人教版《綜合學(xué)習(xí)二》教學(xué)設(shè)計(jì)
游泳池最大的三項(xiàng)支出是：能源費(fèi)用、人工工資和水費(fèi)，其中能源支出，包括電費(fèi)和天然氣燃料費(fèi)用是最大的一項(xiàng)成本支出，特別是在冬季。在北京大多游泳池在冬季是難以贏利的，其主要原因是冬季的燃料費(fèi)用支出的大幅度增加，有的游泳池冬季每月虧損高達(dá)萬元，甚至不得不關(guān)閉或暫停經(jīng)營。造成這一問題的關(guān)鍵因素是沒有能合理利用能源，如果合理有效利用資源，實(shí)現(xiàn)能量梯級利用，溫度對口，采用熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，虧損可以大大減少。
所謂熱電聯(lián)產(chǎn)就是在能源利用中，將高品位的熱量轉(zhuǎn)換成為高價(jià)值的電能，再將發(fā)電后的余熱來滿足低品位能源的需求，例如加溫?zé)崴�。通常熱電�?lián)產(chǎn)給人們的印象是大型的工業(yè)巨人，是一些大型熱電廠，隨著技術(shù)的進(jìn)步，熱電設(shè)備越做越小，發(fā)電量從幾萬幾千千瓦，下降到幾百幾十千瓦，可以適用于各種各樣的終端用戶的需求。
游泳池的設(shè)計(jì)是多種多樣的，其尺寸、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)、客戶對象等均有所不同，對于電力、熱力的需求可能也不同，但是需要電力和熱力才能維持運(yùn)營的基本特性是沒有區(qū)別的。我們可以根據(jù)各個(gè)游泳池不同的能量需求特性，針對性地采用新型熱電聯(lián)產(chǎn)和其他技術(shù)解決方案，以提高游泳池的經(jīng)濟(jì)性。
游泳池不僅是一個(gè)用熱大戶，也是一個(gè)用電大戶。一般游泳池安裝了大量水泵、水過濾系統(tǒng)和照明等系統(tǒng)，需要較多的電力。往往游泳池不是一個(gè)獨(dú)立的經(jīng)營單元，它是其他經(jīng)營項(xiàng)目的一個(gè)功能性組成部分，對電力需求的范圍可能更大。而且，這些項(xiàng)目多屬于娛樂性商業(yè)場所，購電電價(jià)很高。所以，發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)將必然具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。
法律法規(guī)基礎(chǔ)：
國家鼓勵(lì)發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)，節(jié)約資源的法律和政策是非常明確的。
《中華人民共和國節(jié)約能源法》 第三十九條：“國家鼓勵(lì)發(fā)展下列通用節(jié)能技術(shù)：（一）推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供熱，提高熱電機(jī)組的利用率，發(fā)展熱能梯級利用技術(shù)，熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和熱、電、煤氣三聯(lián)供技術(shù)，提高熱能綜合利用率；”
《國家發(fā)展計(jì)劃委員會、國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會、建設(shè)部、國家環(huán)境保護(hù)總局（計(jì)基礎(chǔ)）2000年1268號“關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定” 》第十四條：“積極支持發(fā)展燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)。4、以小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和余熱鍋爐等設(shè)備組成的小型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，適用于廠礦企業(yè)、寫字樓、賓館、商場、醫(yī)院、銀行、學(xué)校等較分散的公用建筑。它具有效率高、占地小、保護(hù)環(huán)境、減少供電線損和應(yīng)急突發(fā)事件等綜合功能，在有條件的地區(qū)應(yīng)逐步推廣�！�
需求分析研究：
游泳池對于熱量的需求分析是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，游泳池的尺寸、節(jié)能實(shí)際水平、使用性質(zhì)、季節(jié)溫度變化與日間溫度變化等因素，都對能源需求產(chǎn)生影響，為了技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，我們對以下四種方式進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)適用性研究。
游泳池對熱能的需求有三種性質(zhì)：1、池水加溫；2、淋浴水加溫；3、采暖。采暖受游泳池使用性質(zhì)影響比較大，例如比賽性泳池有觀眾看臺，跳水型泳池高度較大，而且這兩類泳池使用周期性特征明顯，所以我們對采暖不做分析。本項(xiàng)目研究的.重點(diǎn)是池水和淋浴用水加溫。
池水加溫需求
類型單位標(biāo)準(zhǔn)泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池泳池長度M50502515泳池寬度M25251510淺端深度M1。51。31。31。1深端深度M2。11。61。51。3池水容量m32，2501，813525180水質(zhì)量kg2，250，0081，812，507525，002180，00126—28℃焓差值kJ/kg8。728。728。728。72熱值kJ19，620，07315，805，0584，578，0171，569，606 kWh5，450。024，390。291，271。67436。000。5℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh1，362。511，097。57317。92109。000。25℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh681。25548。79158。9654。500。1℃每小時(shí)補(bǔ)損kWh272。50219。5163。5821。80
