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一、项目简介
天津大学是中国历史悠久的著名学府之一，顶尖的工科百年名校，国家“211工程”“985工程”和“2011计划”首批重点建设高校，依托天津市的国家发展战略优势地位，正努力建设成为“综合性、研究型、国际化”的世界一流大学。
本工程位于天津，天津大学游泳池为室内游泳池，长50米宽25米，水深1.7到1.8米。2250立方的泳池池计算温度为28℃。用自来水作为冷水补水，温度设计为4℃，设备选用天舒空气能超低温强热型泳池恒温热泵热水机组。
二、项目名称：天津大学泳池恒温热泵热水工程
三、地区气温
天津属于暖温半湿润大陆季风型气候，季风显著，四季分明。春季多风沙，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季寒暖适中，气爽宜人；冬季寒冷，干燥少雪。除蓟县山区外，全年平均气温为摄氏11度以上。1月份平均气温在摄氏零下4-6度，极低温值在摄氏零下20度以下，多出现于2月份。7月份平均气温在摄氏26度上下。一年中，1月份与7月份温差一般在摄氏30度以上。日温差，除塘沽、汉沽外，郊县一般为摄氏10度以上，市区为摄氏9.8度。
四、项目系统要求
4.1采用整合设计原则，从项目立项到施工设计的整个过程，综合考虑用户的建筑物、使用工况、空气源热泵规格及性能参数、系统配置及运行方式、使用和维护、节能与安全、经济效益等因素，均应符合工程系统的设计原则。
4.2力求使空气源热泵效果最佳，最大限度降低电能消耗，从而达到节约费用开支的目的。
4.3系统设计的先进性、安全性、可靠性、耐久性等综合考虑。
4.4较好的经济效益和社会效益，为客户在环保、节能、文明用水、洗浴档次等方面提供一套可靠的硬件设施。
五、机组配备
天舒空气能超低温强热型泳池恒温热泵热水机组 DKFXRS-64IIB03，8台；
六、天舒空气能优势：
改造前采用锅炉产热水，能耗大、费用高。锅炉产热水不但需要有专人看管，还具有一定的安全隐患。现改进为天舒空气能中央热水系统，运营费用低，节能效果明显。天舒采用独有的智能终端控制系统，智能运行，无需专人值守，运行稳定安全，满足学校对系统设备安全、环保、无噪音的要求。
七、泳池恒温系统设计计算
(一)泳池恒温系统设计计算
7.1泳池池恒温热泵选型
7.1.1水池恒温所需热量为下列各项耗热量之和：
①水池水表面蒸发损失的热量
②水池的水表面、池底、赤壁、管道和设备等传导所损失的热量
③补充新鲜水加热所需要的热量
7.1.2水池水表面蒸发损失的热量：
Qz=α·r·A(0.0174Vf+0.0229)(Pb-Pq)(760/B)
式中：Qz——水池的水表面蒸发损失的热量(kJ/h)；
α——热量换算系数；α=4.1868
r——与水池的池水温度相等的饱和蒸汽的蒸发气化潜热(kcal/kg)，1kcal/kg=4.1868kJ/kg，查得水温28℃时，为581.4×4.19 kJ/kg；
Vf——水池的水表面上的风速(m/s)，一般情况下水池的水表面风速Vf =0.2-0.5m/s；
Pb——与水池的水温相等的饱和空气的水蒸气分压力(mm·Hg)，查得水温28℃时，为28.3mm·Hg；
Pq——水池的环境空气的水蒸气分压力(mm·Hg)，查得气温28℃时，为17mm·Hg；
A——水池的水表面面积(㎡)；
B——当地的大气压力(mm·Hg)。
由上述公式得 ：Qz=4.1868*581.4*1250*(0.0174*0.2+0.0229)*(28.3-17)
泳池池水表面蒸发损失的热量：907028kJ/h
7.1.3水池的水表面、池底、赤壁、管道和设备等传导所损失的热量，应按水池水表面蒸发损失热量的20%计算确定：Q1=181406kJ/h
7.1.4补充水加热所需的热量按下式计算：
Qb=α·qb·r(tr-tb)/t
式中：Qb——泳池的补充水加热所需热量(kJ/h)；
α——热量换算系数， ；
r——水的密度(kg/L)；
qb——泳池池的新鲜水的补充水量(L)；
tr——泳池池的池水设计温度(℃)；
tb——泳池池的补充水的温度(℃)；
t——加热时间(h)。
由公式可得：408213kJ/h
7.1.5水池恒温总耗热量计算：
Q=Qz+Q1+Qb=1371043kJ/h，即381Kw
7.1.6空气源热泵泳池恒温机组DKFXRS-64IIB03在环境温度为7℃时，名义工况下输出功率为63.5kW；热水池恒温所需小时总耗热量为381kW。
7.1.7泳池初次加热时间一般小于48小时，补水温度10℃时的条件下加热，加热池水的小时耗热量为：
Q=2250*1000*(28-10)/(48*860)=981kw，设计考虑在加热的时间段内小时热损失功率为20%=981*0.2=196kw，总计小时耗功率为1177kw，当冷水温度为10℃时，环境温度可能达到15℃，此时空气源热泵泳池恒温机为74.49kw。所以初次加热所选用电加热为253.8kw-74.49kw*3=30.42kw
综合考虑初期投资、运行费用及使用保障，系统选用选用8台DKFXRS-64IIB03型空气能热泵泳池恒温机组和初始辅助热源600kw。
(二)泳池恒温系统运行费用计算：
①春秋季183天，平均环境温度12℃，平均水温10℃；夏季92天，平均环境温度26℃，平均水温21℃；冬季90天，平均环境温度5℃，平均水温2℃。
②电价0.8元/kWh，电热值860kcal/kWh,热效率95%。
③泳池恒温小时耗热量：春秋季381kW/h，夏季332kW/h，冬季415kW/h。
④环境温度12℃时，热泵机组 COP值4.75。环境温度26℃时，热泵机组COP值6.10。环境温度5℃时，热泵机组COP值4.20。
1.1空气源热泵系统运行费用
①春秋季：381×24÷4.75×0.8×183=281828元
②夏季：332×24÷6.10×0.8×92 =96138元
③冬季：415×24÷4.20×0.8×90=170743元
④全年运行费用：279566+107142+208193=54.87万元
该项目冬季水温以天津市冬季水温较高的情况计算，根据实际情况在冬季游泳者甚少，且游泳馆恒温换水频率较低。考虑到在温度极低的情况，游泳馆如需开放，系统设计配以一定的电加热以满足需求。
假设天津市整个冬季(90天)平均水温为0℃，电加热辅助为12小时/天，则电辅助加热费用为：415×12÷95%×0.8×90=37.74万元。
所以使用天舒空气能超低温强热型泳池恒温热泵热水机组年运行费用约为53.87+37.74=91.61万元
1.2电锅炉系统运行费用
①春秋季：381×24÷95%×0.8×183=1409139元
②夏季：332×24÷95%×0.8×92=617310元
③冬季：415×24÷95%×0.8×90=754863元
④全年运行费用：1409139+617310+754863=278.13万元
可知，经过改造，天舒空气能热泵热水机组比原先的锅炉系统每年节省运行费用186.52万元。
八、结论
本篇结合天津大学游泳馆使用天舒空气能热泵热水机组的具体实例，详细解释了空气能热水器在具体应用中的舒适、节能、安全优势，是一套可靠完善的热水系统，在与其他热水设备的比较分析中，我们可知，使用空气能热泵热水机组使用效果和节能效果都可以达到最佳。 |
