Количество влаги от бассейна

Проблема влажности в бассейне и пути её решения

Проблема влажности

Основной проблемой для помещений плавательных бассейнов является высокая относительная влажность воздуха и, как результат, конденсация паров влаги на холодных поверхностях, вызывающая коррозию, гниение материалов и образование на них грибковой плесени. Кроме того, происходит запотевание окон помещения бассейна, что создает дискомфортные условия для присутствующих людей.

К сожалению, избежать испарения влаги в помещениях плавательных бассейнов невозможно, так как параметры воздуха и воды в них являются крайне благоприятными для этого процесса. Тем не менее, имея правильно спроектированную систему вентиляции, можно добиться минимального испарения воды с поверхности бассейна , а, предусмотрев одновременно надлежащую теплоизоляцию здания, уровень относительной влажности можно регулировать таким образом, чтобы предотвратить разрушение конструктивных элементов здания и создать комфортные условия для людей.

Если требуемые параметры воздушной среды в помещении бассейна 28 °С / 65 % относительной влажности, то точка росы будет равна 21 °С. Поэтому, например, при наружной температуре -10 °С здание должно иметь очень хорошую теплоизоляцию, чтобы избежать конденсации капель влаги Помимо необходимости поддержания на должном уровне параметров воздушной среды в бассейне, следует также принимать во внимание стоимость системы, обеспечивающей заданные условия.

Плавательные бассейны проектируются и строятся в соответствии с многочисленными требованиями, при этом особое внимание уделяется необходимым параметрам воздушной среды, которые определяются с учетом интересов различных групп людей.

Подбор оборудования для вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях плавательных бассейнов

При определении надлежащих параметров воздушной среды в бассейне следует учитывать как проблемы влажности, так и эксплуатационные расходы . Для минимального испарения влаги с поверхности воды необходимо, чтобы температура воздуха в бассейне всегда была выше температуры воды, причем, чем выше эта разница температур, тем меньше будет интенсивность испарения влаги. Однако для достижения наиболее экономичных и комфортных условий эта разница температур должна составлять не более 2–3 °С.

Обычно температура воздуха в помещениях общественных бассейнов 29–30 °С, а температура воды на 1–2 °С ниже. Температура воды в лечебных бассейнах 35–37 °С.

Назначением вентиляционной установки является поддержание требуемой температуры и влажности воздуха с обеспечением его хорошего качества. Воздух в помещении плавательного бассейна всегда имеет более высокую влажность по сравнению с наружным. Из этого следует, что при подаче в помещение расчетного количества свежего воздуха можно поддерживать относительную влажность на заданном уровне. Этот процесс довольно энергоемкий, поэтому необходимо утилизировать как можно больше тепловой энергии вытяжного воздуха и избегать избыточного воздухообмена.

t° воды	Интенсивность испарения с поверхности бассейна (г/м2)
	Температура воздуха °С / Относительная влажность %
	°С	24		25		26		27		28		29		30
	% отн. вл.	50	60	50	60	50	60	50	60	50	60	50	60	50	60
22		204	182	197	174	190	165	182	156
23		217	194	209	187	203	178	194	169	187	158
24		230	108	223	200	216	191	208	182	118	172	192	162
25		235	213	229	204	221	195	213	185	205	175	196	i6
26		244	219	236	210	228	200	220	190	211	179
27		250	223	243	215	235	205	226	194
28		259	230	250	221	241	209
29		268	238	259	227
30		277	244

При подборе оборудования следует в первую очередь рассчитать интенсивность испарения влаги с водной поверхности, а затем на основании полученной величины, определить максимальный объем свежего воздуха, необходимый для подачи в помещение.

Как уже отмечалось, испарение влаги с поверхности самого бассейна, а также с поверхности сырых и мокрых материалов и предметов, используемых в помещении, является основным фактором, влияющим на влажность окружающего воздуха. Интенсивность испарения зависит от площади водоема, температуры воды, влажности воздуха, скорости воздушного потока и активности купающихся. Для расчета количества испаряющейся влаги существует достаточно много расчетных и эмпирических формул. В нижеприведенной таблице, которая может помочь при необходимости быстрого подбора оборудования, приведены значения интенсивности испарения, полученные на основании формулы стандарта VDI-2089 (Общество немецких инженеров), используемого для расчета размеров закрытых плавательных бассейнов.

