Приточно вытяжная вентиляция частного бассейна

Системы и оборудование для вентиляции бассейна

Многие пользователи считают, что инженерные системы бассейна — это сети для подведения, подготовки и слива воды. Отчасти это верно, но относится только к открытым (уличным) чашам.

Крытые бассейны нуждаются в более сложном комплексе инженерных систем, одной из которых является вентиляция.

Когда нужна вентиляционная система, какие функции она выполняет?

Вентиляция — это система подачи свежего потока и отведения отработанного воздуха. Она является обязательным элементом для крытых бассейнов, поскольку имеет более широкий перечень функций:

• нормативный воздухообмен (замена отработанного воздуха свежим);
• подогрев и поддержание внутренней температуры;
• удаление избыточной влажности и теплоты (если бассейн находится в сауне или другом специальном помещении).

Для решения всех этих задач требуется многофункциональная вентиляционная установка или комплект специализированного оборудования, собранный по отдельности.

Нормы воздухообмена

Объем приточного воздуха для помещений бассейнов определен в СП 310.1325800.2017 (приложение И).

Нормативы воздухообмена выбираются по двум позициям:

1. По количеству людей (для плавающих требуется 80 м3/час, для присутствующих — 20 м3/час).
2. По кратности воздухообмена (это упрощенный подход, используется для сравнительно небольших помещений).

Первый способ применяют для больших бассейнов с множеством одновременно купающихся людей, второй — для малых чаш. Кроме этого, нормативы требуют соблюдения следующих требований:

• температура воздуха должна быть на 1-2 °С выше температуры воды (но не больше 35°С, чтобы не возникало ощущение духоты);
• скорость воздушных потоков — 0,2 м/с (не выше);
• влажность воздуха должна быть в пределах 50-65 %;
• оптимальная температура приточного воздуха должна составлять 26-28°С.

Примеры расчета

Расчет вентиляции бассейна — сложная задача, но для сравнительно небольших частных бассейнов она значительно упрощается.

Используется метод кратности, формула которого проста: L = Vпом ⋅ Kp (м3/ч), где:

• L — количество приточного воздуха (м3/ч);
• Vпом — объем помещения (м3);
• Kp — кратность воздухообмена (1/ч).

Алгоритм расчета по кратности:

• определяют объем помещения;
• умножают объем на кратность.

Для частных бассейнов принято использовать 2-кратную схему воздухообмена, когда весь объем воздуха в помещении обновляется 2 раза в час.

Например, есть бассейн в павильоне размером 5 × 8 × 3,5 м. Тогда объем будет равен: 5 × 8 × 3,5 = 140 м3. При двукратном обновлении потребуется объем приточного воздуха: 140 × 2 = 280 м3.

Полученное значение является минимальной производительностью приточной вентиляционной установки для данного бассейна.

В данном случае не следует выбирать оборудование с большим запасом мощности, как это делается при расчете других систем. Превышение объемов притока изменит микроклимат и создаст возможность для появления конденсата.

Варианты для резервуара в частном доме

Для бассейна частного дома необходимо одновременное использование двух основных систем:

Это базовые системы, работающие в связке. Их параметры должны соответствовать друг другу, иначе в помещении возникнет пониженное давление (эффект «хлопающих дверей») или избыточное давление с повышенной влажностью.

Кроме этого, надо учесть наличие окон и установить под ними решетки с обдувом стекол сухим теплым воздухом. Это позволит избавиться от конденсата. Избыточную влажность, возникающую при высоких температурах воды (например, для детской или семейной чаши), выводят с помощью вытяжки или устанавливают осушители.

Существуют разные варианты готовых вентиляционных комплексов. Они предпочтительнее сборных систем, так как параметры всех устройств оптимальным образом подходят друг к другу.

Стандартные схемы

Стандартные схемы вентиляции состоят из двух совмещенных систем притока и вытяжки, а также дополнительных устройств для выполнения смежных функций. Как правило, для бассейнов выбирают комплексы с расширенным функционалом, поскольку задачи вентиляции здесь значительно сложнее и многообразнее, чем в обычных жилых помещениях.

Приходится не только обеспечивать нормативный воздухообмен, но и регулировать влажность, обеспечивать комфортабельный микроклимат, избавляться от конденсата. В продаже есть готовые комплекты разного состава и назначения, способные работать в частных бассейнах любой величины и специфики.

Выбирая подходящий комплект, надо учесть особенности и тип бассейна, размер зеркала воды и прочие индивидуальные показатели. Анализируя свойства чаши и объем помещения, подбирают наиболее эффективную вентиляционную установку.

