主题：西安交通大学中国西部科技创新港校区游泳池水处理和室内空气处理的设计

嘉宾：刘春生

摘要：高校游泳池水处理及空气处理系统，具有专业特点和高校自身的特点。本设计在采用池水循环、过滤、消毒及加热的系统来满足游泳池水质标准的同时，采用多功能除湿热回收热泵系统，保证游泳池室内空气质量达标。

上期文章【专家谈水环境】西安交大游泳池水处理和室内空气处理的设计(一)我们讲解了西安交通大学中国西部科技创新港校区游泳池循环、过滤、消毒系统的部分内容，本期文章将继续为你解析西安交大游泳池加热系统及恒温除湿系统内容。

3.4加热系统

根据当地气候条件和现场实际情况，本项目选择低温型泳池专用空气源热泵做为直接加热(提高加热效率)热源，提供泳池初次加热和维持泳池恒温运行。

由于采用直接加热方式，泳池池水与设备直接接触，空气源热泵使用“PVC+钛管冷凝器”泳池加热技术，PVC和钛金二者都具有超强的耐腐蚀性能，从里到外，全方位抵御泳池水中氯离子的侵蚀，能够长期稳定运行。

空气源热泵是一种安全、节能、低污染符合绿色发展的技术成熟的节能环保设备，它是一种利用少量的电能来驱动压缩机工作，利用相变吸热、放热的特点吸收空气中的热量，空气源热泵制热时耗电量非常低，仅为普通电锅炉的四分之一。

图4 西安交通大学中国西部科技创新港校区游泳池水处理流程图

循环、过滤、消毒、加热，它们之间相互影响，最佳的组合不仅能达到好的水质，还能节约资源，例如好的过滤效果可减少药剂的投加量。

表2 西安交大热泵参数表

3.5 恒温除湿系统

水质保证的同时还要有舒适的游泳空间环境，因游泳池水面较大、水温较高，水面易蒸发，易出现下面问题：

①　有害物质危害人体健康

室内恒温泳池池水表面的蒸发而向室内空气扩散大量水蒸气，致使室内相对湿度过高超过80%，促使人体甲状腺素和肾上腺素降低，使人无精打采萎靡不振。而消毒设备运行过程中产生的氨氮等消毒副产物DBPs也会随之散发进入空气，成为哮喘的诱因，同时还存在其他挥发性有机物VOCs，危害人体健康。随时间积累池面蒸发使室内空气含有大量的水蒸气、氯气，带有刺激性的气味，游泳者会出现闷热烦躁的感觉，特别是当相对湿度较高(大于75%)时，细菌和病毒繁殖滋生加快，严重侵害游泳者的身体健康。

②　建筑和装饰腐蚀

室内游泳池由于池水表面蒸发和氯消毒过程中产生的氯的有机化合物容易使室内充满潮湿含氯的空气，当潮湿含氯的空气遇到较冷物体就会凝结出含氯冷凝水，吸附在金属结构表面，氯离子将会腐蚀建筑物中金属结构，造成严重的安全隐患。相对湿度过高也会造成墙面漆受潮空鼓、掉粉、长霉斑甚至脱落墙体。墙壁瓷砖受潮后颜色会发生变化，木质、皮质等装饰材料在受潮后极易生长霉菌产生异味，霉菌在相对湿度75-95%时会成爆发性生长形成霉斑。冷凝水会造成雾气，影响室内游泳者观看室外环境，在冬天室内外温差较大时，易形成凝结水(结露)观感差，影响室内装饰美观性。

③　能耗过高，浪费能源

运行成本高，泳池水处理和泳池恒湿恒温能耗过高。根据资料显示，游泳池内80%以上的能量损失是由于蒸发造成的，这部分能量大部分以水汽(潜热)的形式存在泳池空气中，如采用传统的通风置换除湿，一般要求排风量为每小时2-4倍的泳池室内容积，将室内高温高湿空气直接排到室外同时引入室外干燥新风，这样就使得空气中含有的大量热能没有被回收利用而白白浪费，另外还要耗费大量能源对引入的新风进行空调处理，在传统设计方式中游泳池不得不采用锅炉、中央空调等提供大量的热源或冷源向泳池内补充能量，并且各设备不能做到能源综合回收利用，造成了能耗大，运行费用居高不下。

