西莱克泳池加热恒温热泵可应用于公众泳池、私家泳池、沐浴、SPA等场所。超低温泳池加热恒温热泵机组可以在北方地区冬季恒温使用。
公众泳池、私家泳池、沐浴、SPA等场所加热恒温过程受环境温度、进水温度、补充水量、表面积及池壁传热等因素有影响。在室外温度较低时,泳池水对外散发大量热量,池水温度降低快,池水加热所需耗热量较大。根据这过程这一复杂的过程,下面以某工程项目作为例子,对公众泳池、私家泳池、沐浴、SPA等场所加热恒温的计算及费用进行分析参考。
西莱克泳池热泵工作原理
泳池热泵机组系统工作过程:处于低压液态循环工质(如氟利昂R22、404a)流经泳池热泵机组的蒸发器时蒸发,此时从低温热源处吸收热量,变成蒸气后,流进压缩机,经过压缩机压缩后升温升压,变成高温、高压蒸气,排出压缩机,蒸汽流经泳池热泵机组冷凝器,在冷凝器中,将从蒸发器中吸取的热量和压缩机耗功所相当的那部分热量排出,传递给流经泳池热泵机组的钛管中的冷水,使其温度提高。循环工质蒸汽冷凝降温后变成液相,高压液体流经膨胀阀后,压力下降,变成低压液体,低压液相工质流入蒸发器,由于沸点低,因而很容易从周围环境吸收热量而再蒸发,又形成低温低压蒸汽,依此不断地进行重复循环。就能使低温热量连续不断地传递到高温热源(水)处,以满足泳池水加热恒温需求。
泳池加热恒温工程项目实例
一、工程概况
昆明市某游泳池容积:600m3 ,池平均深1.5m,面积约400 m2,初次加热按48小时,全年使用。
1)池水温度恒温温28℃。
2)冬季室外∶15℃ 冬季当地自来水温:10℃。
二、设计参数
1. 设计计算基本参数:〔昆明市气象参数〕
1)池水温度恒温温28℃。
2)夏季室外:30℃ 年平均水温20℃。大气压力1004.5hpa
冬季室外∶15℃ 年平均水温10℃。大气压力1019.5hpa
三、设计遵守规范和标准
1.燃气〔电气〕热力工程规范
2.建筑防火设计规范GBJ16-87
3.建筑给水排水设计规范GBJ15-88
4.工业金属管道设计规范GB501356-2000
5.工业循环冷却水处理设计规范
6.城市区域环境噪声标准
四、设计思路
1、整个工程采用西莱克泳池热泵机组来完成热水恒温加热工程。
2、机组安装采用水泥加减振措施安装,确保使用寿命及振动噪声。
五、设备选型
泳池热水加热设备的计算,主要依据水量的热负荷、日常负荷来确定,同时也是对热水供应系统进行设计和计算的主要依据,根据该游泳池水温要求,结合西莱克牌泳池热泵机组的产品特点,本着节省设备投资及运行费用考虑。
选用:
1. 西莱克LSQ15RP机组8台、标准工况下单机每小时的制热量为57 kW、输入功率11.4 kW,总产热量456kW,在冬天15℃工况下单机每小时的制热量为49kW,总产热量392kW。出回水管联接入泳池,不管是冬夏两季,初次加热还是恒温过程,均能满足设计及性能要求。
2. 机组设有温度自动调节装置,可以根椐不同的气温要求调节15℃-50℃的水温。
六、有关运行数据计算
1、热负荷计算
1)一次性冲击负荷(初次加热或换水)
以冬季15℃的工况计算,自来水温度取最低值:10℃;换水周期48小时,则每小时所需制热量为:
P2h=1.15×V×(t2-t1)×1000/(860×48)=1.15×600×(28-10)×1000/860÷48 =300kw
2、日常负荷:
(1)弥补散热损失负荷:当泳池水温降为27℃时,每平方米的池水散热量约为200W/m2;即每小时的散热负荷Ph1=200 W/m2×400 m2÷1000=80kW。
(2)补水补热负荷:以每日补水量为5%的池容积计,冬季15℃工况冷水温度为10℃时,每小时补水补热负荷:
Ph2=V×5%×(t2-t1)×1000/860/24=600×5%×(28-10)×1000/860/24=26kW
该泳池初次加热每小时所需热负荷Q总= P2h + Ph1=300kw +80kW=380kW
该泳池每小时恒温所需热负荷Q恒=Ph2+ Ph1=26kW+80kW=106kW
冬季一次性换水的费用:
运行费用=(11.4kW×8台)×36.7(小时)=3347度
冬季每天恒温的费用:
运行费用=(11.4kW×8台)×6.5(小时)=592.8度
