一、關(guān)于恒溫泳池及其常用的加熱方式

    泳池不管是夏天還是冬天池水溫度總保持在一定的溫度范圍之內(nèi)，這種泳池就是所謂的恒溫泳池。要實(shí)現(xiàn)池水恒溫，就要對(duì)池水加熱，目前池水加熱的方式主要有三種，各自的使用情況及優(yōu)缺點(diǎn)介紹如下：

1.1國(guó)內(nèi)目前使用得最普遍的燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t或電加熱方式

    使用這幾種方式要受到能源危機(jī)的影響，由于我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中的大國(guó)，每年用于熱水系統(tǒng)的能源耗費(fèi)巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)采暖能源耗費(fèi)多達(dá)1億噸標(biāo)煤，約占我國(guó)全年能源消耗總量的16%。我國(guó)入世的成功，中國(guó)成為世界的加工中心，能源耗費(fèi)更加巨大，中國(guó)又是能源缺少?lài)?guó)，自93年開(kāi)始中國(guó)便成為石油凈進(jìn)口國(guó)。加上這幾年各地紛紛出現(xiàn)鬧電荒、油價(jià)上漲，這就讓我們不能不感受到能源的重要，節(jié)約能源的必要。國(guó)家把“堅(jiān)持節(jié)約與開(kāi)放并舉，把節(jié)約放在首位”作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)能源政策來(lái)實(shí)施，也充分體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)節(jié)約能源的重視程度。另外，使用燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t還會(huì)帶來(lái)環(huán)境污染，國(guó)際國(guó)內(nèi)加大了大氣環(huán)保執(zhí)法力度，燃煤鍋爐房紛紛面臨改造，又由于燃油、燃?xì)馍踔林苯佑秒姰a(chǎn)生熱水的成本過(guò)高，且非“可持續(xù)發(fā)展”的長(zhǎng)久之計(jì)。鍋爐系統(tǒng)無(wú)論是節(jié)能型還是環(huán)保型都受到了其自身的局限，廢氣的排放和能源的耗費(fèi)是無(wú)論如何都無(wú)法改變的現(xiàn)實(shí)。

1.2采用比較節(jié)能環(huán)保的太陽(yáng)能熱水器加熱方式，即利用太陽(yáng)能結(jié)合輔助熱源實(shí)現(xiàn)池水加熱恒溫

    這方面的技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)比較成熟。有資料介紹，在美國(guó)70％的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用在游泳池池水加熱上，國(guó)內(nèi)也有廠(chǎng)家在做這方面的嘗試。技術(shù)上主要利用全玻璃真空管集熱器，采用強(qiáng)迫循環(huán)與卸壓設(shè)計(jì)，并配有輔助熱源，系統(tǒng)運(yùn)行采用自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。北京月壇體育中心綜合訓(xùn)練館就是引進(jìn)并使用了這方面的技術(shù)，利用太陽(yáng)能為池水加熱。但這種方式實(shí)際使用時(shí)節(jié)能要受到地方氣象條件的制約。近年來(lái)太陽(yáng)熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展以年16%的速度遞增，但因我國(guó)太陽(yáng)能資源分布存在著地區(qū)的較大差異，南方大部分地區(qū)恰恰是全年的輻射總量＜500kJ/㎡，也即全年的晴天率≤50%的地區(qū)，包括湖南、湖北、廣西、浙江、江西、福建北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部、黑龍江、四川、貴州等地。其平均陰雨天占45%，多云和晴天占55%，這就意味著在滿(mǎn)負(fù)荷利用太陽(yáng)熱水器的情況下，將近50%的熱是來(lái)自電或其它熱源。另外，安裝太陽(yáng)能集熱器需要比較大的空間場(chǎng)所，對(duì)大的游泳池館，占用空間更大，安裝使用時(shí)也受到限制，除非游泳池館為之特別設(shè)計(jì)。

