Расчет теплопотерь помещения бассейна

Тепловой баланс для помещения бассейна

Задача 3

Тепловой баланс для помещения бассейна.

1. Теплопоступления от людей.

Чаще всего при расчетах тепловыделений от людей пользуются табличными данными. В этом случае тепловыделения определяют по формуле:

где — тепловыделения одного взрослого мужчины. По таблице №1 определяем – при, , легкой работе тепловыделения взрослого мужчины 145 Вт.

— количество людей.

Для пловцов в бассейнах вводится поправка (1-0,33), где 0,33 – доля времени, проводимая ими в бассейне.

Учитывая, что в данной ситуации (по справочным данным) количество человек 5 условно определим, что все пловцы и все мужчины вводим поправку:

2. Тепловыделения от источников искусственного освещения.

Если мощность светильников неизвестна, то тепловыделения от источников освещения, можно определить по формуле:

Где — освещенность, определяем по таблице №3 видим, что для бассейнов 150 лк.

— площадь пола, помещения бассейна составляет 462 ;

— удельные тепловыделения, при площади помещения 462 , высоте помещения 4,2 м. По таблице № 2 принимаем диффузный рассеянный свет 0,094 .

— доля теплоты, поступающей в помещение, от люминесцентных ламп составляет 0,45;

3. Теплопоступления от солнечной радиации.

Количество тепла от солнечной радиации, поступающее через остекление поверхности, определяется по формуле:

где — количество тепла, поступающее на 1 вертикальной поверхности в 13 – 14 ч в зависимости от географической широты расположения данного объекта и ориентации по сторонам света, город Воронеж находится на с.ш. , ориентация витражного остекления ЮЗ. По таблице № 4 определяем количество тепла, которое равно 489 ;

— площадь остекленной поверхности, при высоте помещения 4,2 м и длине 28 м получаем 117,6 ;

— коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла за счет затемнения стекол переплетами рам и загрязнения атмосферы.

По таблице № 5 выбираем тип остекления – окна в металлических рамах, двойные в спаренных переплетах, где коэффициент равен 0,70;

— коэффициент, учитывающий уменьшение поступления тепла через вертикальные остекленные поверхности из-за применения солнцезащитных устройств или наружных козырьков. По таблице № 6 принимаем остекление матовыми стеклами, где коэффициент равен 0,70.

4.Теплопоступления от инсоляции через бесчердачное покрытие

определяется по формуле:

, Вт,

Где F_покр – площадь поверхности покрытия в данном случае при ширине помещения 16,5 м и длине 28 м получаем 462 м 2 ;

— эквивалентная разность температур, определяется по таблице № 4 и равна 25,9 °С

k_покр – коэффициент теплопередачи покрытия вычисляем по формуле приведенной в СНиП 23-02-2003 таблица № 4

Вт

5. Теплопоступления от нагретых поверхностей.

При известных значениях температур поверхностей и температуры внутреннего воздуха, поступление тепла определяется:

При определении теплопоступлений от строительных конструкций со встроенными нагревательными элементами (например от обходных дорожек в бассейне и т.п.) сумма коэффициентов теплоотдачи принимается 10 Вт/(м 2 ·°С),

— среднюю температуру поверхности принимают согласно п. 6.5.12 СНиП 41-01-2003. -для полов помещений с временным пребыванием людей, а также для обходных дорожек, скамей крытых плавательных бассейнов; 31°С

— площадь нагретой поверхности обходных дорожек, составляет 85м 2 .

t_в – температура воздуха в помещении, принимаем 30ºС

6. Теплопоступление с открытой поверхности нагретой воды и с водяными парами.

В этом случае в помещение поступает теплота в явном и скрытом виде. При температуре воды (t_w ) больше температуры окружающего воздуха (t_в) явное теплопоступление определяется по формуле;

Где υ — скорость воздуха в помещении, м/с; принимаем 0,15 м/с

t_W – температуру воды в бассейне, принимаем 28ºС

t_п – Если поддерживается постоянная температура горячей воды и вода находится в спокойном состоянии , то температура поверхности воды (зеркало испарения) определяется в зависимости от температуры воды методом интерполяции по таблице № 8. Принимаем 26°С

При перемешивании воды (в данном случае вода перемешивается пловцами) температура поверхности воды принимается равной средней температуре воды

t_в – температура воздуха в помещении, принимаем 30ºС

F — площадь открытой поверхности воды, 337,5м 2

(Вт)

7. Скрытая теплота.

Скрытая теплота определяется по формуле:

где — количество испарившейся воды — сумма принятых значений из разделов «количество влаги, испаряющееся с открытых поверхностей воды» и «испарение с мокрой поверхности пола»

— скрытая теплота парообразования определяется по формуле:

t_п – температура поверхности воды 27 C˚

Тепловой баланс для помещения бассейна:

Источник

Солнечные коллекторы для обогрева бассейна

Несколько раз мы сталкивались с запросами клиентов по применению гелиосистем сугубо для подогрева бассейна (открытого или закрытого). Попробуем выяснить, какие теплообменные процессы в случае применения гелиосистемы для подогрева бассейна и какие комбинации возможны, целесообразно ли это.