Приточно-вытяжная

Это самый простой вариант, обеспечивающий подачу свежего воздуха и параллельно производящий вывод отработанного. Полная замена всего объема должна производиться не менее 2 раз в час (специалисты в таких случаях говорят — кратность воздухообмена равна 2).

Для крупных бассейнов с большим количеством людей кратность увеличивают до 3-3,5 (точнее можно определить по индивидуальным нормативам притока для 1 человека).

Конструкция приточно-вытяжного агрегата состоит из двух линий:

1. Приточная. Вентилятор гонит воздух внутрь помещений. Поток проходит предварительную очистку от пыли и твердых частиц, поступающих снаружи. В помещение воздух поступает через систему решеток, уменьшающих скорость и энергию потока. Это необходимо, чтобы у пользователей не возникало ощущения сквозняков.
2. Вытяжная. Она отводит отработанный воздух, насыщенный влагой. Производительность вытяжки для частных бассейнов должна соответствовать параметрам притока для уравнивания давления и исключения появления конденсата или ощущения духоты.

Для каждой линии используется собственный вентилятор центробежного (реже осевого) типа с заданной производительностью. Регулировку производят с помощью шторок или специальных клапанов, установленных в воздуховодах.

Еще одной функцией вентиляции является обогрев. Он реализуется с помощью калориферов, установленных на приточной линии сразу после фильтров. Если гнать по воздуховодам холодный воздух, они станут центрами оседания конденсата, что недопустимо.

Регулировка температуры производится путем подмешивания в нагретый поток некоторого количества холодного воздуха по команде датчиков температуры.

Комбинированная с осушителем

Комбинированная вентиляционная установка с осушителем воздуха представляет собой приточно-вытяжную систему, в составе которой имеется устройство для удаления избыточной влажности.

Устройство: влажный воздух пропускают через радиатор испарителя, где водяной пар оседает на холодных поверхностях и стекает в поддон для конденсата (на более жестких режимах влага застывает и превращается в слой наледи, требующий периодического оттаивания).

Осушитель помогает избавиться от излишков влаги, а остальное выводится вместе с вытяжным потоком. Этот комплекс используют в небольших бассейнах с высокими температурами (детские или семейные бассейны, чаши в саунах и т.п.).

Комбинированная с осушителем и кондиционером

Комбинированные вентиляционные системы с осушителем и кондиционером используются в бассейнах средней величины, где требуется не только осушение, но и уменьшение температуры воздуха.

Осушение приточного потока совмещают с его охлаждением (при необходимости — с подогревом), в результате чего обеспечивается оптимальные параметры воздуха внутри помещения. Отработанный поток выводится обычным способом — с помощью вытяжных линий, приемные решетки которых равномерно распределяют по всему помещению.

Вентиляционные установки

Вентиляционные установки для бассейнов — это моноблочные агрегаты, предназначенные для обеспечения воздухообмена в помещениях разной величины. Основным узлом является блок с вентиляторами и дополнительными устройствами (фильтры, нагреватели). Он подключается к системам воздуховодов, проложенным по всей площади помещения.

Расположение каналов выполняется так, чтобы обеспечивался максимально эффективный забор отработанного воздуха с избыточной влажностью, а взамен подавался приточный свежий поток, чистый и нагретый до нужных значений.

Выбор установки производится исходя из параметров помещения — объема, размеров чаши, других показателей. Преимуществом готовых агрегатов является соответствие характеристик всех узлов, возможность настройки разных режимов, высокая ремонтопригодность.

С рекуперацией

Рекуперация — процесс отбора тепловой энергии у выводимого (вытяжного) потока. Вентиляционные установки с отделением рекуперации позволяют экономить на подогреве, повторно используя до 50% тепловой энергии, которая в обычных условиях теряется.

С конструкционной точки зрения, рекуператор — это теплообменник типа «воздух-воздух». Здесь используются разные методики передачи тепла — в некоторых моделях установлены пластинчатые конструкции, где воздушные потоки не смешиваются.

Использование рекуператоров оправдано только в крупных бассейнах. Для эффективной работы устройства требуется производительность не менее 1000 м3/ч, что для небольших частных бассейнов требуется редко.

Кроме этого, в летнее время применение рекуператоров практически исключается, так как влажность наружного воздуха примерно в 7 раз выше. Для эффективного вывода влаги изнутри приходится изменять режим вентиляции, повышая объемы притока. Рекуператор в таких условиях становится попросту не нужен.

Видео-обзор энергосберегающей системы вентиляции с рекуператором в бассейне:

Как происходит проектирование?

Проектирование вентиляции в частном бассейне — это процесс определения параметров помещения, количества испаряемой влаги и числа пользователей, одновременно присутствующих в бассейне (не только купающихся, но и посетителей).

