论文15 三集一体热泵空调在室内游泳池中的应用
简要介绍了某会所游泳池空调系统设计的一些情况，对比分析三集一体热泵系统与常规泳池空调系统的设计区别，对设备选型计算、工作原理做了介绍。
0 引言
随着人民生活水平的提高，一些星级宾馆、小区会所、体育健身中心等，往往配套建设室内游泳池。 为此，如何合理、节能的设计小型室内游泳池的空调系统，成为越来越普遍的问题。室内游泳池由于属于高湿环境，如何恰当地解决其结露和室内热环境的问题，是摆在每一个暖通设计人员面前的难题。
1常规泳池空调存在的问题及三集一体热泵空调系统的特点
传统的恒温室内游泳池的暖通设计模式是：采用“空调”+“换风除湿”+“池水加热”三个相对独立的子系统，通常需配置冷热源设备、循环水泵、空调机组、通风装置等一系列设备。
泳池池水的热损失主要为池水表面蒸发热损，约占总热损失的 85%；其它如水表面、池底池壁、管道设备等传导热损失只占总热损失的 15%左右。池水表面蒸发，造成泳池区空气湿度变大，如不及时除 湿以控制合适的湿度，天花板、墙壁上会凝结水滴，造成严重的侵蚀室内装璜和人体感觉不舒适。常规的除湿方式是向外排暖湿空气，补进室外干燥冷空气并将其加热至室温。由此可见，常规方式一方面需 补充热量加热池水，另一方面外排湿空气排走大量空气潜热，又需补充热量加热换入的空气，热能损失很大，运行费用很高。仅从技术上而言，由于“换风除湿”、“池水加热”和“空调”相对独立，靠人工调节其平衡，则操作管理及技术要求很高，需配备熟练的专业技工；同时，要保证泳池四季恒温，三个 子系统的运行工况始终处于动态变化状况，人工调节平衡导致三个子系统的能耗增大。[1][2]
三集一体热泵其工作原理见图 1。热泵机组始终处于制冷状态，游泳池的室内环境中的暖湿空气流 流经低温蒸发器后，达到室内露点温度，暖水汽凝结成水滴从空气中分离出来，流入水池，减少了水池的补水量，达到空气除湿功能，防止了围护结构的结露；同时，空气冷却、水汽凝结及冷却过程中释放出的热能被制冷循环的冷媒吸收。经过冷凝预热后的冷凝器经过压缩机和冷凝器成为高温高压制冷剂。[3][4]
泳池制热期换风模式：暖湿空气在主机内先经过蒸发器 1 制冷后，与室外新风进行混合，经热泵机 组加热后送出，为冬季提供适宜的送风。
泳池制冷期换风模式：暖湿空气在主机内先与室外空气换风后再经过蒸发器 2 制冷降温，并送出适 宜的送风温度。
冷媒吸收的热能，首先经池水换热器加热池水，实现池水加热功能；余热经空气冷凝器，加热冷却 的空气，实现空气保温功能；泳池制冷期内，在满足池水和空气恒温要求的前提下，多余热量经室外散热器排放入室外环境。
由于围护结构的热损失及引入新风消耗的加热量，当空调主机所产生的热能不足以满足要求时，由 辅助空气加热器补充提供热能,以满足冬季送风温度为 35～40℃的要求。
由此可见，该系统采用了能源再生的设计理念，是免费能源与环境保护的充分结合。通过把蒸发到 空气中的水蒸汽回收利用，一方面回收热量对水池加热，同时提供给空气回热；另一方面通过降低温度至露点，使水蒸汽冷凝成水，既干燥了空气，达到除湿效果，又可以回收蒸发掉的水分送入水池，减少水池的补水量，从而达到恒温、恒湿、节能、节水、环保的效果，大大延长了建筑物的使用寿命。
2 三集一体热泵系统的设计选型方法
下面就设计的某具体案例说明在实际设计中如何选择合适的三集一体热泵机组。该游泳池位于绿地惠山住宅小区会所内，根据业主要求，需按恒温泳池的标准配置。游泳池面积825m2，池水面面积282.6m2，层高 6.3m。室内设计参数：水温 26℃，室温 28℃，相对湿度 70%。[5][6]
2.1 除湿量的计算
2.1.1 泳池区蒸发量
冷负荷，kW；Q新为新风热负荷，kW；Q 池壁传导为泳池壁热传导带来的热损失，kW（约占维持水温所需热 负荷的 15%）。