    隨著人們生活水平不斷地提高，游泳也逐漸成為人們生活中不可欠缺的體育運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一，近幾年來(lái)，泳池設(shè)施及技術(shù)發(fā)展很快并且不斷地改進(jìn)。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，利用太陽(yáng)能加熱泳池水，是一項(xiàng)技術(shù)成熟的項(xiàng)目。有資料介紹，在美國(guó)70％的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)應(yīng)用在泳池水加熱，目的是延長(zhǎng)游泳池的使用時(shí)間。國(guó)內(nèi)也有這方面的嘗試和工程。游泳池的所需熱負(fù)荷主要是池水加熱和淋浴。池水加熱主要是解決每天池水的溫降，與洗浴用水是不一樣的，熱水不需排掉，可循環(huán)使用，只要解決每天溫降幾攝氏度即可。游泳池的水量較大，從幾十噸至幾百?lài)崳�所以需要足夠的采光面積安裝太陽(yáng)能集熱器。還要考慮現(xiàn)場(chǎng)建筑的現(xiàn)有條件，與建筑的連接結(jié)構(gòu)，承重，整體感觀，抗風(fēng)等一系列因素。由于采光面積較大，集熱器數(shù)量多，所以還要優(yōu)選集熱器種類(lèi)，根據(jù)游泳池的當(dāng)?shù)丨h(huán)境和加熱實(shí)際負(fù)荷，選擇其性能價(jià)格比最佳的集熱器品種。在系統(tǒng)運(yùn)行方面，大的太陽(yáng)能系統(tǒng)都采用強(qiáng)迫循環(huán)方式，集熱系統(tǒng)如要采用全玻璃真空管，就要解決承壓運(yùn)行問(wèn)題。由于太陽(yáng)光照的不穩(wěn)定性及晝夜間斷性，如果要求保證每天的加熱負(fù)荷，還必須考慮輔助熱源。最后整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行控制及輔助加熱與太陽(yáng)能系統(tǒng)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換都需要設(shè)計(jì)合理、安全可靠。

    這是某一家室內(nèi)游泳館設(shè)計(jì)了一套池水加熱方案：該游泳池，往年夏季開(kāi)館，開(kāi)館時(shí)水溫較低，影響運(yùn)動(dòng)員及游客的游泳效果。不得已有時(shí)采用土法電加熱既危險(xiǎn)又很難達(dá)到預(yù)期效果。該泳池希望利用太陽(yáng)能解決池水加溫，延長(zhǎng)開(kāi)館時(shí)間，或能達(dá)到全年開(kāi)館，并能同時(shí)解決人們游泳后洗浴用熱水的計(jì)劃。為此，設(shè)計(jì)了全玻璃真空管集熱器，擺放在該館建筑樓面上，采用強(qiáng)迫循環(huán)與卸壓設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)蓄熱水箱和一個(gè)淋浴水箱，放置在游泳池水處理系統(tǒng)的附近，并配有100千瓦的輔助熱源，系統(tǒng)運(yùn)行采用自動(dòng)控制。系統(tǒng)的運(yùn)行、觀察和控制都非常方便。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)果是價(jià)格較低，控制方便，系統(tǒng)合理。

1.3利用熱泵技術(shù)給池水加熱

    熱泵技術(shù)是近年來(lái)在全世界備受關(guān)注的新能源技術(shù)。熱泵熱水器是一種可替代鍋爐的供暖設(shè)備和熱水裝置。與傳統(tǒng)太陽(yáng)能相比，熱泵熱水器不僅可吸收空氣中的熱量，還可吸收太陽(yáng)能。熱泵熱水器通過(guò)制冷劑與空氣或水之間的溫差從空氣或水中吸收熱量，制冷劑再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，通過(guò)換熱器把熱量傳給水，大大提高熱效率，充分利用了廉價(jià)的自然能源，是將電熱水器和太陽(yáng)能熱水器的各自?xún)?yōu)點(diǎn)完美結(jié)合于一體的新型熱水器，北京月壇體育中心綜合訓(xùn)練館就是利用這種熱泵熱水器作為泳池加熱輔助熱源的。目前，熱泵熱水器有空氣源熱泵熱水器、水源熱泵和地源熱泵三種系列，是開(kāi)拓和利用新能源最好的設(shè)備之一。因而利用熱泵給泳池水加熱稱(chēng)得上是實(shí)現(xiàn)池水恒溫的理想方式，不過(guò)這方面的技術(shù)在國(guó)內(nèi)泳池使用上還不是很成熟。

二、恒溫泳池用熱泵使用現(xiàn)狀

    恒溫泳池?zé)岜玫臒嵩纯墒强諝狻⑺�或地�(zé)幔�其中以空氣源最為普遍。熱泵用于泳池加熱在�?guó)外技術(shù)已比較成熟，在國(guó)內(nèi)只是剛剛起步，比較理想的也只是那些國(guó)外的代理產(chǎn)品，而自己真正擁有成熟技術(shù)的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠(chǎng)家卻寥寥無(wú)幾。盡管?chē)?guó)內(nèi)也有不少?gòu)S家也在做泳池方面的熱泵產(chǎn)品，空氣源、水源熱泵都有，如果仔細(xì)分析他們的產(chǎn)品，也不過(guò)是普通的商用熱泵。當(dāng)然這些產(chǎn)品也可以用于給池水加熱，但是恒溫泳池有其自身的要求和特點(diǎn)(如池水凈化處理、能否參與室內(nèi)泳池的空氣處理等)，恒溫泳池?zé)岜靡沧匀粦?yīng)該具備符合恒溫泳池要求的功能和特點(diǎn)，不是普通商用熱泵所能代替的。