По результатам произведенного анализа делается расчет производительности вентиляции и выбирается оборудование с наиболее подходящими показателями.

Порядок действий:

1. Определение объема помещения.
2. Подсчет количества пользователей.
3. Расчет воздухообмена, определение объема приточного воздуха и соответствующей вытяжки.
4. Подбор вентиляционного оборудования, производительность которого соответствует расчетным показателям.

Стоимость работ под ключ

Заказать расчет и монтаж вентиляционной системы под ключ можно в любой специализированной фирме, выполняющей подобные работы.

Стоимость работ будет зависеть от сложности, размеров и других параметров помещения. Кроме этого, на цену повлияют дополнительные функции — рекуперация, осушение, использование сложных автоматических систем управления режимом.

Средняя стоимость выполнения заказа начинается от 70 000 руб. (без учета стоимости оборудования). Необходимо составлять договор только с официальными подрядчиками, дающими гарантию на свою работу. Иначе можно зря потратить деньги и получить массу проблем с конденсатом, сквозняками и другими проблемами.

Заключение

Вентиляция бассейна играет более значимую роль, чем в жилых помещениях. Она выполняет функции нагрева, удаления излишков влажности, регулирует микроклимат и обеспечивает максимальный комфорт для пользователей.

Для соблюдения нормативных требований, перед приобретением подходящего комплекса надо выполнить расчеты.

Источник

Проектирование систем вентиляции для закрытых бассейнов в коттеджах

В. П. Харитонов, доктор техн. наук, профессор МГТУ им. Н. Э. Баумана, лектор мастер-класса АВОК

Проектирование вентиляции воздушного пространства закрытого бассейна в частном коттедже принципиально отличается от проектирования общеобменной вентиляции в том же доме.

Общеобменная вентиляция применяется обычно для решения двух задач:
– поддержание приемлемого газового состава и качества внутреннего воздуха (концентрация любого компонента среды не должна превышать ПДК);
– ассимиляция внутренних теплоизбытков наружным воздухом.

У вентиляции закрытого бассейна другие приоритеты: главной задачей становится поддержание относительной влажности внутренней среды в приемлемых пределах, а остальные проблемы (газовый состав и теплоизбытки) решаются попутно, с меньшими затруднениями. Кроме того, существуют специфические требования к вентиляции бассейна, обусловленные тем, что люди могут находиться в бассейне в раздетом виде.

Нормативные требования и рекомендации по проектированию

В частных коттеджах на стадии проектирования следует принимать температуру воды в соответствии с российскими нормами [1–4] на уровне 30–32 °С, а температуру воздуха на 1–2 °С выше температуры воды. Европейскими стандартами [5, 6] рекомендуется температура воды для плавательных бассейнов 28 °С, а температура воздуха – на 2–4 °С выше температуры воды, но не выше 34 °С. Верхний допустимый предел относительной влажности установлен равным 65 %, интенсивность воздухообмена – по расчету, но не менее 80 м 3 /ч на одного купающегося, скорость движения воздуха не более 0,2 м/с.

Согласно нормативным документам системы воздухообмена в залах ванн бассейнов должно исключать образование застойных зон при преобладании вытяжки над притоком в объеме не более 0,5-кратного обмена. Система вентиляции – приточно-вытяжная с механическим побуждением, автономная, самостоятельная (не связанная с системой вентиляции остальной части коттеджа). Для залов ванн рекомендуется подбирать вентиляционные установки из расчета их работы в двух режимах: самостоятельные приточные и вытяжные установки, предназначенные только для нерабочего периода бассейна, и дополнительные установки, которые совместно с первыми должны в период работы бассейна обеспечить расчетный воздухообмен.

Вытяжные шахты следует оборудовать утепленными клапанами с электроподогревом и дистанционным управлением, а также поддонами для сбора и удаления конденсата. К клапанам и поддонам следует обеспечивать удобный доступ обслуживающего персонала. Размеры внутреннего сечения шахт определяются по расчету с учетом гравитационного и ветрового напора и давления, создаваемого приточной вентиляцией.

Уровень шума в залах не должен превышать 60 дБ(А).

Особенности проектирования частных бассейнов

Каждый бассейн в коттедже строится по индивидуальному проекту, с индивидуальным объемно-планировочным решением, с уникальным художественным оформлением. Основное требование: максимальный уровень физиологического и психологического комфорта.

За последние 10 лет, путем проб и ошибок, выявились общие черты благополучного частного бассейна.