Расчет теплопотерь бассейна

Для начала посмотрим, какие теплопотери есть в бассейне в зависимости от таких параметров, как температура воды, наличие накрытия и расположение бассейна на улице или в помещении. Из картинки ниже видно, что большая часть тепла уходит в процессе испарения влаги. Как известно, при испарении влаги в помещении тепло поглощается, а при конденсации влаги тепло выделяется. Для примера – если ошпарить руку горячим паром, то ожог будет намного сильнее, чем при ожоге кипятком, потому что струя горячего пара, конденсируясь на поверхности кожи, выделяет при этом дополнительное тепло, а при испарении тепло поглощается.

Таким образом, только небольшая часть тепла (12%) уходит через стенки бассейна в ограждающей строительной конструкции, остальная часть уходит через поверхность воды. В открытом или закрытом бассейне всегда рекомендуется использовать бассейн с накрытием.

В таблице можно увидеть ориентировочные теплопотери с поверхности воды бассейна при разных условиях. Например, при комфортной температуре 25-25 градусов теплопотери будут в районе 200 Ват с м2 и в 5 раз больше, если бассейн накрытый и продуваемый ветром. Если использовать накрытие бассейна, то теплопотери с его поверхности будут раза 3 меньше.

Обогрев бассейна солнечными коллекторами

Гелиосистемы для подогрева бассейна обычно применяются в такой комбинации, как показано на рисунке. То есть первичным потребителем тепла гелиосистемы является бак ГВС, а вторичным потребителем – бассейн. В отличие от данной схемы, для работы гелиосистемы на бак ГВС и на бассейн, гелиоколлекторов потребуется больше чем три.

К примеру, что могут дать три гелиоколлектора Buderus суммарной площадью 6,92 м2:

Они смогу обеспечить в солнечный период подогрев бака ГВС обьемом 200-250 литров для семи из нескольких человек, с суммарным рассходом воды 280 литров теплой воды в сутки.

Для догрева бассейна потребуются дополнительные панели гелиоколлекторов, из расчета — до 1м2 площади гелиоколлектора на 1м2 площади бассейна, цифры смотрите ниже.

Иногда используются солнечные коллекторы сугубо для бассейна. Такая схема будет проще.

Когда гелиосистема работает только на бассейн, то для ориентировочного подбора размера коллекторов можно воспользоваться соотношением 0,4-0,6 м 2 площади абсорбера гелиоколлектора на 1 м 2 зеркала воды в бассейне. Для плоских гелиоколлекторов берем большее значение, для коллекторов с вакуумными трубами можем брать на 15% меньшее значение – у них эффективность немного выше. Указанные значения относятся к открытым бассейнам. При расчете гелиосистемы для закрытого бассейна, работающего не только летом, но и зимой необходима большая площадь гелиоколлекторов, из расчета 0.6-1.0 м2 абсорбера на 1м2 зеркала воды бассейна.

Выполняем полный комплекс работ по вентиляции, кондиционированию, отоплению и водоснабжению в Киеве и области. Закажите консультацию или звоните
по тел. (044) 221-93-35, (067) 939-29-29.

Источник

Теплопотери бассейна расчет. Борьба с тепловыми потерями бассейна. Частный пример расчета воздушного обмена в помещении поможет во всем легко разобраться

Отопление бассейнов в летний период является необходимым условием для комфортного нахождения в них людей. Отопление требуется прежде всего в переходные месяцы — апрель, май, сентябрь и октябрь. Традиционный вариант отопления бассейна — использование системы домового отопления с использованием противоточного теплообменника либо прямоточный нагреватель с электроприводом. Однако сегодня все больше получают распространение варианты отопления бассейнов с использованием возобновляемых источников энергии — тепловые насосы и солнечные коллектора.

Подогрев воды в бассейне тепловым насосом экономичнее и эффективнее, чем подогрев другими источниками энергии. В отличии от солнечных панелей, тепловой насос имеет возможность точной автоматической регулировки процесса подогрева.

Выгоды интеграции подогрева бассейна в отопительную систему с тепловым насосом:

• низкий тариф электроэнергии для теплового насоса, который будет распространятся на целый дом;
• тепловой насос с более высокой мощностью, предназначенный для отопления целого дома значительно сократит расход электроэнергии на отопление бассейна;
• отоплением бассейна можно управлять с помощью регулятора из дома.

Уличный бассейн. Подогрев воды в уличном бассейне

На потребление тепла для уличного бассейна влияют привычки людей, которые будут им пользоваться и тип бассейна. Если подогрев бассейна осуществляется в межсезонье, не имеет смысла учитывать потребление бассейна в объеме тепла, поставляемого тепловым насосом.

Примерный расчет потребления тепла зависит от таких параметров, как температура воды в бассейне, площадь бассейна, частота и длительность использования, защищен ли бассейн крышей, тентом, или поверхность бассейна открыта.

Распределение тепловых затрат открытого бассейна выглядит примерно так:

• конвекция в окружающую среду 15-20%;
• отдача тепла в атмосферу 10-15%;
• испарение с поверхности воды 70-80%;
• отдача тепла стенам бассейна 5-7%.