游泳池的熱量損耗主要受補(bǔ)水量、季節(jié)性和日間的環(huán)境溫度變化影響，目前一般的游泳池都是循環(huán)用水，排放污水帶走的熱量是有有限的。北京某游泳池有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)池和一個(gè)小型池，安置3臺0。7MW 小型燃?xì)忮仩t，實(shí)際上在冬季大多時(shí)間只要一臺鍋爐運(yùn)行即可。上述四種游泳池，在正常情況下，如果節(jié)能措施得力，北京冬季每小時(shí)補(bǔ)充溫度損失不會超過0。25℃，夏季常年平均溫度損失降低到0。1℃。根據(jù)概率分析方法，前兩種泳池平均需求值450kW，后兩種在平均需求值90kW。
北京地區(qū)平均溫度變化
北京1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度14112127313130262093夜間平均溫度—10—8—1713152120146—2—8月平均溫度—4。5—25142023262520133。5—2。5
上海地區(qū)平均溫度變化
上海1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月日間平均溫度8813192528323228231712夜間平均溫度1141015192323191472月平均溫度4。54。58。514。52023。527。527。523。518。5127
淋浴用水的加溫，是游泳池另一能源支出大項(xiàng)，而且基本沒有回收。如果以外部給水溫度10℃計(jì)算，加溫到45℃，每公升需要125。46W。
焓差計(jì)算
溫度單位熱值10℃kJ/kg41。9945℃kJ/kg167。45焓值kJ/kg125。46
淋浴水加溫
類型單位標(biāo)準(zhǔn)泳池淺水泳池小型泳池賓館泳池平均顧客流量人5050251550℃平均淋浴用水量kg25252525總淋浴用水量kg1，2501，25062537510—45℃焓差值kJ/kg125。46125。46125。46125。46淋浴水熱值需求kJ156，825156，82578，41347，048kWh43。5643。5621。7813。07
人流量按每小時(shí)每泳道5人考慮，每人每次淋浴平均使用25公升熱水，水溫不做調(diào)節(jié)，溫度設(shè)定在45℃，標(biāo)準(zhǔn)池和淺池需要44kW，小型池22kW，賓館泳池連加溫帶淋浴35—65kW之間。
利用時(shí)間：
對于經(jīng)營性游泳池而言，提高設(shè)施利用率是增加贏利的重要手段之一，目前的游泳池利用時(shí)間不斷延長，北京的一些游泳池甚至從早上6：30開館，一直延續(xù)到晚上9：30，每天開放時(shí)間多達(dá)15小時(shí)，設(shè)備利用率63%。但也有游泳池開放時(shí)間比較短，以下是一個(gè)典型游泳池的開發(fā)時(shí)間。
北京某泳池開發(fā)時(shí)間表（小時(shí)）
開館時(shí)間閉館時(shí)間開發(fā)時(shí)間清潔準(zhǔn)備合計(jì)星期一12：3021：309110星期二9：3021：3012113星期三9：3021：3012113星期四9：3021：3012113星期五9：3021：3012113星期六9：3021：3012113星期日9：3021：3012113總計(jì) 88
根據(jù)這個(gè)游泳池的時(shí)間表，每周設(shè)備運(yùn)行時(shí)間88小時(shí)，一年52個(gè)星期，全年運(yùn)行4576小時(shí)，利用率52%。本研究將根據(jù)這一指標(biāo)分析。
設(shè)備選擇：
根據(jù)以上對需求的分析，從滿足基本熱量需求的角度分析，有兩種設(shè)備是適用的。英國寶曼動(dòng)力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和美國STM動(dòng)力公司4—120性外燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。
1、 英國寶曼動(dòng)力公司的TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組：
TG80微型燃?xì)廨啓C(jī)是英國寶曼動(dòng)力公司專門為適合各種用戶需求而設(shè)計(jì)的微型燃?xì)廨啓C(jī)，最大的特點(diǎn)是供熱量和電力輸出可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，采用無人職守化的智能自動(dòng)控制技術(shù)，并可以與電網(wǎng)同步供電，自動(dòng)追蹤電網(wǎng)的頻率，確保供電安全。
這種非常小的高速燃?xì)廨啓C(jī)是采用了簡單的徑向設(shè)計(jì)原理，與大型的工業(yè)用燃機(jī)更加復(fù)雜的軸向設(shè)計(jì)相比，在概念上更加接近低成本的渦輪增加器，通常是源自于航空發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)行時(shí)的恒溫排除了需要使用高成本的尖端材料，當(dāng)大批量生產(chǎn)時(shí)，這種簡便的設(shè)計(jì)便可降低成本。與往復(fù)式燃機(jī)相比，這種燃機(jī)維修成本更低，振動(dòng)更小，排放更低，結(jié)構(gòu)更緊湊，應(yīng)用更加范圍廣泛。
體積小，重量輕，隨處可放。一臺寶曼TG80型微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，發(fā)電出力80kW，發(fā)電效率28%，供熱能力在150—420kW之間任意調(diào)節(jié)，該設(shè)備可以單臺運(yùn)行，也可以多臺并行，基本滿足各種游泳池的熱水、采暖供應(yīng)需要以及變化。設(shè)備可
以直接插在380V三相交流電插座上并入用戶電網(wǎng)運(yùn)行。
BowmanTG80性能
發(fā)電輸出功率kW80效率%28供熱功率kW150—420燃料消耗量kW308—567功率輸出總量kW230—500天然氣耗量M331。76—58。56熱電總效率%75—89轉(zhuǎn)速Rpm68000尺寸（長/寬/高）cm201/76/107大修周期hrs30000設(shè)備壽命年/Hrs20/90000氮氧化物ppm25噪音分貝75
安裝在英國一體育中心的TG80
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