Обычно зал ванны бассейна размещается в пристроенном одно-этажном здании, единственный вход в зал ведет из дома через вспомогательные помещения, площадь зеркала бассейна от 18 до 50 м 2 , ширина обходных дорожек вокруг ванны от 1 до 3 м, высота бассейна от 4 до 6 м, водяное отопление по периметру остекления, большая площадь остекления, стеклянная дверь с выходом на веранду.

Режим использования бассейна кратковременный, эпизодический, число купающихся один-два человека. Все чаще применяется зашторивание водной поверхности бассейна.

Система воздухораспределения проектируется, как правило, под давлением архитектурно-художественного оформления потолков и стен зала. Далеко не всегда удается выполнить привычные рекомендации:

– влажный воздух, как наиболее легкий, рекомендуется удалять из верхней зоны;

– площадь вентиляционных решеток должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать рекомендуемые скорости движения воздуха;

– желательно стремиться к реализации принципа вытеснительной вентиляции.

На мой взгляд, практика применения в частных бассейнах напольных приточных решеток или настенных приточных решеток в нижней зоне зала бассейна не оправдала себя: слишком часто ощущался дискомфорт от движения воздуха, что объясняется малыми размерами зала и близость вентиляционных решеток к «рабочей зоне».

Два ограничения на выбор относительной влажности воздуха в частном бассейне

Хотя российскими нормативными документами допускается высокая относительная влажность воздуха, до 65 %, существуют два фактора, вынуждающие снижать это значение для частных бассейнов до уровня 50–45 % и ниже.

Один из упомянутых факторов – дискомфорт, ощущение духоты.

Другой фактор – выпадение конденсата на стенах, окнах, конструкциях.

Ранее сообщалось [12], что низкая относительная влажность до 15–20 % не оказывает отрицательного влияния на самочувствие и здоровье людей.

Требование максимального комфорта

В европейских стандартах [5, 6] указывается, что относительная влажность должна лежать в области физиологического комфорта. При слишком высокой относительной влажности возникает ощущение духоты. Верхний предел комфортного состояния неодетого человека соответствует парциальному давлению водяных паров 2,27 кПа (влагосодержание при этом давлении составляет 14,3 г/кг сухого воздуха). Для избежания дискомфорта при высокой температуре воздуха относительную влажность следует снижать (табл. 1).

Таблица 1 Зона дискомфорта при высокой влажности воздуха

Относительная влажность j , % Влагосодержание, d, г/кг сухого воздуха при температуре воздуха, °С 30 31 32 33 34 40 11,0 11,7 12,4 13,2 14,0 45 12,4 13,1 14,0 14,9 15,8 50 13,8 14 ,6 15,5 16,5 17,5 55 15,1 16,1 17,1 18,2 19,3 60 16,5 17,5 18,6 19,8 21,0 65 17,9 19,0 20,2 21,5 22,8 100 27,5 29,2 31,0 33,0 35,0

Выпадение конденсата, точка росы

Значения точки росы (температуры, ниже которой неизбежно выпадение конденсата) приведены в табл. 2.

Таблица 2 Точка росы, tт.р.

t, °C воздуха Относительная влажность воздуха, j , % 40 45 50 55 60 65 30 13,9 16 17,7 19,7 21,3 22,5 32 16 17,9 19,7 21,4 22,8 24,3 34 17,2 19,2 21,4 22,8 24,2 25,7

Таблица 3 Предельно допустимые значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений из условия отсутствия конденсата R, м 2 • °C/Вт

t, °C воздуха Относительная влажность воздуха, j , % 40 45 50 55 60 65 30 0,400 0,460 0,523 0,625 0,740 0,858 32 0,417 0,473 0,542 0,629 0,725 0,866 34 0,411 0,466 0,547 0,616 0,704 0,831

Достаточным условием отсутствия конденсации паров на внутренних стенах и окнах является превышение температуры внутренних поверхностей tпов. над точкой росы t_т.р.: t_пов. > t_т.р..

Это условие легко преобразовать в требование к сопротивлению теплопередаче наружных ограждений. Если пренебречь лучистым теплообменом между поверхностью воды в бассейне и внутренними поверхностями ограждений, то:

где R – сопротивление теплопередаче, м 2 • °C/Вт:

где t_в. – температура воздуха в бассейне, °C;

t_н.в. – температура наружного воздуха, °C;

d _і / l _і – термические сопротивления отдельных слоев ограждения;

a _н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений, Вт/(м 2 • °C);

a _вн. – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждений, Вт/( м 2 • °C).