Интенсивность испарения рассчитывается следующим образом:

• А = Площадь водной поверхности бассейна (м 2 ),
• P B = Давление водяных паров насыщенного воздуха при температуре воды в бассейне (гПа),
• P L = Парциальное давление водяных паров при заданных температуре и влажности воздуха (гПа),
• e = Эмпирический коэффициент [г/(м 2 × час × гПа)]:
  • 0,5 — закрытая поверхность бассейна,
  • 5 — неподвижная поверхность бассейна,
  • 15 — небольшие частные бассейны с ограниченным количеством купающихся,
  • 20 — общественные бассейны с нормальной активностью купающихся,
  • 28 — бассейны для отдыха и развлечений,
  • 35 — бассейны с водяными горками и значительным волнообразованием.

Расход наружного воздуха, требуемый для удаления испаряющейся влаги, можно рассчитать следующим образом:

• m L = Массовый расход наружного воздуха (кг/сек),
• m W = Массовый расход вытяжного воздуха (кг/сек),
• Х u = Влагосодержание наружного воздуха (г/кг),
• X j = Влагосодержание воздуха в помещении (г/кг).

Влагосодержание наружного воздуха — Х u в зависимости от времени года колеблется от 2–3 г/кг зимой до 11–12 г/кг летом. На практике следует ориентироваться на величину Х u около 9 г/кг, поскольку ее превышение наблюдается в течение непродолжительного времени, составляющего лишь 15 % от всего годового периода. Эта величина рекомендуется стандартом VDI-2089. Кроме того, конденсация влаги в летнее время не является значительной, поэтому величина X j может быть принята немного выше расчетной.

Обеспечение правильного воздухораспределения

Такие факторы, как подвижность воздуха и особенно распределение притока в помещении плавательного бассейна , представляют не меньшую важность при проектировании системы вентиляции, чем выбор её с надлежащим расходом воздуха.

Защита материалов здания от разрушений является первичным назначением системы вентиляции плавательного бассейна. Подаваемый в помещение после обработки в системе воздух — сухой и теплый, поэтому выпадение влаги из него не происходит с такой же легкостью, как из застойного, уже охладившегося воздуха Обработанный приточный воздух лучше всего подавать по периметру помещения бассейна с трех сторон, располагая воздухораспределительное оборудование на небольшой высоте. Вытяжку предпочтительно обустраивать на более высоком уровне с четырех сторон

«ИНТЕХ» — инжиниринговая компания. На нашем ресурсе air-ventilation.ru Вы можете узнать необходимую информацию и получить коммерческое предложение.

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

© 2003-2021 ИНТЕХ — Вентиляция и кондиционирование. Контакты

Источник

Испарение влаги с водных поверхностей в условиях крытых аквапарков

Испарение влаги с водных поверхностей в условиях крытых аквапарков.

Генеральный директор

«Стройинженерсервис»

Главный специалист

Профессор кафедры ВИТУ

В условиях крытых аквапарков различные бассейны и развлекательные водные аттракционы являются основными источниками значительных влагопоступлений, которые необходимо учитывать при проектировании их систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Недостаточный учет влагопоступлений от указанных источников может привести в период эксплуатации крытых аквапарков к постоянному возникновению конденсации влаги из воздуха на внутренних поверхностях различных строительных конструкций и к несоблюдению допустимого температурно-влажностного режима воздушной среды в зоне пребывания купающихся. Наш опыт проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха крытых аквапарков показал, что для оценки их влагопоступлений требуется проведение тщательного анализа:

– технологических режимов использования бассейнов и водных аттракционов;

– рекомендуемых расчетных зависимостей для оценки испарения влаги с водных поверхностей с целью установления возможности их применения для условий действующих крытых аквапарков.

В этой связи следует отметить, что наибольшие затруднения возникли с установлением (обоснованным выбором) расчетных зависимостей для определения влагопоступлений с водных поверхностей.

В настоящее время имеется множество формул, рекомендуемых для оценки испарения влаги, которые основаны на результатах лабораторных экспериментов. Возникло сомнение, что лабораторные эксперименты учитывают всю полноту условий, при которых происходит испарение влаги с водных поверхностей бассейнов и аттракционов в условиях крытых аквапарков. Поэтому было решено проанализировать расчетные зависимости для определения интенсивности испарения влаги с водных поверхностей, рекомендуемые различными нормативными документами, существующими в отечественной и зарубежной практике. При проведении анализа особое внимание было обращено на условия получения и возможные области применения рекомендуемых расчетных зависимостей для оценки испарения с водных поверхностей.