Меры по снижению тепловых затрат.

Эффективной мерой по снижению тепловых затрат является закрывание поверхности бассейна пленкой на то время, когда он не используется. В целом эта простая мера можно сохранить до 50% тепла. У внутренних бассейнов закрывание поверхности будет нести еще другую важную функцию — снижение влажности в интерьерах помещения и, как следствие, более низкий риск порчи строительных конструкций. Закрывающая пленка должна быть устойчива к УФ излучению, особенно у внешних бассейнов.

Внутренний бассейн

Отопление помещения бассейна

Помещение, как правило, отапливается с помощью радиаторов, системы «теплый пол» или отопительными регистрами. Во всех случаях расчет потребления тепла необходим и зависит от технического решения проекта.

Вентиляция помещения бассейна

Чтобы избежать повышения влажности в бассейне, необходима качественная вентиляция бассейна. При использовании рекуператора с тепловым насосом в системе вентиляции бассейна, тепло не вылетает «в трубу», рекуператор сохраняет тепло и передает его через теплообменник входящему воздуху, соответственно воздух приходит в помещение бассейна уже подогретым, что снижает затраты на отопление.

Подробнее о применения теплового насоса в системе вентиляции бассейна и повторного использования тепла см. в разделе .

Потребление тепла зависит от температуры воды в бассейне, от разницы между температурой воды в бассейне и температурой помещения, а также от частоты пользования бассейном. Таблица актуальна для подогрева и пользования бассейном между маем и сентябрем.

Бассейн с загорождением

Тип бассейна	Температура воды
	20°C	24°C	28°C
Крытый бассейн	100 W/m2	150 W/m2	200 W/m2
200 W/m2	400 W/m2	600 W/m2
Частично крытый бассейн	300 W/m2	500 W/m2	700 W/m2
Открытый бассейн	400 W/m2	800 W/m2	1000 W/m2

Для первоначального нагрева 1 м3 воды в чаше бассейна на дельту 10°С необходимо примерно 12кВт. Время полного цикла подогрева бассейна зависит от его величины и установленной отопительной мощности (может протекать до нескольких дней)

Расчет стоимости нагрева 1 куб.м. воды в бассейне:

Начальная температура поступающей воды +10°С, требуемая температура +28°С.

Формула количества тепловой энергии, необходимой для нагрева 1 куба воды:

где C — удельная теплоемкость воды, равная 4,19 кДж/(кг*С);

V = 1000 л; T 1 = +10 °С ; T 2 = +28°С.

W=4,19*1000*18=75400кДж или 75,4мДж необходимо затратить тепловой энергии на нагрев 1 куб. м. воды до требуемой температуры.

Стоимость нагрева 1 куб.м. воды для бассейна тогда составит:

Электрокотел (КПД=90%): 75,4/0,9/3,6=23,3кВт*2,22руб.=51,6 руб.

Газовый котел (КПД=80%): 75,4/0,8/31,8=2,96куб.м.*4,14руб.=12,3 руб.

Тепловой насос (КПД=90%, COP=5.5): 75,4/0,9/3,6/5,5=4,2кВт*2,22руб.=9,4 руб.

ВЫВОД:

Тепловой насос является экономически выгодным решением подогрева воды в бассейне. ТН — экологически чистый метод отопления и кондиционирования как для окружающей среды, так и для людей, находящихся в помещении. Применение тепловых насосов – это сбережение невозобновляемых энергоресурсов и защита окружающей среды, в том числе и путем сокращения выбросов СО 2 в атмосферу.

Добавить в избранное

Пример расчёта вентиляции в бассейне

Каждый владелец частного дома старается максимально уютно облагородить и дом, и всю принадлежащую ему территорию. И большинство действий направляются на отведение площадей под зону отдыха, как пассивного, так и активного. Одним из самых популярных вариантов обустройства такой зоны является строительство бассейна, который можно использовать для занятий спортом или празднования торжеств. Практически все понимают, что устройство искусственного водоема не является простым делом. И если этап гидроизоляции чаши бассейна — более или менее известное дело, то расчет вентиляции бассейна для большинства как обывателей, так и некоторых строителей является закрытой книгой.

Все дело в том, что раньше вентиляция водоема либо вовсе не предусматривалась в проекте, либо делалась спустя рукава. Так как конденсируемая влага все равно приводила к тому, что образовывалась плесень, металлические конструкции ржавели и серьезно портились деревянные элементы сооружения. Судя по таким неприятным последствиям, можно говорить о высокой необходимости устройства вентиляционной системы в бассейне. Тем более что на современном рынке, в целях борьбы с влажностью, представлено различное вентиляционное оборудование. С его помощью происходит процесс осушения помещения, но воздухообмен не обеспечивается. Есть вариант осуществления воздухообмена, при котором вытяжной воздух выбрасывается без потерь тепла.

Этапы расчета вентиляции бассейна

Для удобства проведения проектирования бассейна с грамотно устроенной системой вентиляции специалисты рекомендуют разделить весь этот сложный процесс на несколько этапов.