Наиболее напряженная ситуация возникает при самой низкой температуре наружного воздуха, например, для Москвы расчетное значение равно –26 °C. В табл. 3 приведены расчетные предельные (исходя из условия отсутствия конденсата) значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений, в том числе стеклопакетов и фонарей, при значении коэффициентов a _вн. = 8,7 и a _н = 23 Вт/(м 2 • °C). (Лучистый теплообмен не учитывался).

Применяемые в нашей стране стеклопакеты имеют фактическое сопротивление теплопередаче, не превышающее 0,562 м 2 • °C/Вт; такую характеристику имеет, например, трехкамерный стеклопакет марки 4–10Ar–4–12Ar–4 с заполнением аргоном. Однако возможно появление еще более эффективных стеклопакетов (R₀ > 2 м 2 • °C/Вт): нанесение пиролитического низкоэмиссионного покрытия (К-стекло) приводит к снижению потерь тепла за счет излучения почти в 10 раз, низкоэмиссионное покрытие методом магнетронного распыления (i-стекло) позволяет снизить потери на излучение более чем в 20 раз [13]. Следует иметь в виду, что степень остекления наружных ограждающих конструкций залов частных бассейнов может достигать более 60 %.

Сегодня же для частных бассейнов можно рекомендовать применение трехкамерных стеклопакетов и проектировать систему вентиляции и осушения на относительную влажность воздуха не более 50 %.

Осушающий потенциал приточного воздуха

Легко оценить максимальное количество влаги, удаляемой системой вытяжной вентиляции бассейна. В течение всего года температура удаляемого из бассейна воздуха равна 30–34 °С, максимальная относительная влажность не превышает 65 %. Это означает, что с каждым кубометром воздуха из воздушного пространства бассейна удаляется в атмосферу от 20 до 24 г воды (табл. 4).

Таблица 4 Табличные (красный шрифт, [7]) и расчетные параметры влажного воздуха (вытяжная вентиляция)

Температура влажного воздуха, °С 30 31 32 33 34 Давление насыщенного водяного пара, бар 0,042417 0,044913 0,047536 0,05029 0,053182 Удельный объем насыщенного водяного пара, м 3 /кг 32,929 31,199 29,572 28,042 26,602 Абсолютная влажность насыщенного воздуха, г/м 3 30,37 32,05 33,82 35,66 37,59 Абсолютная влажность воздуха при j = 65 %, г/м 3 19,74 20,83 21,98 23,18 24,43

Количество влаги, поступающее в воздушное пространство бассейна вместе с приточным воздухом, меняется вместе с погодными условиями. В зимнее время при отрицательных температурах наружного воздуха с каждым кубометром приточного воздуха в атмосферу бассейна поступает менее 5 г воды.

В летнее время с повышением температуры и относительной влажности наружного воздуха содержание влаги в нем растет (табл. 5). Например, при расчетных для Москвы параметрах наружного воздуха (температура 28,5 °С и энтальпия 54 кДж/кг) в одном кубометре наружного воздуха содержится 11,19 г воды.

Таблица 5 Табличные (красный шрифт, [7, 8]) и расчетные параметры влажного воздуха (приточная вентиляция)

Температура влажного воздуха, °С –26 0 5 10 15 20 25 28,5 Давление насыщенного водяного пара, мбар 0,73 6,11 8,72 12,27 17,04 23,37 31,66 38,91 Удельный объем насыщенного водяного пара, м 3 /кг 1542 206,32 147,17 106,42 77,97 57,83 43,40 35,75 Абсолютная влажность насыщенного воздуха, г/м 3 0,65 4,85 6,80 9,40 12,83 17,29 23,04 27,97 Абсолютная влажность воздуха, г/м 3 при j = 100 % 0,65 при j = 90 % 0,59 4,37 6,12 8,46 11,54 15,56 20,74 25,17 при j = 80 % 0,52 3,88 5,44 7,52 10,26 13,83 18,43 22,38 при j = 70 % 0,46 3,40 4,76 6,58 8,98 12,10 16,13 19,58 при j = 60 % 0,39 2,91 4,08 5,64 7,70 10,37 13,83 16,78 при j = 50 % 0,33 2,43 3,40 4,70 6,41 8,65 11,52 13,99 при j = 40 % 0,26 1,94 2,72 3,76 5,13 6,92 9,22 11,19

Разность между соответствующими значениями абсолютной влажности воздуха из табл. 4, 5 означает осушающую способность приточно-вытяжной вентиляции зала бассейна.

При расходе приточного воздуха 1 000 м 3 /ч и расчетных параметрах в летний период из атмосферы бассейна удаляется за счет вентиляции примерно 11 л воды в час.