В отечественной практике для расчета количества влаги, испаряющейся с открытой водной поверхности, широкое применение получила зависимость, предложенная сушильной лабораторией Всесоюзного Теплотехнического Института (г. Москва), которая базируется на результатах обширных опытов, проведенных при следующих условиях:

– температура воздуха – t=40÷225 0С;

– влагосодержание воздуха – d=10÷25 г/кг;

– скорость движения воздуха – υ=1÷7,5 м/с.

В опытах обеспечивались условия испарения близкие к адиабатическому процессу. Разработанная при этом зависимость была включена в «Указания по проектированию отопления и вентиляции» (СН 7-57), а затем в «Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха» кн. 1, изд. 1992 г. (СПВ) в следующем виде:

G=7,4(аt+0.017∙υ)∙(Pн-Рв)∙∙F, (1)

где G – количество испаряющейся влаги с открытой водной поверхности площадью F (м2), кг/ч;

υ – относительная скорость движения воздуха над водной поверхностью, м/с. Для залов бассейнов, согласно СНиП 2.08.02-89*, можно рекомендовать не более 0,2 м/с;

аt – коэффициент, зависящий от температуры воды в бассейне (0,022÷0,028 при tводы=28-40 0С);

Pв – парциальное давление водяного пара в воздухе рабочей зоны помещения, кПа;

Pн – давление насыщенного водяного пара в воздухе при температуре, равной температуре воды, кПа;

Как отмечает проф. в книге «Вентиляция, увлажнение и отопление на текстильных фабриках» (изд. 1953г.) формула (1) представляет собой модифицированную формулу Дальтона, которая имеет следующий вид:

G= , (2)

где С – коэффициент испарения (0,86 – при сильном движении воздуха; 0,71 – при умеренном движении воздуха; 0,55 – при спокойном состоянии воздуха).

Эта зависимость была получена Дальтоном в результате проведения им многочисленных опытов по испарению воды, которая подогревалась в круглых чашах ø8,25 и ø15,24 см на жаровнях до различной температуры. При этом в опытах скорость движения воздуха над поверхностью испарения изменялась произвольно. Поэтому в формуле Дальтона не указывается количественные характеристики скорости движения воздуха над поверхностью испарения. В книге «Вентиляция» (изд. 1959 г.) проф. дана оценка возможных скоростей движения воздуха в опытах Дальтона:

– при сильном движении воздуха скорость воздуха могла составлять 1,57 м/с;

– при умеренном движении воздуха — 1,13 м/с;

– при спокойном состоянии воздуха — 0,58 м/с.

На основании этих данных было установлено значение коэффициента испарения С=0,4 при скорости движения воздуха над поверхностью испарения равной 0,2 м/с.

В зарубежной практике для расчета испаряющейся влаги с водной поверхности бассейнов применяются формулы, приведенные в «Руководстве по проектированию» фирмы Dantherm, которые дают возможность учитывать влияние занятости бассейна купающимися и их активности на испарение влаги. В Руководстве отмечается, что в Германии используется для расчета испарения воды с водяной поверхности крытых плавательных бассейнов формула стандарта VDI 2086, разработанная обществом немецких инженеров:

где ε – эмпирический коэффициент испарения воды с водной поверхности бассейна, г/м2∙ч∙мбар, зависящий от подвижности водной поверхности, количества купающихся и их активности.

Рекомендуется принимать следующие значения коэффициента e:

e=35 – для бассейнов с горками и значительным волнообразованием;

e=28 – при средней подвижности водной поверхности для общественных бассейнов и нормальной активности купающихся (бассейны для отдыха и развлечений);

e=13 – при малоподвижной водной поверхности для небольших плавательных бассейнов с ограниченным количеством купающихся;

e=5,0 – для неподвижной воды в бассейнах;

e=0,5 – закрытая поверхность воды в бассейнах.