④　空间潮湿，感官差，电器易漏电

室内高湿度空气容易形成结露，甚至可能在池水表面形成雾气，特别是冬天室外温差较大的情况下，玻璃结露影响人的视觉感官。墙面、天花在接触高湿度空气时也容易凝水，在室内空气相对湿度超过80%时，电器的使用也造成漏电安全隐患，容易发生电路设备放点短路、人员触电的事故，对生命和财产造成严重威胁。

多功能除湿热泵可以很好的解决以上问题：

①　将室内游泳池面上空散失的湿热空气通过回风管道全部回收到除湿热泵，经过热泵的低温蒸发器使其温度急速降低水蒸汽凝结成水，达到除湿效果，并提升室内空间环境舒适度，防止湿热空气对建筑结构及设备的结露和腐蚀;

②　在蒸发器冷凝除湿的同时，其热量传给了冷媒，冷媒则可将一部分热量通过池水冷凝器传到需要加热的池水;另一部分热量经过空气冷凝器将除湿后干冷的空气重新加热到一定的温度，并与新风混合后，重新送回游泳池、游乐池室内空间，提供了免费的热量;

③　它能每消耗 1kW 的电能可回收 3kW~4kW 的热能;

④　根据季节变化实现不同工作模式;

1)冬季需热量较大而回收的热量不够时，可以自动开启辅助加热系统补充不足的热量;

2)夏季环境温度较高，需要的热量不多，而回收的热量有富裕时，则可将多余的热量通过室外冷凝器排放到室外大气中，达到制冷的目的;

3)春秋过渡季节，室外环境温度、湿度较好。热泵的风机系统，则可以直接将室内的空气排到室外，实现全新通风换气，在以上的工作过程中，热泵只需要提供自身运行的电能即可实现恒温泳池内空间除湿、空气制冷制热、通风换气及池水加热多种功能。

从以上它的功能可以看到，它是一种能实现室内恒温、恒湿、节能、节水、延长建筑物使用寿命的绿色、环保的技术。

图5 西安交通大学风管平面布置图

表3 西安交通大学除湿热泵参数表

4、结语

学校游泳池首先是服务于特殊的群体——在校学生，它兼有游泳教学、游泳训练、游泳比赛等功能。由于大学、中学和小学这些不同类型的学校，学生的年龄、身体素质、身高和心理等有较大的差异，对学校游泳池的设计和运行要有不同的要求。

国家中考重大改革——体育课已经成为第四大主科(语数外体)，并将游泳项目作为第一类考核项目。我们在设计高校游泳场馆的基础上，为全国各地的中小学游泳池的设计和建设提供了一整套设计指导，被多地选为地方标准。例如：中小学游泳场馆的设计和验收依据中华人民共和国城镇建设行业标准《游泳池水质标准 CJ/T 244-2016》和《游泳池给水排水工程技术规程CJJ122-2017》，运行后的池水质量和室内空气质量符合国家标准《公共场所卫生指标限值要求 GB37488-2019》;在设计和运行中要确保池水和室内空气的卫生、人身和设备的安全、节水环保、技术先进和经济合理;学校游泳池要有明确的安全标志，池水水质和空气质量的重要指标要有公开醒目的显示;水质、空气质量、设备运行和开放情况记录要全面、准确，并保持原件和备份;学校游泳池的运行和管理必须制定完善的《游泳准入规程》、《风险评估和预防措施》、《救生员管理条例》、《安全操作和运行规程》和《紧急事件处理方案》等一系列规章制度。还有更详细的设计、建造和运行的技术参数等等技术信息，提供交流和探讨。

作为学校游泳池，对于游泳池水质是否达标显得尤为重要，设计阶段要根据学校游泳池使用特点做针对性的设计，同时优良的施工和后期运行维护也是保证水质的重要组成部分。

参考文献

1. 游泳池水质标准CJ/T244-2016

2. 游泳池给水排水工程技术规程CJJ122-2017

3. 公共场所卫生指标限制要求GB37488-2019

4. 游泳池及游乐休闲设施水环境技术手册2019

5. 游泳池除湿热回收泵 CJ/T528-2018

6. 体育建筑设计规范 JGJ 31-2003