超氯化水处理或换水期间的大风量换气。过渡季排风风机的设计风量按送风机风量的1.1倍计算。无论是空调季排风还是过渡季排风风机的静压,均应在风管水力计算的基础上增加37Pa。排风机应选用电机与轴承外置型不锈钢风机箱,与排风接触的风机转轴表面应作防腐处理。排风风管应采用不锈钢板制作。

本文取材于互联网。


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 发表于2018-03-12  | 只看该作者      

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