Исходные данные:
1. Тепловой баланс помещений составляется по двум периодам года:
по ТП - тёплому периоду
как по явному теплу ΣQ я , так и по полному теплу ΣQ п .
по ХП - холодному периоду
2. Наружные метеорологические условия (для Москвы):
ТП : t H „A“ = 22,3 °C; J Н „А“ = 49,4 кДж/кг;
ХП : t Н „Б“ = -28 °C; J Н „Б“ = -27,8 кДж/кг.
Расчет поступлений влаги в помещение Σ W .
Температура внутреннего воздуха в помещении:
ТП - t В не более, чем на 3 °С выше расчетной температуры по параметрам “А”;
ХП - t В = 18 ÷ 22°С.
РАСЧЕТ.
Расчет начинаем с тёплого периода года ТП , так как воздухообмен при этом получается максимальным.
Последовательность расчета (см. Рисунок 1):
1. На J-d диаграмму наносим ( ) Н - с параметрами наружного воздуха:
t Н „А“ = 22,3 °C; J Н „А“ = 49,4 кДж/кг
d Н „А“ .
Точка наружного воздуха — ( ) Н будет являться и точкой притока — ( ) П .
2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму t В
t В = t Н „А“ 3 = 25,5 °C.
где: V - объём помещения, м 3 .
4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.
Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.
t y =t B + grad t(H-h p.з.), ºС
где: Н
— высота помещения, м
;
h р.з.
- высота рабочей зоны, м
.
На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t y *.
Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается t y =t B .
(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).
На J-d диаграмме через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — ( )H параллельный линии тепло-влажностного отношения.
Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке В и в точке У .
Из точки У проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.
6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу
7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.
Минимальная подача наружного воздуха в помещения.
| Род зданий | Помещения | Приточные системы | |||
|---|---|---|---|---|---|
| с естественным проветриванием | без естественного проветривания | ||||
| Подача воздуха | |||||
| Производственные | на 1 чел., м 3 /ч | на 1 чел., м 3 /ч | Кратность воздухообмена, ч -1 | % от общего воздухообмена не менее | |
| 30*; 20** | 60 | ≥1 | — | Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч -1 и более | |
| — | 60 90 120 | — | 20 15 10 | С рециркуляцией при кратности менее 10 ч -1 | |
| Общественные и административно-бытовые | По требованиям соответствующих глав СНиПов | 60 20*** | — | — | — |
| Жилые | 3 м 3 /ч на 1 м 2 | — | — | — | |
Примечание. * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м 3
** При объеме помещения на 1 чел. 20 м 3 и более
*** Для зрительных и актовых залов, залов совещаний, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно.
Дальнейший расчет проводим по большей величине, исходя из п. 6 или минимальной подачи наружного воздуха.
Проводим расчет для ХП.
Последовательность расчета (см. рисунок 2):
1. На J-d диаграмму наносим ( ) Н — с параметрами наружного воздуха:
t Н „Б“ = -28°C; J Н „Б“ = -27,8 кДж/кг
и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d Н „Б“ .
2. Принимаем температуру воздуха в помещении.
При наличии тепловых избытков лучше принять верхний предел
t В = 22°С.
В этом случае стоимость вентиляции будет минимальной.
4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте
Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий
и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения
t y = t B + grad t(H-h р.з.), ºС
где: Н
— высота помещения, м
;
h р.з.
- высота рабочей зоны, м
.
На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t y .
5. Принимаем, что температура приточного воздуха t П отличается от внутренней температуры воздуха в помещении t В не более чем на 5°С.
t П = t В - 5 = 22 — 5 = 17°С.
На J-d диаграмму наносим изотерму приточного воздуха.
6. Проводим линию постоянного влагосодержания — d = const из точки наружного воздуха – ( ) Н , до изотермы.
Получаем точку — ( ) К с параметрами воздуха после нагрева в калорифере.
Одновременно это будет и точка приточного воздуха — ( ) П .
Для нашего примера примем величину тепло-влажностного отношения
На J-d диаграмме проводим линию тепло-влажностного отношения через ( )0 на шкале температур, а затем через точку приточного воздуха — ( ) П проводим параллельную линию линии тепло-влажностного отношения до пересечения с изотермой внутреннего — t В и уходящего — t У воздуха. Получаем точки — ( ) В и ( ) У .
7. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу
Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.
8. Полученные величины воздухообменов сравниваются с нормативным воздухообменом и принимается большая из величин.
Внимание!
Если нормативный воздухообмен превышает расчётный, то требуется перерасчёт температуры приточного воздуха.
В конечном итоге мы получили две величины воздухообменов: по ТП и ХП .
Вопрос — как быть?
Варианты решения:
1. Приточную систему рассчитывать на максимальный воздухообмен и установить на электродвигателе вентилятора регулятор частоты вращения, задействованный от температуры внутреннего воздуха. Вытяжную систему выполнить либо с естественной циркуляцией, либо механическую, задействованную от того же регулятора частоты вращения.
Система эффективная, но очень дорогая!
2. Выполнить две приточные установки и две вытяжные установки. Одна приточная и одна вытяжная установка работают в ХП . Приточная система с воздухонагревателем, который рассчитан на подогрев наружного воздуха от параметров “Б” до температуры притока. Вторая пара систем — приточная установка без калорифера, работает только ТП .
3. Выполнить только приточную систему на подачу по ХП и одну вытяжную систему такой же подачи, а воздухообмен в ТП осуществить через открытые окна.
Пример.
В административном здании — помещение атриума, с габаритными размерами в плане:
9 × 20,1 м
и высотой - 6 м
необходимо поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне (h = 2 м )
t В = 23ºС и относительную влажность φ В = 60%.
Приточный воздух подаётся с температурой t П = 18ºС .
Полные тепловыделения в помещении составляют
∑Q полн. = 44 кВт,
явные тепловыделения равны ∑ Q явн. = 26 кВт,
поступление влаги равны ∑ W = 32 кг/ч .
Решение (см. рисунок 3).
Для определения величины углового коэффициента необходимо привести все параметры согласно J - d диаграмме .
∑ Q полн. = 44 кВт × 3600 = 158400 кДж/кг.
Исходя из этого, угловой коэффициент равен
Градиент температуры воздуха по высоте помещения составит (определяем по таблице)
grad t = 1,5ºС.
Тогда, температура уходящего воздуха равна
t У = t В + grad t(H — h р.з.) = 23 + 1,5 (6 — 2) = 29 ºС.
На J — d диаграмме находим точку В с параметрами внутреннего воздуха ( ) В :
t В = 23ºС; φ В = 60%.
Проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 4950 через точку 0 шкалы температур и, параллельно этой линии проводим наш луч процесса через точку внутреннего воздуха — ( ) В.
Так как, температура приточного воздуха t П = 18ºС , то точка притока П будет определяться, как пересечение луча процесса и изотермы t П = 18ºС .
Точка уходящего воздуха У лежит на пересечении луча процесса и изотермы t У = 29 ºС .
Получаем параметры реперных точек:
В t В = 23ºС; φ В = 60%; d В = 10,51 г/кг; J В = 49,84 кДж/кг;
П t П = 18ºС; d П = 8,4 г/кг; J П = 39,37 кДж/кг;
У t У = 29ºС; d У = 13,13 г/кг; J У = 62,57 кДж/кг.
Определяем расход приточного воздуха:
- по теплосодержанию
т.е. мы получим практически одинаковый расход приточного воздуха.
Таким образом, кратность воздухообмена по притоку составляет менее 5.
Так как, кратность воздухообмена по притоку составляет больше 5, то необходимо выполнить расчет из условия, что уходящую температуру внутреннего воздуха t У необходимо принимать равной внутренней температуре воздуха в помещении t В , т.е.
t У = t В
и формула для определения количества воздуха приняла бы вид:
- по теплосодержанию
Принципиальную схему приточной вентиляционной установки смотри рисунок 4.
1. Расход приточного воздуха L м 3 /ч, для системы вентиляции и кондиционирования следует определять расчетом и принимать больший из расходов, требуемых для обеспечения:
а) санитарно-гигиенических норм в соответствии с п. 2;
б) норм взрывопожарной безопасности в соответствии с п. 3.