На первом этапе происходит подбор оборудования и материалов, необходимых для ведения работ. Подберите опытную бригаду проектировщиков и монтеров, которые предложат несколько различных вариантов. Отличаться они могут используемым при устройстве оборудованием либо же ценой и особенностью монтажа. При подборе оборудования необходимо стремиться к сотрудничеству с фирмами-производителями, которые с помощью имеющегося программного обеспечения помогут подобрать все максимально точно, избежав при этом лишних трат времени и материальных средств.

На втором этапе создается рабочий проект, спецификация и подробно проектируются схемы для монтажа с необходимыми разрезами. Следующий этап связан с созданием исполнительной документации, такой как чертежи с техническими характеристиками, паспортами и инструкциями для установленного оборудования.

Вернуться к оглавлению

Пример расчета вентиляции

Плавательные бассейны, установленные в закрытых помещениях, эксплуатируются круглогодично. При этом температура воды в чаше бассейна составляет 26°C, а в рабочей зоне температура воздуха равна 27°С. Относительная влажность составляет 65%.

Поверхность воды, совместно с влажными ходовыми дорожками, отдает в воздух помещения водяные пары в больших объемах. Часто производители стремятся пойти путем остекления большей площади помещения, дабы создать идеальные условия для притока солнечной радиации. Но, в то же время, нужно еще и правильно рассчитать особенности вентиляции закрытого бассейна.

Помещение, в котором установлен бассейн, принято оборудовать системой водяного отопления, благодаря которому полностью исключаются тепловые потери. Для того чтобы предотвратить конденсацию влаги на поверхности окон, с внутренней стороны, важно все отопительные приборы установить под окнами непрерывной цепью. Чтобы поверхность стекол изнутри была нагрета на 1°С выше, чем температура точки росы.

Определите температуру точки росы.

В теплый период этот показатель должен быть равен 18°С, а в холодное время года не ниже 16°С.

Стоит иметь в виду, что и на испарение воды будет затрачиваться некоторое количество тепла, которое будет заимствоваться из воздуха в данном помещении.

Конструкция чаши окружается ходовыми дорожками, имеющими электрический или тепловой подогрев, при помощи которого температура поверхности этих дорожек примерно равна 31°С.

Вернуться к оглавлению

Частный пример расчета воздушного обмена в помещении поможет во всем легко разобраться.

Предположим, что бассейн устраивается в Москве. В теплый период здесь температура равна 28,5°С.

В холодный сезон температура опускается до -26°С.

Площадь чаши строящегося бассейна равна 60 кв. м, его габариты 6х10 м.

Вся площадь дорожек равна 36 кв. м.

Размер помещения: площадь — 10х12 м = 120 кв. м, высота равна 5 метрам.

Число людей, которые могут одновременно находиться в бассейне, — 10 человек.

Температура в воде — не более 26°С.

Воздушная температура в рабочей зоне = 27°С.

Температура воздуха, отводящегося из верхней части помещения, равна 28°С.

Теплопотери помещения измеряются в размере 4680 Вт.

Вернуться к оглавлению

Сперва рассчитайте воздухообмен в теплый период

Поступление явного тепла от:

• освещения в холодный сезон определяется согласно;
• пловцов: Qпл =qя.N(1-0,33)=60.10.0,67 = 400 Вт, за долю, равную коэффициенту 0,33, берется время, которое пловцы проводят в бассейне;
• обходных дорожек рассчитывается;

Коэффициент отдачи тепла от обходных дорожек равен 10 Вт/кв.м°С

Переходим к теплопотерям, которые происходят при нагревании воды в чаше водоема. Подсчитать их можно следующим образом.

Избытки явного тепла в светлое время суток рассчитываются.

Вернуться к оглавлению

Поступление влажности

Определите влаговыделение от плавающих в бассейне спортсменов при помощи следующей формулы Wпл = q . N (1- 0,33) = 200 . 10(1- 0,33) = 1340 г/ч

Поступление влаги в воздух с поверхности бассейна рассчитывается следующим образом.

В этой формуле за показатель А принимается опытный коэффициент, учитывающий разность интенсивности испарения с водной поверхности влаги между моментом нахождения в воде пловцов и ситуации, когда вода спокойна, то есть когда в воде никого нет.

Для тех бассейнов, в которых проводятся оздоровительные плавательные процедуры, А принимают за 1,5;

F — это площадь поверхности воды, равно площади 60 кв. м.

Необходимо получить коэффициент испарения, который измеряется в кг/кв.м*ч и находится,

в которой V определяет подвижность воздуха над чашей бассейна и принимается за 0,1 м/с. Подставив ее в формулу, получим коэффициент испарения, равный 26,9 кг/кв.м*ч.

1. Температура воды в бассейне

Несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя для бассейна.

2. Расчет времени работы теплообменника

Расчетам время работы теплообменника для нагрева бассейна. Воспользуемся эмпирической формулой (без учета потерь):

t = 1.16 * V * T / P где

t – искомое время в часах,

V – объем воды в бассейне в кубометрах,

T – требуемая разница температур в градусах,

P – заявленная мощность.

Воспользуйтесь калькулятором.