W_лето = 1 000 x (21,98 – 11,19) / 1 000 = 10,8 л/ч. (3)

В зимнее время при отрицательных температурах наружного воздуха осушающая способность приточно-вытяжной вентиляции резко возрастает. При расчетной температуре наружного воздуха для зимнего периода в Москве (–26 °С) и расходе приточного воздуха 1 000 м 3 /ч из атмосферы бассейна удаляется за счет вентиляции примерно 21 л воды в час:

W_зима = 1 000 x (21,98 – 0,65) / 1 000 = 21 л/ч. (4)

Таким образом, в летнее время потребность в приточном воздухе возрастает и упомянутая выше рекомендация [3] предусматривать для бассейнов вентиляцию с переменным расходом (для рабочего и нерабочего периодов работы) получает дополнительное обоснование. Наиболее эффективно применение вентиляционных приточных установок с частотным регулированием производительности, в этом случае приточная установка комплектуется инвертором (преобразователем частоты и напряжения переменного тока).

Интенсивность испарения влаги в бассейнах

Интенсивность испарения влаги зависит от многих факторов. Важнейшими из них являются температура воды и воздуха, относительная влажность воздуха в бассейне, площадь и состояние поверхности испарения.

Таблица 6 Движущая сила процесса испарения воды в бассейне

Температура воды в бассейне, °C Ps, Па Температура воздуха в бассейне, °C 31 32 33 34 (Ps – Pп), Па, j = 65 % 30 4241,7 1322,355 1151,86 972,85 784,87 31 4491,3 1571,955 1401,46 1222,45 1034,47 32 4753,6 1834,255 1663,76 1484,75 1296,77

Движущая сила процесса испарения представляет собой разность давления насыщенных водяных паров при температуре воды в бассейне, Ps, и парциального давления водяных паров над водой, Pп. Для рекомендуемых для частных бассейнов параметров воды и воздуха в табл. 6 приведены значения этой разности давлений.

Из таблицы видно, что интенсивность испарения воды с температурой 30 °С при постоянной относительной влажности 65 % уменьшается на 15 % при повышении температуры воздуха всего на один градус. И наоборот, если температура воздуха в бассейне снизится на 1 градус, то интенсивность испарения увеличится на 15 %. Если температура воды принята равной 30 °С, интенсивность испарения при температурах воздуха 31 и 33 °С отличается на 30 %. Следовательно, осушку атмосферы бассейна легче осуществить при более высокой температуре воздуха внутри бассейна.

Экстенсивные параметры испарения – это параметры, значение которых прямо пропорционально количеству испаряемой влаги. К таким параметрам относится площадь зеркала бассейна, площадь смоченных водой обходных дорожек и водных горок, количество купающихся людей, расход барботируемого воздуха в аттракционах.

Численные значения таких параметров могут изменяться в зависимости от режима эксплуатации бассейна, например, зашторивание водной поверхности бассейна приводит к резкому снижению расчетной площади.

Расчет количества воды, испаряющейся с поверхности бассейна, можно подсчитать по различным методикам. Наиболее распространенные из них изложены в Справочнике проектировщика и в статьях, опубликованных в профильных журналах [9, 10]. Почти все статьи, посвященные этому вопросу, излагают методику расчета немецкого Руководства VDI-Richtlinien. VDI 2089. Blatt 1. 07.1994 [5], которое в 2005 году было заменен на новую редакцию [6], с другими расчетными формулами и коэффициентами [14].

Согласно новой редакции Руководства VDI-Richtlinien. VDI 2089. Blatt 1. 03. 2005 (Техническое оснащение плавательных бассейнов. Закрытые бассейны) [6] количество воды, кг/ч, испаряющейся с поверхности бассейна, можно подсчитать по формуле:

W_исп = b / (R • T) • (Ps – Рп) • F, (6)

где W_исп – расход испарившейся воды, кг/ч;

b – коэффициент влагопереноса, м/ч:

b = 0,7 м/ч для зашторенной водной поверхности бассейна (испарение происходит только с переточных канавок);

b = 7 м/ч для частного неиспользуемого бассейна;

b = 21 м/ч для частного используемого бассейна;

R = 461, 52 Дж/(кг • °С) – газовая постоянная для водяного пара;

T – средняя арифметическая (абсолютная) температура между температурой воды и температурой воздуха в K;

Ps – давление насыщенных паров воды при температуре воды, Па;

Pп – парциальное давление водяных паров в зале чаши бассейна, Па;

F – площадь используемой поверхности зеркала бассейна, м 2 .

Результаты расчетов по приведенной формуле, выполненные нами для некоторых сочетаний температур воздуха, воды и относительной влажности воздуха в частном используемом бассейне, приведены в табл. 7.