根据以上计算结果，本游泳池除湿量为 53Kg/h，夏季冷负荷为110kW，冬季热负荷为 126kW，新风 量为 0.28m3/s。选用一台热泵型号为 VEP-080-E，其除湿量为 80kg/h，制冷量为 130kW，制热量为 169kW， 压缩机功率 39kW。由此可见，冬季空调系统总的得热量为 39kW，另外还需补充 126-39=87kW 的辅助加 热量，本工程是通过设计热水地板采暖系统（补充约50kW 的热量）及分组设置风管式热水加热器（补充约 40kW 的热量）的方式来供应的。[7][8]
3 结论
采用三集一体热泵可大大简化游泳池空调系统的设备配置；其全自动的运行模式非常方便管理人员 的运行操作；能创造一个舒适良好的室内环境；运行节能，较常规空调系统节约运行费用 50%以上，其初投资一般能在两年内回收，因此这种新的形式必将会得到越来越多的运用。
参考文献：
[1] 魏文宇 游泳馆空调设计[M].北京：机械工业出版社 2004.09.
[2] 陆耀庆.实用供热空调设计手册（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3] 区正源.实用中央空调设计指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4] GB50189-2005,公共建筑节能设计标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[5] 赵锂,王耀堂,刘振印,等.建筑给水排水设计手册（第二版）[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[6] JSCS-KR-4 全国民用建筑工程设计技术措施--暖通空调动力[S].北京：中国建筑标准设计研究院 2009.
[7] GB50019-2003,采暖通风与空气调节设计规范[S].北京:中国计划出版社出版,2004.
[8] JGJ176-2009,公共建筑节能改造技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
论文16 国内餐饮废水隔油器的实施现状与相关问题分析
撒世忠 汤利梅
（无锡市政设计研究院有限公司）
油污提升装置的实践与应用方兴未艾，各个厂家的油污分离方式也各不相同，本文从设备厂家考察的认知、系统 设计、现场运行经验的角度对油污分油器的实施现状及相关问题进行分析，以期为设计院设计及业主采购实施提供经验参考。
0 引言
近年来随着区域城市化进程的不断推进，商业项目的建设越来越多，同时传统商业遭到电商的极大冲击，餐饮成为商业建筑中的重要业态，比例越来越高。为聚集人气，餐饮开发商往往在一个商业综合体内设置多家餐饮，多则达到 40-60 家，占到商业总面积的 50%以上。餐饮厨房排放的油污水量及餐饮固体废物量很大，不允许直接排放到市政污水管道内，因此在室内（地下室）合理设置油水分离装置成 为亟需解决的问题。
1 餐饮油污水收集监管有关的政府文件及餐饮业污水排放标准
1.1 油水分离装置的相关文件出台 目前，国家主管部门与大城市如北京、上海、广州、武汉等相继出台了关于餐饮废水及废弃油脂的收集、处理及管理的文件，拉开了政府对餐饮废水隔油器从设计、审批、建设、验收、使用过程进行监管的序幕。国务院办公厅发布了《国务院办公厅关于加强地沟油整治和餐厨废弃物管理的意见》（国办 发〔2010〕36 号）；国务院食品安全委员会办公室发布了《关于进一步做好餐厨废弃油脂监管整治工作 的通知》（食安办发电〔2011〕5 号）；上海市人民政府令第97 号发布了《上海废弃油脂处理管理办法》（2013 年 3 月 1 号执行）；武汉市发布了《关于推进餐饮废水治理规范餐饮废油残渣处置工作的通知》（武环〔2011〕2 号）中规定：基准灶头数 8个以上的餐饮单位，必须要采取废水治理措施。