По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов, а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и мощности теплообменника 6 кВт.

t = 1.16 * 30 * 6 / 6 t = 34,8 час.

3. Определение необходимой мощности нагревателя

Мощность теплообменника определяется из условий первичного подогрева воды в бассейне . Обычно принимается время первичного нагрева 2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.

Qs = V*C*(tB – tK)/Za + Zu*S

Qs – мощность нагревателя (Вт)

V – объем бассейна (л)

C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)

tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)

tK – температура заполняемой воды (град. по Цельсию)

S – площадь зеркала воды (кв. метр)

Za – требуемое время нагрева

Zu – потери тепла (в час.)

Для примера, дано. Общественный бассейн в помещении объёмом 500 м3. Размер 25м х 11,4м = 285 м2. Время нагрева 72 часа. Требуемая температура 24С. Начальная 10С.

Воспользуйтесь калькулятором.

500000*1,163*(24-10)/72+180*285 Qs = 164 кВт

Каталог нагревателей.

Определение необходимой мощности нагревателя

Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.

Тип и место использования водонагревателя

Значение требуемой мощности водонагревателя

Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен объему бассейна (куб. метр)

Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

Вентиляционная установка крытого бассейна служит прежде всего для осушки воздуха. Осушка воздуха осуществляется за счет воздухообмена, т. е. замены внутреннего воздуха более сухим за счет подогрева наружного воздуха.
При испарении воды из ванны бассейна также расходуется тепло — в среднем 0,70 кВт ч (540 ккал) на 1 кг воды.
К потерям энергии на испарение также относится электроэнергия, расходуемая вентиляционной установкой — 0 , 0 5 — 3 В т » ч на 1 м3 воздуха.
Расход тепла кВт ч/м3 на первоначальный подогрев свежей воды составляет QG=O(VVw—KVf,))U1,1663.
Это означает, что для того, чтобы нагреть свеженалитую воду с температурой 10°С до температуры воды, требуемой в бассейне (27°С), необходимо 20 кВт ч, а для душевой воды с температурой 45°С-40 кВт-ч на 1 м3 воды.
При расчете расхода воды для принятия душа исходят из нормы 40 л на 1 чел. В индивидуальных бассейнах этот расход не намного превышает обычную норму, установленную для ванных комнат, и может не приниматься во внимание. В гостиничных бассейнах расход горячей воды при пользовании душами составляют 20-100% от расхода горячей воды в системе центрального отопления.
Расход тепла на теплопередачу прежде всего может быть снижен за счет совершенствования теплоизоляции ограждающих конструкций. Особенно надежную теплоизоляцию должны иметь участки, где установлены нагревательные приборы, имеющие более высокую температуру, чем воздух в помещении.
Весьма важное значение приобретают теплопотери через окна, уменьшение их площади может способствовать существенной экономии, однако снижает качество зала. Поэтому рекомендуется применять стекла с высокой теплоизолирующей способностью (трех- и четырехслойное остекление, а также двухслойное остекление типа «Термолюкс» с к = 1 , 4) , где выпадение конденсата возможно лишь при относительно низких температурах наружного воздуха (для стекол «Термолюкс » — минус 6°С) и, следовательно, не требуется специального обогрева окон. При этом не только упрощается вентиляционная система и снижается ее мощность, но и отпадают дополнительные потери тепла при обдуве окон горячим воздухом или их обогреве другими методами. Поверхности окон с к = 2 могут иметь потери тепла, равные нулю, или даже аккумулировать тепло. Существенный недостаток и опасность для окон имеет традиционное расположение отопительных приборов непосредственно под окнами. Тепловое излучение отопительных приборов , составляющее до 2/з теплоотдачи в зависимости от их конструкции, почти наполовину теряется.

При определении стоимости отопления открытых бассейнов существенное значение имеет средний расход тепла, в зависимости от сезона года и температуры воды.

Для расчета затрат на отопление необходимо расход тепла умножить на стоимость 1 кВтч электроэнергии в регионе эксплуатации бассейна.

Когда-то открытые бассейны обогревались от системы домового отопления с использованием противоточного теплообменника. Однако в последние годы появилось много новых вариантов обогрева ванн с использованием агрегатов, серийно выпускаемых промышленностью. Среди этих вариантов следует назвать:

Обогрев ванн от отопительного котла;

Прямоточные топливные нагреватели;

Прямоточные нагреватели с электроприводом;

Обогрев ванн с помощью солнечных коллекторов.

Во всех системах вода подогревается до поступления в ванну бассейна. Прямые системы обогрева с помощью труб, расположенных непосредственно в ванне, или

электронагрев облицовочных плиток не нашли применения по гигиеническим и экномическим соображениям.

Oбorpeв бассейна от котельной

Теплообменник.Расчет теплообменника

Чаще всего обогрев бассейна осуществлялся путем подключения к домовой системе отопления (котлу). В летнее время, когда отопление помещений дома отключено, мощность котла обычно уменьшают и он используется не полностью, что может снижать эффективность его работы.

