主題：西安交通大學(xué)中國西部科技創(chuàng)新港校區(qū)游泳池水處理和室內(nèi)空氣處理的設(shè)計

嘉賓：劉春生

摘要：高校游泳池水處理及空氣處理系統(tǒng)，具有專業(yè)特點和高校自身的特點。本設(shè)計在采用池水循環(huán)、過濾、消毒及加熱的系統(tǒng)來滿足游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的同時，采用多功能除濕熱回收熱泵系統(tǒng)，保證游泳池室內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

上期文章【專家談水環(huán)境】西安交大游泳池水處理和室內(nèi)空氣處理的設(shè)計(一)我們講解了西安交通大學(xué)中國西部科技創(chuàng)新港校區(qū)游泳池循環(huán)、過濾、消毒系統(tǒng)的部分內(nèi)容，本期文章將繼續(xù)為你解析西安交大游泳池加熱系統(tǒng)及恒溫除濕系統(tǒng)內(nèi)容。

3.4加熱系統(tǒng)

根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和現(xiàn)場實際情況，本項目選擇低溫型泳池專用空氣源熱泵做為直接加熱(提高加熱效率)熱源，提供泳池初次加熱和維持泳池恒溫運行。

由于采用直接加熱方式，泳池池水與設(shè)備直接接觸，空氣源熱泵使用“PVC+鈦管冷凝器”泳池加熱技術(shù)，PVC和鈦金二者都具有超強(qiáng)的耐腐蝕性能，從里到外，全方位抵御泳池水中氯離子的侵蝕，能夠長期穩(wěn)定運行。

空氣源熱泵是一種安全、節(jié)能、低污染符合綠色發(fā)展的技術(shù)成熟的節(jié)能環(huán)保設(shè)備，它是一種利用少量的電能來驅(qū)動壓縮機(jī)工作，利用相變吸熱、放熱的特點吸收空氣中的熱量，空氣源熱泵制熱時耗電量非常低，僅為普通電鍋爐的四分之一。

圖4 西安交通大學(xué)中國西部科技創(chuàng)新港校區(qū)游泳池水處理流程圖

循環(huán)、過濾、消毒、加熱，它們之間相互影響，最佳的組合不僅能達(dá)到好的水質(zhì)，還能節(jié)約資源，例如好的過濾效果可減少藥劑的投加量。

表2 西安交大熱泵參數(shù)表

3.5 恒溫除濕系統(tǒng)

水質(zhì)保證的同時還要有舒適的游泳空間環(huán)境，因游泳池水面較大、水溫較高，水面易蒸發(fā)，易出現(xiàn)下面問題：

①　有害物質(zhì)危害人體健康

室內(nèi)恒溫泳池池水表面的蒸發(fā)而向室內(nèi)空氣擴(kuò)散大量水蒸氣，致使室內(nèi)相對濕度過高超過80%，促使人體甲狀腺素和腎上腺素降低，使人無精打采萎靡不振。而消毒設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的氨氮等消毒副產(chǎn)物DBPs也會隨之散發(fā)進(jìn)入空氣，成為哮喘的誘因，同時還存在其他揮發(fā)性有機(jī)物VOCs，危害人體健康。隨時間積累池面蒸發(fā)使室內(nèi)空氣含有大量的水蒸氣、氯氣，帶有刺激性的氣味，游泳者會出現(xiàn)悶熱煩躁的感覺，特別是當(dāng)相對濕度較高(大于75%)時，細(xì)菌和病毒繁殖滋生加快，嚴(yán)重侵害游泳者的身體健康。

②　建筑和裝飾腐蝕

室內(nèi)游泳池由于池水表面蒸發(fā)和氯消毒過程中產(chǎn)生的氯的有機(jī)化合物容易使室內(nèi)充滿潮濕含氯的空氣，當(dāng)潮濕含氯的空氣遇到較冷物體就會凝結(jié)出含氯冷凝水，吸附在金屬結(jié)構(gòu)表面，氯離子將會腐蝕建筑物中金屬結(jié)構(gòu)，造成嚴(yán)重的安全隱患。相對濕度過高也會造成墻面漆受潮空鼓、掉粉、長霉斑甚至脫落墻體。墻壁瓷磚受潮后顏色會發(fā)生變化，木質(zhì)、皮質(zhì)等裝飾材料在受潮后極易生長霉菌產(chǎn)生異味，霉菌在相對濕度75-95%時會成爆發(fā)性生長形成霉斑。冷凝水會造成霧氣，影響室內(nèi)游泳者觀看室外環(huán)境，在冬天室內(nèi)外溫差較大時，易形成凝結(jié)水(結(jié)露)觀感差，影響室內(nèi)裝飾美觀性。

③　能耗過高，浪費能源

運行成本高，泳池水處理和泳池恒濕恒溫能耗過高。根據(jù)資料顯示，游泳池內(nèi)80%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)置換除濕，一般要求排風(fēng)量為每小時2-4倍的泳池室內(nèi)容積，將室內(nèi)高溫高濕空氣直接排到室外同時引入室外干燥新風(fēng)，這樣就使得空氣中含有的大量熱能沒有被回收利用而白白浪費，另外還要耗費大量能源對引入的新風(fēng)進(jìn)行空調(diào)處理，在傳統(tǒng)設(shè)計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，并且各設(shè)備不能做到能源綜合回收利用，造成了能耗大，運行費用居高不下。