上海市发 布了《关于进一步加强本市餐厨废弃油脂从严监管整治工作实施意见》的通知(沪府办发〔2011〕54 号) 中规定：原有的大中型餐厨废弃油脂产生单位要在 2012 年 6 月底前全部安装油水分离器或隔油池等设 施，2012 年 12 月底前全市所有餐厨废弃油脂产生单位全部安装油水分离器或隔油池等设施，并将此项 工作与行政许可和证照年检、延续审核结合起来。
1.2 油水分离装置需达到的作用及需达到的排放标准
餐饮废水隔油器，其功能主要有三个:⑴去除餐饮废水中的有机污染物（BOD）、菜饭渣、悬浮物、固体残渣等，减少污染物及臭气的排放，保护环境，使其水质符合相关国家、地方法规的排放要求。⑵ 防止废水中的油脂及固体物阻塞排水管道，保证排水系统畅通。⑶集中收集处理废油脂、回收利用废脂油。(4)而近年来,随着“地沟油”问题的日益严重, 从源头上监管收集到废脂油,防止其被违法利用,也逐渐 成为了设置餐饮废水隔油器的一大功能。《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343—2010）规定：排入 城镇下水道的污水水质：下水道末端污水处理厂采用再生处理符合 A 等级标准；下水道末端污水处理厂采用二级处理符合 B 等级标准；下水道末端污水处理厂采用一级处理符合 C 等级标准；下水道末端无污水处理设施时不得低于 C 级标准。并根据污水的最终去向，执行现行国家污水排放标准。其污水 排入城镇下水道水质等级标准（最高允许值）详见表 1 。 广 东 省标 准《 水 污 染 物 排 放 限值 》（DB4426—2001），其第二类污染物最高允许排放浓度详见表 2。 将国家行业标准与地方标准（广东）进行比较会发现，在下水道末端设有二级污水处理厂的地方，国家行业标准与广东省标准规定的排入城镇下水道的污水水质动植物油子项均为 100mg/L。在确定餐饮 废水隔油器出水水质时应当关注以下几点：⑴地方标准的差异；⑵下水道末端的污水厂设置及处理深度；⑶餐饮废水隔油器出水水质是否就是污水排入城镇下水道的水质等。
表1 污水排入城镇下水道水质等级标准（最高允许值）
序号
控制项目名称
单位
A等级
B等级
C等级
(1)
悬浮物
mg/L
400
400
300
(2)
溶解性总固体
mg/L
1600
2000
2000
(3)
动植物油
mg/L
100
100
100
(4)
生化需氧量（BOD5） mg/L
350
350
150
(5)
化学需氧量（00OD）
mg/L
500（800）
500（800）
300
表2 第二类污染物最高允许排放浓度（第二时段，mg/L）
序号
污染物 适用范围
一级标准
二级标准
三级标准
(1)
悬浮物 其他排污单位
60
100
400
(2)
BOD5 其他排污单位
20
30
300
(3)
COD 其他排污单位
90
110
500
(4)
动植物油 一切排污单位
10
15
100
2 国内油水分离装置的结构形式与原理
无论采用哪一种油水分离装置，无外乎主要有三个主要部件组成，格栅装置用于祛除固体硬物； 油水分离装置，用于分离油脂，便于祛除油脂；污水提升装置，用于将处理油脂后的污水提升到室外管网。如图 1所示。
2.1 设置方式的选择