三、恒溫泳池存在的常見(jiàn)問(wèn)題（主要針對(duì)室內(nèi)泳池）

3.1健康問(wèn)題

    室內(nèi)恒溫泳池池水表面的水汽蒸發(fā)，會(huì)使室內(nèi)空氣含有大量的氯氨/三鹵甲烷，不僅對(duì)人體會(huì)有刺激作用，更嚴(yán)重的是危害人的健康，其中三鹵甲烷可致癌。

3.2能耗問(wèn)題

    運(yùn)行成本高，泳池水處理和泳池恒溫恒濕能耗過(guò)高，國(guó)外資料顯示，游泳池內(nèi)90%以上的能量損失是由于蒸發(fā)造成的，這部分能量大部分以水汽（潛熱）的形式存在泳池空氣中，如采用傳統(tǒng)的通風(fēng)除濕，一般要求排風(fēng)量為每小時(shí)3倍的泳池室內(nèi)容積，這在冬季會(huì)造成泳池室內(nèi)的熱量大量損失掉，在夏季則會(huì)造成泳池室內(nèi)的冷量大量損失。為了補(bǔ)充游泳池?fù)p失的能量，在傳統(tǒng)通風(fēng)除濕方式中，游泳池不得不采用鍋爐、中央空調(diào)等提供大量的熱源或冷源向泳池內(nèi)補(bǔ)充能量，耗費(fèi)大量的能源費(fèi)用。

3.3腐蝕問(wèn)題

    室內(nèi)恒溫泳池由于表面容易使室內(nèi)充滿(mǎn)潮濕含氯的空氣，當(dāng)潮濕的含氯空氣遇到較冷物體就會(huì)凝結(jié)出冷凝水，冷凝水一方面會(huì)造成霧氣，影響室內(nèi)游泳者觀看室外環(huán)境，另一方面由于室內(nèi)泳池含有大量的氯，將會(huì)腐蝕建筑物，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)造成房屋垮塌等危險(xiǎn)；大量氯的存在對(duì)熱泵機(jī)組的換熱器產(chǎn)生腐蝕作用，影響熱泵機(jī)組的使用壽命。

3.4舒適問(wèn)題

    游泳池室內(nèi)空氣相對(duì)濕度過(guò)高，在夏季讓人感到發(fā)悶，使人感到極為不舒服；冬季容易形成凝結(jié)水（結(jié)露），影響人的舒適外也影響人的觀感。

    由上面存在的問(wèn)題可知，恒溫泳池?zé)岜貌粌H要求能實(shí)現(xiàn)給泳池水加熱，防止自身?yè)Q熱器被腐蝕外，室內(nèi)恒溫泳池?zé)岜眠�要求能處理泳池室內(nèi)的空氣，讓游泳者在健康舒適的環(huán)境下鍛煉身體，并保護(hù)建筑物。

四、恒溫泳池?zé)岜瞄_(kāi)發(fā)應(yīng)用方向

    通過(guò)上面恒溫泳池的加熱方式的分析以及恒溫泳池存在的需解決的常見(jiàn)問(wèn)題的探討，我們不難給恒溫泳池?zé)岜么_定開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方向：

4.1首先產(chǎn)品必須節(jié)能是選用熱泵為泳池水加熱的前提條件

    選擇熱泵作為泳池水的加熱方式，就是因?yàn)樗�的�?jié)能，這符合《游泳池給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.2.3條中提出的“加熱設(shè)備應(yīng)根據(jù)能源條件綜合進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定”要求；當(dāng)然也因?yàn)闊岜脼榄h(huán)保無(wú)污染產(chǎn)品，機(jī)組一年四季全天候運(yùn)行性能穩(wěn)定，不受夜晚、陰天、下雨及下雪等惡劣天氣的影響，使用壽命長(zhǎng)達(dá)15年以上，而且維護(hù)費(fèi)用低。

    考慮到長(zhǎng)江以北的地區(qū)冬季比較寒冷，利用空氣源熱泵產(chǎn)生的熱量不足以加熱維持池水溫度，建議利用地下水作為熱源，因?yàn)榈叵滤疁匾荒晁募颈容^穩(wěn)定，這樣就不用考慮冬季使用電加熱。

    恒溫泳池?zé)岜脩?yīng)用時(shí)除了利用其加熱功能外，還應(yīng)盡可能充分地利用其產(chǎn)生的冷量，以求最大限度的利用機(jī)組能量，為用戶(hù)節(jié)省空調(diào)費(fèi)用。目前有些泳池?zé)岜迷趹?yīng)用時(shí)，只利用了它的加熱功能，而讓冷量白白浪費(fèi)掉了，這對(duì)需要空調(diào)制冷的泳池館或泳池附近建筑是十分可惜的。這就要求設(shè)計(jì)方為用戶(hù)著想，選擇功能合理的熱泵機(jī)組，如加熱、制冷雙重功能的節(jié)能機(jī)組。