Следует отметить, что формула (3) является также модификацией формулы Дальтона, а ее эмпирический коэффициент e отражает влияние на процесс испарения влаги, как скорости движения водной поверхности, так и скорости движения воздуха ввиде относительной скорости движения указанных сред.

В Великобритании для расчета количества испаряющейся влаги с водной поверхности бассейнов, как отмечается в «Руководстве по проектированию» фирмы Dantherm, чаще используются формулы Бязина-Крумме, которые установлены на основе натурных измерений интенсивности испарения влаги, проведенных в действующих бассейнах. Для дневного периода (период использования бассейна) рекомендуется формула Бязина-Крумме в следующем виде:

G= [0,118+0,01995∙А∙]∙F , (4)

где А – коэффициент занятости бассейна купающихся, зависящий от количества купающихся n (чел) и от площади бассейна F (м2);

DР – разность между давлением водяных паров насыщенного воздуха при температуре воды в бассейне и парциальным давлением водяных паров в воздушной среде бассейна, мбар.

Для ночного периода (в период бездействия бассейна) рекомендуемая формула Бязина-Крумме имеет вид:

G= [-0,059+0,0105∙]∙F (5)

Нами были выполнены расчеты интенсивности испарения влаги с водной поверхности бассейнов в период их использования (в дневное время) по формулам (1÷4). При этом были рассмотрены три типа бассейнов и водных аттракционов в зависимости от температуры применяемой воды:

тип 1 – общие бассейны водных аттракционов, tводы=30 0С;

тип 2 – детские бассейны, tводы=35 0С;

тип 3 – бассейны «Джакузи», tводы=40 0С.

В качестве исходных данных в расчетах интенсивности испарения влаги при использовании бассейнов были приняты:

Рн – давление насыщенных водяных паров в воздухе при температуре воды в бассейнах (для бассейнов 1 типа — 37,8 мбар; 2 типа — 42,4 мбар; 3 типа — 73,7 мбар);

Рв – парциальное водяного пара при допустимых параметрах воздуха для всех типов бассейнов. В теплый период года Рв=25,4 мбар (tдоп=30 0С и jдоп=60%), в холодный период года Рв=20,1 мбар (tдоп=29 0С и jдоп=50%).

Таким образом, расчетные значения DР=( Рн- Рв) для различных типов бассейнов составляют для бассейнов 1 типа от 12 до 18 мбар; 2 типа — от 18 до 23 мбар; 3 типа — от 48 до 54 мбар.

При расчетах интенсивности испарения влаги были приняты:

– в формуле (1) среднее значение коэффициента аt=0,025 при скоростях движения воздуха υ=0,2 ; 0,9 ; 1,5 м/с и Рбар=101,3кПа;

– в формуле (2) скорости движения воздуха υ=0,2 ; 0,9 ; 1,5 м/с, а значение Рбар=760 мм. рт. ст.;

– в формуле (3) значения коэффициента e=35 ; 28 и 19;

– в формуле (4) значения занятости бассейнов купающимися: А=0,5 ; 1,0.

Результаты расчетов интенсивности испарения влаги с водных поверхностей по формулам (1÷4) представлены на графиках рис. 1, сопоставление которых позволяет отметить следующее.

Результаты расчетов испарения влаги с водной поверхности по формулам стандартаVDI (при e=35; 28 и 19) и СПВ (при скорости движения воздуха над водной поверхностью υ=1,5; 0,9 и 0,2 м/с) совпадают с результатами расчетов по формуле Дальтона (при скоростях движения воздуха υ=1,5; 0,9 и 0,2 м/с). Это свидетельствует о том, что указанные формулы получены на основании результатов лабораторных опытов, аналогичных опытам Дальтона. Для этих лабораторных опытов характерны следующие условия:

– спокойная гладкая (без волнообразования) водная поверхность испарения, над которой при движении воздуха постоянно существует неразрушаемый пограничный слой воздуха с давлением насыщенного водяного пара при температуре поверхности воды;

– температура поверхности воды ниже температуры основной массы воды на несколько градусов, т. е. процесс тепломассообмена между водной поверхностью и движущемся над ней воздухом «стремиться» к адиабатическому процессу.