餐饮废水隔油器的设置方式一般有以下几种：⑴厨具悬挂式。设备容积较小，直接悬挂于厨房洗 菜池、洗碗池或灶台等厨具下方。多采用普通平流式处理工艺，也有部分采用斜板式、斜管式工艺，一般由厨具生产厂商配套提供。⑵楼板悬挂式。设备容积较厨具悬挂式较大，直接悬挂于厨房楼板上，排水地沟的末端。多采用普通平流式处理工艺，也有部分采用斜板式、斜管式工艺。⑶地面放置式。设备容积可大可小，直接放置于厨房楼板上，下层楼板或地下室地面上。可采用普通平流式、机械平流式、 斜板式、斜管式、气浮式等工艺。⑷直接埋地式。分为室内埋地式及室外埋地式，直接埋放于室内陆坪或室外地坪，多采用普通平流式、机械平流式处理工艺，也有部分采用斜板式、斜管式气浮式等工艺。
⑸地窖内设置埋地式。将设备设置在室外地窖内。 厨具悬挂式及楼板悬挂式隔油器均安装在含油废水产生的源头，可以防止油脂及固体物阻塞后续排
水管道，保证排水系统畅通，不占用房间，适合分散处理。缺点是设备油水分离区、集油区及残渣区容 积较小，出水水质不稳定，清扫周期短，异味大等，楼层设置时废油搬运困难等。地面设置式及埋地式处理水量较大，出水水质稳定，但要占用房间，地窖或地面。地下设置时要设置提升设备，适合集中处 理，为目前最常用的敷设方式。
对于宾馆、酒店、饭店等在不同楼层及位置设有多个厨房的项目，建议采用厨具悬挂式（或楼板悬 挂式）隔油器分散处理，加地面放置式（埋地式）集中处理的设置方式，这样既可以保证出水水质，也可防止收集管道的阻塞。
2.2 处理工艺的分类
动植物油的密度一般都比水小，按其在水中的状态可分为可浮油、分散油、乳化油和溶解油，其中 可浮油和分散油粒径较大，可以依靠油水比重差从水中分离。乳化油不能直接静沉去除，需先破乳，将其转化为可浮油才能去除。溶解油在水中呈溶解状态，不能用普通的隔油设备去除。我国餐饮废水隔油 器目前所采用的处理工艺见表 3（仅部分）。虽然餐饮废水隔油器的处理工艺林林总总，但基本可以归类为重力分离、气浮、吸附过滤、生化处理四大类，也可以根据需要将它们进行组合。总体来讲，气浮 类的除油率比重力分离率要高，可以去除浮油、分散油，也可去除一定的乳化油，出水水质好。其缺点是设备相对复杂，运营管理要求高，要有电力供应，且会排出废气。重力分离类的优点就是设备相对简 单，造价低，运营管理要求简单，处理工艺本身无需电力供应。吸附过滤类的出水水质好，但滤芯要定期更换、反洗或再生。生化处理则多用于深度处理，出水水质要求较高，无城市下水道的地方,缺点是 供电应有保证, 运营管理要求高。
表3 餐饮废水隔油器采用的处理工艺
处理工艺
处理方法
备注
⑴普通平流式
重力分离
⑵机械平流式
重力分离
⑶斜板式
重力分离
⑷斜管式
重力分离
⑸溶气气浮式
气浮式
全流程溶气气浮式、部分溶气气浮式部分回流 溶气气浮式
⑹曝气气浮式
气浮
⑺浅层气浮式
气浮
⑻滤芯过滤式
过滤法（ABS滤芯）
深度处理
⑼生化处理式
接触氧化或其它生化处理法
深度处理
2.3 排油方式的选分类
餐饮废水隔油器的排油方式一般有以下几种：⑴人工排油或吸污车抽吸排油，又分为：定期人工或吸污车抽吸排油；通过油层厚度报警装置报警并通知人工或吸污车抽吸排油。⑵重力排油。利用油水分离区上方的锥型结构进行油的浓缩及排放，排油排入专用内置或外置密闭贮油罐再集中外运。⑶密闭机 械排油。利用链带式或旋转刮油机刮油至密闭油箱，通过内置排油泵或手摇泵提升排油至专用内置或外置贮油罐。
埋地式隔油池及厨具悬挂式隔油器均采用人工或吸污车抽吸排油方式，部分进口产品可通过油层厚 度报警装置报警并通知人工或吸污车抽吸排油。但人工排油会对设备的周边环境会造成一定污染，且容易被盗用。在未有配置政府监管的专用吸污车的地区，餐饮废水隔油设施宜采用密闭机械排油方式。
2.4 油水分离段结构形状的选择
不同厂家的成品隔油器油器分离段结构形状因工艺、设计及专利的限定会有不同，一般有以下几种：
⑴长方型；⑵正方型；⑶圆型；⑷其它。只要出水水质可以达到排放要求，采用什么结构形状都是可以的。但从节约占地面积，减少用地成本方面考虑，应优先选择一体化的结构。
2.5 主体结构材质的选择