Для расчета системы отопления можно исходить из того, что Она должна эксплуатироваться 24 ч в сутки. Поэтому минимальная мощность теплообменника должна равняться частному от деления максимальных ежедневных потерь тепла на 24 ч. Время на первичный разогрев определяется как произведение площади ванны на прирост температуры воды и удельное теплопотребление, деленное на мощность противоточного аппарата.

Электрические нaгpeватели

Эти приборы выпускаются специально для подогрева воды в бассейнах и оборудованы регулятором температуры. Работают от электросети с соответствующими характеристиками по мощности. в зависимости от размеров бассейна и климата местности применяются нагреватели мощностью от 3 ДО 18 кВт, встроенные в систему. Их можно устанавливать в основной линии (на участке фильтрующее устройство — впускные отверстия) или в дополнительной ветви-байпасе.

Мощность прямоточного (проточного) электронагревателя, необходимого вашему бассейну, определяется как отношение максимальной суточной теплопотери к длительности работы.

Солнечные коллекторы

В связи с относительно небольшой разностью температур между наружным воздухом и водой плавательного бассейна (100К), коэффициент полезного действия солнечных коллекторов, используемых для обогрева открытых бассейнов, в летнее время относительно высок: каждый 1 м2 коллектора дает от трех (апрель) до пяти кВт (июль, август).

Коллекторы, подключенные непосредственно к ванне бассейна, подвержены коррозии и должны выполняться из соответствующих материалов. в них также могут иметь место отложения карбонатной накипи. Поэтому их применяют только там, где жесткость воды строго контролируется.

Важным требованием является возможность регулирования потока воды через коллектор, так как он работает в качестве нагревателя только в дневное время, а в ночное время коллектор может оказаться причиной нежелательного охлаждения ванны. Регулирование температуры воды в бассейне достигается путем автономного подключения.

Топливные Harpeвaтели

Для поддержания нормальной температуры воды в бассейне применяются следующие нагревательные агрегаты:

нагреватели, работающие на нефтяном жидком топливе; обычно они имеют собственный водяной насос или подключаются в циркуляционную линию (в участок подачи воды после фильтров). Их мощность составляет, как правило, около 45 кВт (40000 ккал/час). Коэффициент полезного действия 70-80%;

газовые нагреватели, работающие на пропане, с встроенным фильтром или без него (в последнем случае с циркулярным насосом). Их мощность составляет 37 кВт (32000 KKaл/ч). Расход пропана около 3,2 KГ/ч. Коэффициент полезного действия около 80%;

стаНдартные газовые водонагреватели мощностью 17,5 кВт (15000 ккал/ч), 23 и 28 кВт. Подключаются в циркуляционную линию за фильтром насоса. Система регулируется количеством пропускаемой воды. Термостат связан с насосом или смесителем; при недостатке воды отключается подача газа. Требуется ежегодная очистка внутренних элементов нагревателя. Коэффициент полезного действия около 80%.

Что такое комфорт?

Комфорт — это сочетание условий внешней среды, в которых человек чувствует себя хорошо, не рискуя ухудшить свое здоровье. Так, например, для комфортного самочувствия одетых людей в помещении температура воздуха при относительной влажности воздуха 40-60% должна быть от18С до 20С, температура поверхности oгpaждaющиx конструкций (стен) — от 14С до 19С, температура пола — Около 20С. При этом допускается движение вoздухa со скоростью до 0,3 м/с.

Эти цифры основываются на следующих средних биофизических характеристиках человека:

Площадь поверхности, м.кв 1,8

Объем дыхания м3/ч 0,5

Частота дыхания раз/мин 16

Частота пульса уд/мин 70-80

Постоянная мощность Вт 85

При более низкой температуре поверхности стен и на открытом воздухе человек теряет большое количество тепла за счет излучения, и поэтому даже при отсутствии движения воздуха возникает ощущение сквозняка.

Требуемая температура поверхностей достигается за счет их хорошей теплоизоляции, применения воздушных тепловых завес или подогрева теплоизлучателями.

Низкие температуры поверхности пола могут привести к простудным заболеваниям, особенно в тех случаях, когда верхние слои пола обладают высокой теплопроводностью (кафель, бетон). Избежать этого можно за счет хорошей теплоизоляции, применения теплых покрытий или подогрева полов; последнее мероприятие рекомендуется осуществлять только при большой площади полов и температуре воздуха в помещениях ниже 30С. Температура поверхности пола, превышающая в обычных помещениях 24-25С, а в помещениях с бассейном 32-33С, также вредна для здоровья людей.

Слишком низкая влажность воздуха в помещении (особенно в зимнее время, когда наружный воздух содержит очень мало водяных паров) ведет к высыханию слизистых оболочек и увеличивает возможность простудных заболеваний. Высокая влажность воздуха снижает испарение через кожу и ограничивает регулирующие возможности организма по поддержанию температуры тела на постоянном уровне (ощущение духоты).

При слишком высокой скорости движения воздуха возрастает доля тепла, отдаваемая телом за счет конвекции. в целом теплоотдача организма снижается (сужение кровеносных сосудов, в экстремальном случае «гусиная кожа»), и наряду с oхлaжденными зонами, возникают зоны перегрева, приводящие к ощущению сквозняка.