Область результатов расчетов интенсивности испарения влаги с водной поверхности по формуле Бязина-Крумме (при значениях коэффициента занятости бассейна купающимися А от 0,5 до 1,0) «лежит» ниже области результатов интенсивности испарения влаги, установленных по формулам Дальтона, СПВ и стандарта VDI. Это указывает на наличие принципиальных отличий процесса тепломассообмена между водной поверхностью и воздушной средой действующих бассейнов от процесса тепломассообмена при проведении опытов в лабораторных условиях. К этим принципиальным отличиям процесса тепломассообмена в действующих бассейнах и водных аттракционах следует отнести:

– постоянное разрушение водной поверхности (образование волн, брызг и капель), интенсивность которого зависит от занятости бассейнов купающимися и их активности;

– постоянное разрушение над водной поверхностью пограничного слоя воздуха с давлением насыщенного водяного пара при температуре, равной температуре воды в бассейне, которая устанавливается в результате ее перемешивания купающимися. Поэтому процесс тепломассообмена между водной поверхностью и движущимся над ней воздухом в этом случае не «стремится» к адиабатическому процессу, а по существу является некоторым политропическим процессом, «направленным» на температуру воды, устанавливающуюся во всей ее массе в бассейне.

Результаты расчетов интенсивности испарения влаги, полученные по формулам Дальтона, СПВ и стандарта VDI при скорости движения воздуха υ=0,2 м/с, пересекают область результатов расчетов интенсивности испарения влаги, полученных по формуле Бязина-Крумме при значениях коэффициента занятости бассейна купающимися А от 0,5 до 1,0. Характер пересечения этих результатов подчеркивает отмеченное выше принципиальное отличие условий испарения влаги при проведении лабораторных опытов от условий испарения влаги в действующих бассейнах.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что наиболее объективные данные об интенсивности испарения влаги с водных поверхностей бассейнов и аттракционов аквапарков в период их использования можно получить при их оценке по формуле Бязина-Крумме (формула 4). При этом необходимо принимать значения занятости бассейнов купающимися А, исходя из существующих норм их использования. В соответствии с данными «Руководства по проектированию» фирмы Dantherm значения занятости бассейнов купающимися А определяются по формуле:

А=×n , (6)

где 6,0 – нормативное значение площади бассейна, приходящейся на одного купающегося, (м2/чел) при коэффициенте занятости А=1.

Для большинства общественных бассейнов в качестве расчетной величины рекомендуется принимать значение коэффициента занятости бассейна А=0,5.

Нами были произведены расчеты интенсивности испарения влаги с водной поверхности бассейнов в период их бездействия (в ночное время) по формулам (1÷3 и 5). В этом случае исходные данные были приняты те же, что и для периода использования бассейнов. При этом при в расчетах интенсивности испарения влаги были приняты:

– в формуле (1) скорость движения воздуха υ=0;

– в формуле (2) при скорости движения воздуха υ=0 коэффициент испарения С=0,3;

– в формуле (3) значение коэффициента испарения e=5,0.

Результаты расчетов интенсивности испарения влаги с водной поверхности по формулам (1÷3 и5) представлены на графиках рис. 2, сопоставление которых позволяет отметить следующее.

Результаты расчетов интенсивности испарения влаги с водной поверхности по формулам Дальтона и СПВ значительно превосходят результаты расчетов интенсивности испарения влаги с водных поверхностей бассейнов по формулам стандарта VDI и Бязина-Крумме. Это обстоятельство можно объяснить тем, что формулы стандарта VDI и Бязина-Крумме более строго учитывают реальные температурно-влажностные условия взаимодействия воздуха с поверхностью воды в период бездействия бассейнов, тогда как формулы Дальтона и СПВ, основанные на результатах лабораторных опытов, эти условия не отражают. Поэтому для расчетов интенсивности испарения влаги с водных поверхностей бассейнов в период их бездействия следует отдавать предпочтение последним формулам и, прежде всего, формуле Бязина-Крумме.

1. Для крытых аквапарков не могут быть рекомендованы зависимости «Справочника проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха» по определению интенсивности испарения влаги с водных поверхностей, основанные на результатах опытов, которые не учитывают условия эксплуатации действующих бассейнов и водных аттракционов.

2. При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха крытых аквапарков для определения влагопоступлений от водных поверхностей бассейнов и водных аттракционов (в период их использования и бездействия) целесообразно применять формулы Бязина-Крумме, как наиболее полно отражающие процессы испарения влаги в условиях действующих бассейнов.

Источник