Таблица 7 Интенсивность испарения воды с поверхности используемого бассейна, г/(ч • м 2 ) (формула (1) на стр. 7 Entwurf (проект) VDI 2089. Blatt 1. 03.2005 [6])

Температура воды, °C Давление нас. пара Ps, Па, [7] Относительная влажность воздуха, % Температура воздуха, °C, / давление нас. пара, Па 30 31 32 33 34 4241,7 4491,3 4753,6 5029 5318,2 28 3778,528 45 281,7 264,3 246,2 227,2 207,3 55 217,8 196,8 174,8 151,8 127,7 65 153,9 129,2 103,4 76,4 48,1 29 4004,3 45 315,2 297,8 279,6 260,6 240,8 55 251,4 230,4 208,4 185,4 161,3 65 187,6 162,9 137,1 110,1 81,8 30 4241,7 45 350,3 332,9 314,7 295,7 275,8 55 286,6 265,6 243,6 220,5 196,4 65 222,9 198,3 172,4 145,4 117,1 31 4491,3 45 387,2 369,7 351,5 332,4 312,5 55 323,6 302,5 280,5 257,4 233,3 65 260,0 235,3 209,4 182,4 154,1 32 4753,6 45 425,8 408,3 390,0 370,9 351,0 55 362,3 341,2 319,1 296,0 271,9 65 298,8 274,1 248,2 221,1 192,8

Расчет количества воды, испаряющейся в водо-воздушных аттракционах (аэромассажные плато, донные гейзеры), можно выполнить по формуле [6]:

где W_возд – расход испаряющейся в водо-воздушном аттракционе воды, кг/ч;

M_возд – расход воздуха в аттракционе, кг/ч;

d_w – влагосодержание в выходящем воздухе, кг/кг, равное влагосодержанию насыщенного воздуха при температуре воды;

d_l – влагосодержание в воздухе зала, кг/кг.

Расчет количества воды, испаряющейся на водной горке, выполняют по формуле [6]:

W_аттр = b / (R • T) • (Ps – Pп) • L • B, (8)

где W_аттр – количество испаряющейся воды на водной горке, кг/ч;

b – коэффициент влагопереноса для водной горки, м/ч, для используемого бассейна равен 50 м/ч;

L – длина смоченной поверхности водной горки, м;

B – ширина (средняя) смоченной поверхности водной горки, м.

Расчет количества влаги, поступающей от купающихся, обычно выполняют по формуле:

где W_л – количество влаги, кг/ч;

n – количество купающихся;

w_л = 0,225 кг/ч, влагопоступление с одного купающегося.

Конденсационные осушители

Проблему регулирования влажности в частных бассейнах можно полностью решить с помощью осушителей, принцип действия которых основан на конденсации водяных паров на охлаждаемых поверхностях. Более того, некоторые модели таких осушителей имеют устройства для подвода небольшого количества свежего приточного воздуха, достаточного, однако, для соблюдения нормативных требований (80 м 3 /ч на купающегося). С технической точки зрения конденсационные осушители являются высокотехнологичным оборудованием многоцелевого назначения для неглубокой осушки воздуха. В Советском Союзе такие осушители были разработаны и исследованы в 1970-х годах под названием «механические осушители». Современный рынок предлагает для бассейнов два исполнения осушителей: настенные и канальные, различной производительности.

Существуют несколько причин, мешающих повсеместному и исключительному применению осушителей:

– высокая стоимость начальных и эксплуатационных затрат;

– несоответствие внешнего вида настенного осушителя интерьеру бассейна;

– шум работающего осушителя;

– желание сохранить высокую, сверхнормативную кратность воздухообмена по свежему приточному воздуху, что обеспечивает снижение микропримесей (хлора и др. веществ) до малозаметного уровня.

Осушители канального типа позволяют устранить все претензии по внешнему виду и шуму, поскольку они допускают размещение в технических помещениях бассейна, но необходимая система воздуховодов для рециркуляции воздуха через осушитель и бассейн еще более повышает начальную стоимость системы.

На практике достигнут компромисс: частный бассейн оснащается системой приточно-вытяжной вентиляции согласно требованиям нормативных документов и одним-двумя осушителями для снижения относительной влажности до желаемого уровня. Осушители, снабженные гигростатами, включаются в работу автоматически в случае необходимости. Обычно это происходит в летнее время при пользовании бассейном, когда осушающий потенциал системы вентиляции недостаточен.

Совместное применение вентиляции и осушителей позволяет поддерживать относительную влажность на низком уровне, исключающем дискомфорт и выпадение конденсата на окнах, металлоконструкциях и стенах. Такое сочетание позволяет рассматривать сложные оптимизационные задачи, направленные на достижение минимальных энергозатрат при дополнительных ограничениях как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации.