Комфорт в бассейне

Температура воздуха в помещении, где находятся раздетые люди, должна составлять 26-30° С в зависимости от их подвижности: чем выше подвижность человека, тем больше тепла выделяет его тело. У бассейна температура воздуха должна на несколько градусов превышать температуру воды, так как при испарении влаги с водяной пленки, покрывающей тело человека после выхода из бассейна, происходит дополднительный отвод тепла, и возникает ощущение холода при слишком низкой температуре воздуха в помещении. При движении босиком отвод тепла через пол значительно возрастает, поэтому для обеспечения дополнительного комфорта в бассейнах с «холодными» покрытиями полов рекомендуется применять непосредственный подогрев пола или потолочное лучистое отопление и инфракрасные излучатели. Однако, подогрев полов требуется лишь при температуре воздуха ниже 28С или плохой теплоизоляции пола. Требования к влажности воздуха такие же, как и для отдельных помещений, а скорость движения воздуха в рабочей зоне крытых бассейнов не должна превышать 0,3 м/с.

Допустимая температура воды, так же как и температура воздуха около бассейна, в некоторой степени зависит от возможной активности людей. Кроме того, следует помнить, что при одинаковой температуре воды и воздуха охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе. в стандартных и крупных плавательных бассейнах с длиной дорожки 25-50 м, где активно занимаются люди, умеющие плавать, достаточна температура воды около 22С, а в учебных плавательных бассейнах с длиной дорожки 8-16 м температура воды должна быть 23-26С. При использовании плавания в медицинских целях (для разгрузки позвоночника у не совсем здоpoвых людей) температура воды должна превышать 26С, а лучше всего равняться 28С (при температуре ниже 25С могут появиться судороги). в связи с этими же соображениями в индтвидуальных крытых бассейнах рекомендуется температура воды 24-28С, а в бассейнах для маленьких детей 28-30С.

в целом в индивидуальных бассейнах должны быть следующие характеристики микроклимата: температура воды 24-28С; температура воздуха на 2-3С выше температуры воды (26-31С). При более низких температурах воздуха возникают неприятные ощущения и опасность простуды. Следует помнить, что более высокая температура воздуха снижает испарения из ванны и, следовательно, уменьшает расход тепла на обогрев воды. Ощущение духоты возникает лишь при слишком высокой относительной влажности воздуха. Не следует снижать температуру воздуха в ночное время, так как из-за роста испарений повышается расход энергии на обогрев.

в открытых бассейнах подвижность людей обычно выше, чем в крытых. Кроме того, температура воздуха здесь часто ниже, а температура излучения- выше, но во всяком случае при наличии солнечной инсоляции. К этому следует добавить благотворное воздействие свежего воздуха, что сохраняет комфортность ощущений также и при более низких температурах и высоких скоростях движения воздуха.

Теплопотери в открытых бассейнах

Температура в открытом бассейне обычно ниже, чем в крытом, и составляет 21-25С. Для улучшения микроклимата и создания дополнительного комфорта, особенно при длительном купальном сезоне или пользовании бассейном в зимнее время рекомендуется осуществлять подогрев пола или лучистое отопление обходной дорожки и подходов к ванне бассейна с помощью электрических инфракрасных излучателей; ванну и подходы к ней по возможности следует защитить от ветра, а при наличии покрытия – установить теплоизлучатели над ванной. Отопление требуется прежде всего в переходные месяцы (апрель, май, сентябрь и октябрь), причем длительность купального сезона принимается равной 6 месяцев: с середины апреля до середины октября.

Поскольку имеет место значительный теплообмен между поверхностью воды и окружающим воздухом, открытыe бассейны следует размещать с учетом защиты от ветра. При круглогодичной эксплуатации бассейна рекомендуется устраивать покрытие с механическим приводом, что позволяет значительно снизить теплопотери и довести эксплуатационные затраты до уровня, сравнимого с летним периодом.

Открытый бассейн без отопления обычно пригоден лишь для кратковременной эксплуатации, так как в этом случае имеют место постоянные теплопотери (особенно ночью). Теплопотери открытого бассейна включают следующие составляющие:

1. Потери тепла из-за испарения воды с поверхности ванны и нагрева подпиточной воды.

2. Потери тепла из-за естественной конвекции, когда температура воздуха ниже температуры воды.

3. Потери тепла вместе с водой, переливающейся через края ванны и

разбрызгиваемой при выходе людей из ванны.

4. Потери тепла за счет излучения в окружающую среду в ночное время.

5. Потери тепла при первичном подогреве воды.

6. Потери тепла в грунт, примыкающий к ванне, и окружающий воздух.

7. Потери тепла при заполнении ванны теплой водой для промывки фильтров.

Потери тепла по п. 3 примерно равны поступлению тепла от тел пловцов, а потери тепла по п.6 для ванн, заглубленных в грунт, принимают во внимание только при

Необходимо отметить, что в применявшихся до настоящего времени уравнениях для расчета теплопотерь на испарение не учитывали процессы на границе слоев, что снижало точность получаемых результатов. Средняя температура воздуха в летнее полугодие принималась равной 10С, в то время как фактически эта величина составляет 14-14,5С, а расчетная скорость движения воздуха над ванной 1-4 Mlc не соответствует фактической скорости движения воздуха непосредственно над поверхностью воды, которая значительно ниже. Излучение ванны бассейна должно всегда рассматриваться совместно со встречным излучением атмосферы.