餐饮废水隔油器主体结构采用的材质常见的有以下几种：⑴砖砌；⑵钢筋混凝土；⑶普通钢板；⑷ 不锈钢板；⑸玻璃钢；⑹PE、HDPE 塑料；⑺其它。其中砖砌及钢筋混凝土隔油池因被列入国家标准图 中且造价便宜，构造简单，在以往的工程中曾经被大量采用，其缺点是池体容易渗漏而污染地下水，使用禁止采用的红砖，浮油难以运输及监管等。采用普通钢板应注意解决好材料的防腐问题。玻璃钢及不 锈钢板是目前国内餐饮废水隔油设施最普遍采用的材料，其最大的优点就是耐腐蚀。PE、HDPE 塑料则 多见于进口产品，其具有整体成型，美观，耐腐蚀，密闭性好，重量轻等优点，缺点是目前国内厂家还没有能力生产，进口产品造价相对较贵。
3 油水分离装置的设计选型
3.1 相关的产品标准 与餐饮废水隔油器有关的产品标准有：⑴中华人民共和国城镇建设行业标准—《餐饮废水隔油器》（CJ/T 295—2008）；⑵中华人民共和国城镇建设行业标准—《隔油提升一体化设备》（CJ/T410—2012）。 两本标准的差异见下表 4。采用两本 CJ/T 标准时的注意点：⑴处理水量、范围略有不同。⑵处理工艺：一个采用气浮，一个采用重力分离（斜板）。⑶进水水质要求相同。⑷出水水质：（CJ/T410—2012）要 求要高于（CJ /T 295—2008），但两本标准出水都符合《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343—2010）， 从采用的工艺来看（CJ/T 295— 2008）产品的出水水质不会比（CJ/T410—2012）的产品差，均可采用。
⑸（CJ/T410—2012）一体式附带了污水二次提升装置，便与地下安装。
4 油水分离装置实施相关问题分析
从以上分析及笔者考察相关厂家的设备尺寸及无锡海岸城一期设备运行管理来看，目前国内的油水分离 装置均是半自动产品，不尽如人意，产品的研发还有待提高。第一道出渣过程的清渣，需人工清除，清除时无可避免的导致异味四处飘散；在油水分离之后，无论采用压出式还是泵抽吸式，都会让污水和油渣暴露于空气中，并有可能滴溅到地下室地面，导致异味飘散，影响地下室空气环境。因此建议采取以 下辅助措施：（1）建议设置专门的油水分离设备用房，采用全封闭围护结构；（2）设备用房内设置换气 风机，设置单独风管排至室外不影响室外环境区域，换气次数建议为8-12 次/h，有条件的还可以设置 空气净化装置；（3）单台设备的容量建议不超过 35m3/h，以方便布置设备，相对于大容量设备而言， 便于及时清排隔油池内的污物；（4）可以在用房内设置土建污水提升装置，可以省掉整体设备内的提升 段；（5）出渣污物由物业负责清扫，油污固体废料建议由专业公司废物利用。（6）设备厂家应在改进产 品可靠性上下功夫，降低本没有太多技术含量的产品造价，让油污提升设备朝着良性方向发展。从日常 维护的角度的建议有：（1）设备间应安装防爆灯具且控制开关必须安装在室外，避免长时间封闭空间内 沼气囤积，开关接触后容易造成火灾；（2）封闭房间内设置地面排污口，一旦发生故障溢出时，可引至 就近集水井内；（3）放渣及排污桶处加设不锈钢托盘，以防止人工排渣操作过程中溢出或溅出造成地面污染及异味飘散。
参考文献：
1.《餐饮废水隔油器》（CJ/T 295—2008）
2.《隔油提升一体化设备》（CJ/T410—2012）
3.安徽天健油水提升装置技术手册 2014 年版
4.广州洁能油水提升装置技术手册 2014 年版
5.宜兴唐古油水提升装置技术手册 2014 年版
6.空调系统净化杀菌装置的设计与运行管理 [J] 撒世忠鲍梁等制冷空调与电力机械总第 127期 30 卷 66-69
（全部结束）
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