Советы молодому проектировщику

Приступая к проектированию системы вентиляции и осушения закрытого бассейна для индивидуального дома, прежде всего, следует утвердить в техническом задании на проектирование расчетную температуру воды (28–30 °С), температуру воздуха (на 2–4 °С выше температуры воды) и наименьшее из реальных величин значений сопротивления теплопередаче наружных ограждений, включая наружные стены, кровлю, окна и фонари.

С помощью табл. 3 рекомендуется выбрать расчетную относительную влажность воздуха внутри бассейна, а затем рассчитать количество воды, поступающей в бассейн для летнего и зимнего периодов времени при различных режимах использования и в нерабочем состоянии.

Производительность осушителя должна соответствовать не менее 30 % максимальной величины влагопоступлений, остальную часть влаги следует удалять за счет приточно-вытяжной вентиляции. Теплоснабжение калорифера приточной установки должно быть круглогодичным, непрерывным; регулирование работы смесительного узла – с помощью канального датчика температуры, установленного на входе приточного воздуха в бассейн.

Осушитель рекомендуется снабдить легко доступным выносным регулируемым гигростатом, а приточную и вытяжную установки – общим регулятором расхода. В инструкции по эксплуатации должны быть указаны рекомендации по настройке гигростата и регулятора расхода в зависимости от режима использования бассейна, времени года и погодных условий.

Подробному раскрытию темы посвящен соответствующий мастер-класс АВОК, в программу которого входят теоретические и практические занятия, примеры расчета и проектных решений, технико-экономическая информация.

Программа предназначена для расчета влаговыделений в залах с ваннами бассейнов, расхода наружного воздуха, термического сопротивления наружных ограждающих конструкций бассейна.

Программа Крытые плавательные бассейны. Расчет нормативного воздухообмена и термического сопротивления наружных ограждающих конструкций позволяет определить:

• влаговыделения с зеркала воды,
• влаговыделения с обходных дорожек,
• влаговыделения при работе водных аттракционов,
• параметры системы кондиционирования, вентиляции и осушения воздуха для частного плавательного бассейна,
• параметры системы кондиционирования, вентиляции и осушения воздуха для спортивного плавательного бассейна,
• термическое сопротивление наружных ограждающих конструкций бассейна.

Литература

1. СанПиН 2.1.2.1188–03. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Проектирование, строительство и эксплуатация жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта, плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества.

2. СНиП 2.08.02–89*. Общественные здания и сооружения. Раздел 3. Инженерное оборудование. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

3. Проектирование бассейнов. Справочное пособие к СНиП 2.08.02–89.

4. Справочное пособие к СНиП 2.08.02–89. Проектирование предприятий бытового обслуживания населения.

5. VDI-Richtlinien. VDI 2089. Blatt 1.07.1994. Warme-, Raumlufttechnik, Wasserver- und -entsorgung in Hallen- und Freibadern. Hallenbader.

6. VDI-Richtlinien. VDI 2089. Blatt 1.03.2005. Entwurf (проект). Technische Gebaudeausrustung von Schwimmenbadern. Hallenbader.

7. Ривкин С. А., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. – М. : Энергия, 1975.

8. Розенфельд Л. М., Ткачев А. Г. Холодильные машины и аппараты. М. : Госторгиздат, 1955.

9. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха / Под редакцией канд. техн. наук Н. Н. Павлова и инж. Ю. И. Шиллера. – М. : Стройиздат, 1992.

10. Антонов П. П. Методика расчета и проектирования систем обеспечения микроклимата в помещениях плавательных бассейнов // Мир Климата. Спецвыпуск проектировщику. http://mir-klimata. apic. ru /archive/proekt/4.html.

11. Алейников А. Е., Федоров А. Б. Требования к проектированию наружных светопрозрачных ограждающих конструкций залов крытых аквапарков // СтройПРОФИль. – 2006. – № 1(47). http://www.stroy-press.ru/print. php?id=6067.

12. P. Ole Fanger. Качество внутреннего воздуха в XXI веке: влияние на комфорт, производительность и здоровье людей // AВОК. – 2003. – № 4.

13. Зубков В. Как правильно выбрать стеклопакеты для окон // Строй-инфо. – Самара. http://www.zodchiy.ru/s-info / /archive/23.00/page3.html.

14. Знакомьтесь – Ассоциация инженеров Германии, VDI // АВОК. – 2007. – № 5. – С. 90.

Источник

Крытые бассейны. Расчет воздухообмена и термического сопротивления ограждающих конструкций