20℃环境温度下一次性换水的费用:(自来水温:15℃)
关相数据计算
1、热负荷计算
1)一次性冲击负荷(初次加热或换水)
以20℃的工况计算,自来水温度取最低值:15℃;换水周期48小时,则每小时所需制热量为:
P2h=1.15×V×(t2-t1)×1000/(860×48)=1.15×600×(28-15)×1000/860÷48 =217.3kw
2)日常负荷:
(1)弥补散热损失负荷:当泳池水温降为27℃时,每平方米的池水散热量约为200W/m2;即每小时的散热负荷Ph1=200 W/m2×400 m2÷1000=80kW。
(2)补水补热负荷:以每日补水量为5%的池容积计,20℃工况冷水温度为15℃时,每小时补水补热负荷:
Ph2=V×5%×(t2-t1)×1000/860/24=600×5%×(28-15)×1000/860/24=18.9kW
该泳池初次加热每小时所需热负荷Q总= P2h + Ph1=217.3kw +80kW=297.3kW
该泳池每小时恒温所需热负荷Q恒=Ph2+ Ph1=18.9kW+80kW=98.9kW
20℃环境温度下一次性换水的费用:
运行费用=(11.4kW×8台)×22.9(小时)=2088度
20℃环境温度下每天恒温的费用:
运行费用=(11.4kW×8台)×5.2(小时)=474.2度
3. 经济分析与设备运行费用计算分析:
热泵与常用能源产热水费用参考:
各种热源热值参数
名 称 | 理论热值 | 热效率 | 实际热值 |
电热水器 | 860kcal/kwh | ×95% | =817kcal/kwh |
液化气 | 10800kcal/kg | ×70% | =7560kcal/kg |
天然气 | 8600kcal/ m3 | ×75% | =6450/kcal/ m3 |
管道煤气 | 3800kcal/ m3 | ×70% | =2660kcal/ m3 |
柴油锅炉 | 10200kcal/kg | ×85% | =8670kcal/kg |
煤 | 4300kcal/kg | ×64% | =2752kcal/kg |
西莱克热泵 | 860kcal/kwh | ×350% | =3010kcal/kwh |
每吨热水成本比较(以常温20℃测得)
供热方式 | 每吨热水需用量 | ×单价 | =成本费用 |
电热水器 | 40000kcal÷817kcal/kwh=49.0kwh | ×0.56元/kwh | =27.44元 |
液化气 | 40000kcal÷7560kcal/kg=5.3kg | ×6.2元/kg | =32.86元 |
天然气 | 40000kcal÷6450kcal/ m3=6.2 m3 | ×3.2元/ m3 | =19.84元 |
管道煤气 | 40000kcal÷2660kcal/ m3=15.0 m3 | ×1.5元/ m3 | =22.5元 |
柴油锅炉 | 40000kcal÷8670kcal/kg=4.6kg | ×4.2元/kg | =19.32元 |
煤 | 40000kcal÷2752kcal/kg=14.5kg | ×0.68元/kg | =9.86元 |
西莱克热泵 | 40000kcal÷3010kcal/kwh=13.3kwh | ×0.56元/kwh | =7.45元 |
注:每吨水加热所需热量=1000kg×(55℃-15℃)×1kcal/kg.℃=40000kcal |
各种热水设备运行费用对比表 (常温20℃,每天生产10吨温升40℃热水计算)
常温20℃,每天生产10吨温升45℃热水计算
10吨热水温升45℃所需要热量=10T×1000kg/T×45℃×1kcal/kg℃=450000kcal
热泵机组费用:450000kcal÷3010kcal/kwh×0.48元/kwh=71.8元/天
电热水器费用:450000kcal÷817kcal/kwh×0.48元/kwh=264.4元/天
燃油锅炉费用:450000kcal÷8670kcal/kg×4.2元/kg=218元/天
燃气锅炉费用:450000kcal÷6450/kcal/ m3×3.2元/ m3=223.3元/天