淺談室內泳池除濕熱泵系統

劉 輝 陳 捷

（廣西華藍設計（集團）有限公司，廣西 南寧 530011）

近年來，室內泳池除濕熱泵系統在廣西區內出現并應用，相對于常規的室內泳池除濕系統，該系統集除濕、空調、池水加熱、智能換氣于一體，通過智能化的控制系統，根據四季不同工況自動運行，有效回收和利用能量，以更加經濟的投入獲得舒適的室內泳池環境。

1 除濕熱泵空調系統的組成、原理及控制原理

1.1 除濕熱泵空調系統的組成

除濕熱泵空調系統的主要核心部件有兩個：除濕熱泵空調機組＋配合整個除濕熱泵系統的智能控制系統。

1.2 除濕熱泵空調系統的原理

將池水表面蒸發的熱損失回收利用，轉移到池水和空氣中，以提供部分池水和空氣保溫所需的熱量。

圖1 除濕熱泵空調系統的基本組成

1.3 熱泵除濕空調機組的工作原理[2]

暖濕空氣（回風、新風、或混合風）流經除濕熱泵蒸發器，溫度下降，水汽凝結成水滴從空氣中分離出來，使空氣干爽，實現空氣除濕功能；同時，空氣冷卻、水汽凝結及冷卻過程中釋放出的熱量被制冷劑吸收。然后制冷劑吸收的熱量，經池水冷凝器加熱池水，實現池水加熱功能；或經再熱冷凝器，加熱冷卻的空氣，實現空氣保溫功能；或經空調冷凝器將熱量排至室外，實現空調制冷功能。

1.4 除濕熱泵空調系統運行的典型模式有3種：

模式 1：夏季除濕、制冷模式.室內泳池池水不加熱,僅需要除濕和制冷。

模式 2：冬季除濕、池水加熱、空氣加熱模式。熱泵空調機組除濕的同時將除濕所回收的熱量及部分冷卻空氣所回收的熱量用于加熱池水，室內空氣及補充的新風需要加熱，由輔助熱源提供所需熱量。

模式3：春秋季3/4時間除濕、池水加熱、空氣制熱及1/4時間全新風模式。在氣溫較低時，熱泵空調機組除濕的同時將除濕所回收的熱量用于加熱池水，根據室外氣溫和陽光等條件因素，熱泵空調機組將冷卻空氣所回收的熱量選擇用于加熱池水或加熱室內空氣。

1.5 除濕熱泵空調系統的控制原理[1]

除濕熱泵空調系統能夠高效節能運行的關鍵除了其自身系統可進行能量回收利用的特點外，還需要依靠完善的系統控制以及最大程度的利用室外新風。為了實現泳池室內可靠的防結露控制，應采用室內空氣干球溫度及露點溫度的控制方式，避免采用室內空氣干球溫度與相對濕度的控制方式。除濕熱泵空調系統建議設置9+1個探頭，其中回風、新風及蒸發器后設置一對溫度和濕度探頭，送風設一個溫度探頭、池水設一個溫度探頭，室內最冷表面設一個露點溫度探頭。

1.5.1 利用溫濕度探頭的控制模式

除濕熱泵空調系統一般設置9個探頭，其中回風、新風及蒸發器后設置一對溫、濕度探頭，送風設一個溫度探頭、池水設一個溫度探頭，室內最冷表面設一個溫度探頭。除濕熱泵空調系統運行模式與這9個探頭密切相關，具體的控制模式如下：

①除濕模式。利用回風溫、濕度探頭，新風溫、濕度探頭，蒸發器后的溫濕度探頭。當回風濕度高于設定值時，又不能實現全新風進行除濕時，將啟動壓縮機進行制冷除濕。同時輔以冷表面的溫度探頭進行防結露控制。根據對比蒸發器后空氣露點溫度與冷表面溫度高低，來判斷是否對空氣再熱。