④　空間潮濕，感官差，電器易漏電

室內(nèi)高濕度空氣容易形成結(jié)露，甚至可能在池水表面形成霧氣，特別是冬天室外溫差較大的情況下，玻璃結(jié)露影響人的視覺感官。墻面、天花在接觸高濕度空氣時也容易凝水，在室內(nèi)空氣相對濕度超過80%時，電器的使用也造成漏電安全隱患，容易發(fā)生電路設(shè)備放點短路、人員觸電的事故，對生命和財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。

多功能除濕熱泵可以很好的解決以上問題：

①　將室內(nèi)游泳池面上空散失的濕熱空氣通過回風(fēng)管道全部回收到除濕熱泵，經(jīng)過熱泵的低溫蒸發(fā)器使其溫度急速降低水蒸汽凝結(jié)成水，達(dá)到除濕效果，并提升室內(nèi)空間環(huán)境舒適度，防止?jié)駸峥諝鈱ㄖY(jié)構(gòu)及設(shè)備的結(jié)露和腐蝕;

②　在蒸發(fā)器冷凝除濕的同時，其熱量傳給了冷媒，冷媒則可將一部分熱量通過池水冷凝器傳到需要加熱的池水;另一部分熱量經(jīng)過空氣冷凝器將除濕后干冷的空氣重新加熱到一定的溫度，并與新風(fēng)混合后，重新送回游泳池、游樂池室內(nèi)空間，提供了免費的熱量;

③　它能每消耗 1kW 的電能可回收 3kW~4kW 的熱能;

④　根據(jù)季節(jié)變化實現(xiàn)不同工作模式;

1)冬季需熱量較大而回收的熱量不夠時，可以自動開啟輔助加熱系統(tǒng)補(bǔ)充不足的熱量;

2)夏季環(huán)境溫度較高，需要的熱量不多，而回收的熱量有富裕時，則可將多余的熱量通過室外冷凝器排放到室外大氣中，達(dá)到制冷的目的;

3)春秋過渡季節(jié)，室外環(huán)境溫度、濕度較好。熱泵的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，則可以直接將室內(nèi)的空氣排到室外，實現(xiàn)全新通風(fēng)換氣，在以上的工作過程中，熱泵只需要提供自身運行的電能即可實現(xiàn)恒溫泳池內(nèi)空間除濕、空氣制冷制熱、通風(fēng)換氣及池水加熱多種功能。

從以上它的功能可以看到，它是一種能實現(xiàn)室內(nèi)恒溫、恒濕、節(jié)能、節(jié)水、延長建筑物使用壽命的綠色、環(huán)保的技術(shù)。

圖5 西安交通大學(xué)風(fēng)管平面布置圖

表3 西安交通大學(xué)除濕熱泵參數(shù)表

4、結(jié)語

學(xué)校游泳池首先是服務(wù)于特殊的群體——在校學(xué)生，它兼有游泳教學(xué)、游泳訓(xùn)練、游泳比賽等功能。由于大學(xué)、中學(xué)和小學(xué)這些不同類型的學(xué)校，學(xué)生的年齡、身體素質(zhì)、身高和心理等有較大的差異，對學(xué)校游泳池的設(shè)計和運行要有不同的要求。

國家中考重大改革——體育課已經(jīng)成為第四大主科(語數(shù)外體)，并將游泳項目作為第一類考核項目。我們在設(shè)計高校游泳場館的基礎(chǔ)上，為全國各地的中小學(xué)游泳池的設(shè)計和建設(shè)提供了一整套設(shè)計指導(dǎo)，被多地選為地方標(biāo)準(zhǔn)。例如：中小學(xué)游泳場館的設(shè)計和驗收依據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 244-2016》和《游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程CJJ122-2017》，運行后的池水質(zhì)量和室內(nèi)空氣質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所衛(wèi)生指標(biāo)限值要求 GB37488-2019》;在設(shè)計和運行中要確保池水和室內(nèi)空氣的衛(wèi)生、人身和設(shè)備的安全、節(jié)水環(huán)保、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理;學(xué)校游泳池要有明確的安全標(biāo)志，池水水質(zhì)和空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)要有公開醒目的顯示;水質(zhì)、空氣質(zhì)量、設(shè)備運行和開放情況記錄要全面、準(zhǔn)確，并保持原件和備份;學(xué)校游泳池的運行和管理必須制定完善的《游泳準(zhǔn)入規(guī)程》、《風(fēng)險評估和預(yù)防措施》、《救生員管理條例》、《安全操作和運行規(guī)程》和《緊急事件處理方案》等一系列規(guī)章制度。還有更詳細(xì)的設(shè)計、建造和運行的技術(shù)參數(shù)等等技術(shù)信息，提供交流和探討。

作為學(xué)校游泳池，對于游泳池水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)顯得尤為重要，設(shè)計階段要根據(jù)學(xué)校游泳池使用特點做針對性的設(shè)計，同時優(yōu)良的施工和后期運行維護(hù)也是保證水質(zhì)的重要組成部分。

參考文獻(xiàn)

1. 游泳池水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T244-2016

2. 游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程CJJ122-2017

3. 公共場所衛(wèi)生指標(biāo)限制要求GB37488-2019

4. 游泳池及游樂休閑設(shè)施水環(huán)境技術(shù)手冊2019

5. 游泳池除濕熱回收泵 CJ/T528-2018

6. 體育建筑設(shè)計規(guī)范 JGJ 31-2003