2. Расход воздуха следует определять отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий, принимая большую из величин, полученных по формулам (1) - (7) (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м 3):
а) по избыткам явной теплоты:
Тепловой поток, поступающий в помещение от прямой и рассеянной солнечной радиации, следует учитывать при проектировании:
вентиляции, в том числе с испарительным охлаждением воздуха, для теплого периода года;
кондиционирования - для теплого и холодного периодов года и для переходных условий;
б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ;
(2)
При одновременном выделении в помещении нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, воздухообмен следует определять суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ:
в) по избыткам влаги (водяного пара):
(3)
Для помещений с избытком влаги следует проверять достаточность воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций при расчетных параметрах Б наружного воздуха в холодный период года;
г) по избыткам полной теплоты:
(4)
д) по нормируемой кратности воздухообмена:
(5)
е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:
(6)
(7)
В формулах (1)-(7):
|
L w,z |
расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м 3 /ч. |
|
|
Q, Q h,f |
избыточный явный и полный тепловой потоки в помещение, Вт; |
|
|
теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м 3 ×°С); |
||
|
t w,z |
температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, и на технологические нужды, °С; |
|
|
t l |
температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С; |
|
|
t in |
температура воздуха, подаваемого в помещение, °С, определяемая в соответствии с п. 6; |
|
|
избытки влаги в помещении, г/ч; |
||
|
d w,z | ||
|
d l | ||
|
d in | ||
|
I w,z |
удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг; |
|
|
I l |
удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг; |
|
|
I in |
удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение. кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры в соответствии с п. 6; |
|
|
m po |
расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч; |
|
|
q w,z , q l |
концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за ее пределами, мг/м 3 ; |
|
|
q in |
концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м 3 ; |
|
|
V p |
объем помещения, м 3 ; для помещений высотой 6 м и более следует принимать V p = 6 A ; |
|
|
площадь помещения, м 2 ; |
||
|
число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования; |
||
|
нормируемая кратность воздухообмена, ч -1 ; |
||
|
нормируемый расход приточного воздуха на 1 м 2 пола помещения, м 3 /(ч×м 2); |
||
|
нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м 3 /ч, на 1 рабочее место, на 1 посетителя или единицу оборудования. |
Параметры воздуха t w,z , d w,z , I w,z следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения по разд. 2 настоящих норм, а q w,z - равной ПДК в рабочей зоне помещения.
3. Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует определять по формуле (2).
При этом в формуле (2) q w,z и q l следует заменить на 0,1 q g , мг/м 3 (где q g - нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушной смесям).
4. Расход воздуха L he , м 3 /ч, для воздушного отопления, не совмещенного с вентиляцией, следует определять по формуле
(8)
5. Расход воздуха L mt от периодически работающих вентиляционных систем с номинальной производительностью L d , м 3 /ч, приводится исходя из n , мин, прерываемой работа системы в течение 1 ч по формуле
(9)
6. Температуру приточного воздуха, подаваемого системами вентиляции с искусственным побуждением и кондиционирования воздуха, t in ° С, следует определять по формулам:
а) при необработанном наружном воздухе:
(10)
б) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой по адиабатному циклу, снижающем его температуру на D t 1 °С:
в) при необработанном наружном воздухе (см. подпункт “а”) и местном доувлажнении воздуха в помещении, снижающем его температуру на D t 2 °С:
г) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой (см. подпункт “б”), и местном доувлажнении (см. подпункт “в”):
д) при наружном воздухе, нагретом в воздухонагревателе, повышающем его температуру на D t 3 °С:
ПРИЛОЖЕНИЕ 18
Обязательное
Снижение температуры приточного воздуха в летний период с использованием адиабатического процесса испарения
На предприятиях ряда отраслей промышленности, расположенных в районах с сухим и жарким климатом, в процессе производства преобладает выделение явной теплоты при незначительных выделениях влаги. Для снижения температуры приточного воздуха в летнее время года используют адиабатический процесс испарения. Сущность такого способа снижения температуры состоит в следующем. Обрабатываемый в оросительной камере наружный воздух, вступая в контакт с капельками разбрызгиваемой воды, имеющей температуру мокрого термометра, приходит в состояние, близкое к состоянию насыщения (практически относительная влажность? = 95 %) за счет происходящего в этом случае испарения влаги. Очевидно, что испарение происходит только тогда, когда обрабатываемый воздух имеет относительную влажность ниже 100 %. В процессе испарения жидкости источником теплоты в системе вода - воздух является воздух, а условием переноса теплоты - разность температур между воздухом и водой. При температуре воды t м эта разность соответствует психрометрической разности температур.