②空氣加熱模式。利用回風溫、濕度探頭，新風溫、濕度探頭。當回風溫度低于設定值時，若回風濕度低于設定值時，優先啟動輔助熱源給空氣加熱；若回風濕度高于設定值時，且不能實現全新風進行除濕時，將啟動壓縮機進行制冷除濕，回收熱量給空氣加熱。

③空氣制冷模式。利用回風溫、濕度探頭，新風溫、濕度探頭。當回風溫度高于設定值時，若回風濕度低于設定值時，優先啟動輔助冷源給空氣制冷，若回風濕度高于設定值時，且不能實現全新風進行除濕時，將啟動壓縮機進行制冷除濕。

④池水加熱模式。利用回風溫、濕度探頭、池水溫度探頭。當回風溫度和濕度均高于設定值，且池水溫度低于設定值時，將啟動壓縮機進行制冷除濕，回收熱量給池水加熱，若熱回收不能滿足池水加熱要求，再啟動輔助熱源給池水加熱。在不需要啟動壓縮機的情況下，優先啟動輔助熱源給池水加熱。

1.5.2 充分利用室外新風的控制模式

在采用室內干球溫度及露點溫度的控制圖表（表1）中，設定值為28℃干球溫度線和65%相對濕度線的交叉點。控制系統利用這二個設定值，沿著28℃的干球溫度豎直線和絕對濕度點的水平線(亦是露點溫度線)將圖表劃分為四個區。

表1

A.從泳池回來的回風(處于A區)是太熱太濕。控制系統監測判斷出新風是否比從泳池來的回風冷和干。在這種狀態下，控制系統將查找新風狀態點是落在豎直干球溫度線的左邊且低于露點溫度線下邊，因為這個空氣狀態點比回風冷和干。當這些室內和室外空氣狀態發生時，控制系統將引100%的新風到泳池空間去，將回風全部排出室外，從而將泳池空間的空氣狀態點拉回到設定值點。

B.處于B區的回風是太熱但濕度合適K?？刂葡到y將監測判斷新風是否比回風冷，在這種狀態下，濕度不被涉及到。當B狀態發生時，無論新風落在28℃干球溫度線左邊任何地方，控制系統會引100%的新風，空氣將逐漸變冷，得到免費的經濟的制冷。

C.處于C區的回風太冷和太濕。在這種狀態下，控制系統將監測判斷新風是否比回風熱和干，處于表1右下部分區域的新風將適合這個狀態。當新風處于這個區域時，控制系統引入最大到100%的熱的干的新風，以使泳池空間狀態回到設定值點。

D.處于D區的回風太冷但濕度合適?？刂葡到y引入比回風熱的新風，這意味著控制系統只要新風在28℃干球溫度線右邊的任何區域內都會引入新風。

綜上所述：加熱制冷和除濕的節能邏輯應總是以不啟動壓縮機而維持空間溫度和濕度為優先。即當新風對調節室內溫度濕度有利用價值的時候，優先關閉壓縮機，利用全新風模式，或除濕，或加熱，或制冷。

2 除濕熱泵空調系統與常規空調系統的比較

表2 除濕熱泵空調系統與常規空調系統的比較

3 結束語

（1）除濕熱泵空調系統在除濕過程中回收熱量，自帶完善的控制系統，能夠根據不同季節及不同運行工況自動選擇運行不同的模式，較常規冷卻除濕空調系統有較大的節能效果。

（2）除濕熱泵空調系統采用露點溫度控制，能夠切實保證泳池室內不發生結露。

（3）該技術的適用性：

①在北方年平均氣溫較低及氣候干燥地區應用，節能效果要好于夏熱冬暖地區。過渡季長及晝夜溫差大的地區可以充分利用全新風運行模式進行除濕或利用池水蓄放熱節能運行。

②適用于已設置了集中冷熱源的建筑物內的室內泳池，對于作為獨立建筑的室內泳池，還需要額外設置一套提供輔助冷熱源的設備。

③適用于對室內泳池環境要求高的星級會所、酒店、專業運動場館。