4.2開(kāi)發(fā)符合泳池自身功能要求和特點(diǎn)的恒溫泳池?zé)岜卯a(chǎn)品

    上面提出了有關(guān)泳池特別是室內(nèi)恒溫泳池的常見(jiàn)問(wèn)題，這就要求熱泵設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供相應(yīng)的能夠解決這些問(wèn)題的熱泵系列產(chǎn)品，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，同時(shí)使游泳者真正舒適，游出健康。

4.2.1泳池一體機(jī)的功能

    它主要是針對(duì)室內(nèi)游泳池開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，它集空調(diào)、除濕和池水加熱于一體，利用熱泵技術(shù)，將除濕加熱過(guò)程中的冷量回收利用，機(jī)組能克服高濕、高氯環(huán)境等諸多問(wèn)題，通過(guò)春夏秋冬四季運(yùn)行模式的改變，機(jī)組達(dá)到高效節(jié)能的運(yùn)行。

4.2.2泳池一體機(jī)的工作原理

    空氣處理系統(tǒng)將池水表面的蒸發(fā)熱充分回收，使之轉(zhuǎn)移進(jìn)入池水和空氣中，彌補(bǔ)池水和空氣熱損，同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)空氣的溫度濕度功能。該過(guò)程主要包括以下兩方面內(nèi)容：

    第一，暖濕空氣流經(jīng)空氣過(guò)濾器及蒸發(fā)器，溫度下降，水汽凝結(jié)成冷凝水從空氣中分離出來(lái)，使空氣干爽，實(shí)現(xiàn)空氣除濕功能；同時(shí)，空氣冷卻、水汽凝結(jié)及冷卻過(guò)程中釋放出的熱能被冷媒（制冷劑）吸收；

    第二，冷媒（制冷劑）吸收的熱量，首先經(jīng)熱交換器給池水加熱，實(shí)現(xiàn)池水加熱功能；余熱經(jīng)空氣冷凝器，給冷卻的空氣加熱，實(shí)現(xiàn)空氣恒溫功能。

    由于熱量經(jīng)墻壁和窗戶(hù)等傳導(dǎo)散失以及要吸入新鮮空氣，當(dāng)熱泵所產(chǎn)生的熱能不足以滿(mǎn)足要求時(shí)，由輔助空氣加熱器補(bǔ)充提供室內(nèi)暖氣所需的熱量即可。整個(gè)機(jī)組只需提供其本身的運(yùn)行電能，熱泵即按上述工作過(guò)程不斷循環(huán)運(yùn)行，以較低的能耗，實(shí)現(xiàn)“空調(diào)、除濕和池水加熱”三大功能的和諧平衡。

4.2.3空氣處理循環(huán)

    室內(nèi)泳池館回風(fēng)進(jìn)入機(jī)組先經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器凈化處理到達(dá)蒸發(fā)器，高濕度的暖空氣遇到低溫的翅片（通常蒸發(fā)溫度比較低），水汽凝結(jié)成冷凝水從空氣中分離出來(lái)流回泳池(因?yàn)榭諝鉂穸缺容^大，所以要使用擋水板），降溫除濕后的空氣由離心風(fēng)機(jī)送到加熱冷凝器(系統(tǒng)通過(guò)空氣溫度控制分配加熱冷凝器和室外冷凝器熱負(fù)荷量)，使空氣溫度回升至合理溫度后通過(guò)風(fēng)管道送到室內(nèi)(當(dāng)室內(nèi)溫度比較低時(shí)啟動(dòng)輔助電加熱)。

4.2.4池水恒溫加熱

    吸收了空氣熱量的制冷劑通過(guò)壓縮機(jī)循環(huán)把熱量部分傳給冷凝器給水加熱，因?yàn)榭諝鉄岱�合比較大，系統(tǒng)通常要使用室外空氣冷凝器(當(dāng)室內(nèi)溫度比較低時(shí)，室外冷凝器停用)。

五、結(jié)語(yǔ)

    面對(duì)世界能源危機(jī)及環(huán)保要求，恒溫泳池加熱方式朝著節(jié)能環(huán)保方向選擇已成定局，這給恒溫泳池?zé)岜脩?yīng)用與發(fā)展提供了機(jī)遇。我們除了要求恒溫泳池?zé)岜迷诠?jié)能環(huán)保舞臺(tái)上當(dāng)好角色外，更要求它能具備制熱、制冷、除濕、凈化空氣、建筑/設(shè)備防腐等多種功能。