емпература воды в ванне бассейна фактически превышает заданное значение на величину 4ОК из-за солнечной инсоляции.

Сильное солнечное излучение предполагает наличие ясного неба, однако обычно встречное излучение атмосферы весьма незначительнО, а излучение ванны, особенно ночью, значительно выше, чем излучение атмосферы при облачной погоде. В связи с этим для расчета рекомендуется принимать для всего сезона постоянную величину солнечной инсоляции, имея в виду, что чем сильнее инсоляция, тем выше температура воды и больше излучение ванны бассейна.

Глубина воды в ванне бассейна не оказывает существенного влияния на энергобаланс и выступает только в качестве характеристики объема. От площади поверхности воды зависит соотношение между снижением температуры и теплопотерями каждой ванны, причем мелкий бассейн остывает и нагревается быстрее, чем глубокий, при одинаковых величинах потерь и поступлений тепла.

Теплопотери открытых бассейнов со стенками в грунте в летнее время обычно можно не учитывать, как как грунт плохо проводит тепло и аккумулирует теплоту, полученную при первичном подогреве. Теплопотери в грунт практически весьма невелики по сравнению с другими видами теплопотерь. Иная картина имеет место в зимнее время для ванн со свободно стоящими стенками и крытых бассейнов.

Как бороться с теплопотерями

Теплоизоляция толщиной в 1 см снижает теплопотери на 80% . Дополнительные потери стенки составляют лишь 15,5 KBтч/дeнь, что соответСТвует 0,55 кВтч/M2 в день и при снижении температуры на 0,37ОК.

Теплоизоляцию бетонных стенок ванны целесообразно выполнять с наружной стороны. В сборных ваннах рекомендуется выкладывать жесткие теплоизоляционные маты между пленкой и наружной оболочкой стенки ванны.

Исследования показали, что применение»темных плиток для облицовки значительно повышает абсорбцию солнечного излучения. Средние изменения величины поглощения солнечной инсоляции при изменении цвета облицовочной плитки ванн различаются весьма существенно, даже при изменении цвета плитки от бело-голубого до сине-голубого. Полноценная эксплуатация бассейнов в зимнее время требует больших энергозатрат. Поэтому для открытых бассейнов рекомендуется зимой использовать укрытия.

В отличие от летнего сезона зимой на температуру воды оказывает влияние теплоотдача в прилегающий грунт. Уже при толщине пеноматериала в 1 см достигается экономия более 25 %.

При циркулярном цикле продолжительностью 8 ч, включая время промывки одного песчаного фильтра, при глубине ванны 1,5 м и разности температур между водой в ванне и свежей водой 13ОК потери тепла на каждую промывку составляют 0,23 KBтч/M2 (203 ккал/м2). В индивидуальных бассейнах, где промывка фильтров осуществляется не чаще одного раза в неделю, теплопотерями на промывку можно пренебречь, а в бассейнах гостиниц, где требуется ежедневная промывка фильтров, с этим фактором приходиться считаться. В общественных бассейнах, к которым относятся и гостиничные, в соответствии с нормами Требуется добавка свежей воды в количестве 30 л на одного купающегося что приводит к теплопотерям на подогрев свежей воды в размере около 0,45 KBтч/M2 в день (390 KKan/M2 в день).

Существенный элемент теплопотерь открытых бассейнов — испарение — в значительной мере зависит от температуры воздуха. При низких температурах в ночное время испарение воды значительно выше, чем при более дневных температурах.

Поверхностное укрытие

Таким образом, в открытых бассейнах без отопления температура воды возрастает или остается постоянной в дневное время, а ночью значительно снижается. Устройство укрытия над ванной значительно снижает испарение, существенно уменьшает излучение и в некоторой степени снижает теплопотери за счет конвекции. С помощью установки укрытия в период наибольших теплопотерь можно добиться их снижения в открытых бассейнах на 80%. Следует иметь в виду, что в связи с большим удельным весом излучения в суммарных теплопотерях существенное значение имеет теплоизоляция укрытия. Экономия от применения укрытий без теплоизоляции составляет лишь 30-40% по сравнению с теплоизолированным укрытием. Для использования солнечной радиации укрытие следует снять в дневное время. С поверхности укрытия должна удаляться вода (отверстия, перфорация и т. п.), так как скопление дождевой воды на поверхности укрытий способствует потерям тепла при испарении.

Укрытие в виде солнечного коллектора может оставаться над ванной и в дневное время, когда не пользуются бассейном. Такое укрытие из светопрозрачного

теплоизолирующего верхнего слоя и прилегающего к воде абсорбирующего слоя значительно улучшает поглощение солнечных лучей по сравнению с открытой ванной. Как показали исследования, при благоприятных погодных условиях применение укрытия в виде солнечного коллектора позволяет эксплуатировать бассейн с температурой воды 23С без дополнительного отопления.

Источник