Приточный воздух, отдавая явную теплоту в результате теплообмена с водой, охлаждается. Теоретически при достижении полного насыщения конечная температура воздуха должна быть равной температуре мокрого термометра t м, но в реальных условиях оросительной камеры кондиционера достичь такого состояния воздуха не удается. Следовательно, при использовании для снижения температуры воздуха адиабатического процесса испарения жидкости в летний период года из всех основных узлов форсуночного кондиционера должна функционировать только камера орошения. Разбрызгиваемая в камере орошения вода при контакте с обрабатываемым воздухом принимает температуру мокрого термометра.
Специальных охлаждающих устройств не требуется. Из общего количества разбрызгиваемой воды испаряется всего 3... 5 %, а остальная часть воды выпадает в поддон, откуда забирается насосом и подается к форсункам. Подпитка водой производится автоматически с помощью шарового крана.
Так как количество добавляемой воды незначительно, то температуру разбрызгиваемой воды для расчетов можно принимать равной температуре мокрого термометра, а конечное состояние обрабатываемого воздуха определяется на I-d-диаграмме (см. рис. 6.1) точкой пересечения линии I = const, проведенной через точку заданного состояния наружного воздуха (в летний период), с кривой? = 95 %. Исходные параметры наружного воздуха обозначим через t н и? н, а расчетные параметры внутреннего воздуха - через t в и? в. При этом? в может изменяться в допустимых пределах (см. табл. 3.2...3.4) , т. е. ? в = а...b, так как при данном способе обработки воздуха не возможно поддерживать постоянным заданное значение относительной влажности? в.
На рис. 1 изображена принципиальная схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса. Буквы Н, П и В на отдельных участках схемы связывают ее с I-d-диаграммой (рис. 2), на которой этими же буквами обозначено состояние воздуха на соответствующих участках схемы.
Рисунок 1. Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса обработки воздуха: 1 - кондиционируемое помещение; 2 - кондиционер; 3 - калорифер первого подогрева; 4 - оросительная камера; 5 - калорифер второго подогрева; 6 - вентилятор
Рисунок 2. Построение на I- d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха в форсуночном кондиционере в летнее время
Наружный воздух в количестве G, кг/ч, поступает в кондиционер 2 (см. рис. 1), а после обработки - в помещение 1. Отработавший воздух удаляется из помещения с помощью вытяжной системы. Такую схему кондиционирования называют прямоточной. На рис. 1 кондиционер условно разделен на три части в соответствии с составляющими его элементами.
Построение процесса кондиционирования воздуха на I-d-диаграмме начинают с нанесения точки Н, характеризующей состояние наружного воздуха (см. рис. 2). Так как в летний период оба калорифера отключены, то наружный воздух с параметрами t н, d н, ? н поступает в дождевое пространство (оросительную камеру), где при контакте с капельками воды, имеющей температуру мокрого термометра, происходит процесс адиабатического испарения, которому на I-d-диаграмме соответствует адиабатический луч НП (угловой коэффициент? ув = 0). Процесс завершается в точке П пересечения этого луча с кривой? = 95 %. При этом температура t п является предельно возможной при использовании адиабатического процесса.
Таким образом, при указанной обработке температура воздуха снижается на?t = t н – t п. Теплосодержание воздуха при этом сохраняется примерно постоянным. Из рис. 2 видно, что чем больше? н, тем меньше?t. Поэтому использование адиабатического процесса для снижения температуры приточного воздуха целесообразно только при сравнительно низких значениях относительной влажности наружного воздуха.
В рассматриваемых условиях параметры точки П являются параметрами приточного воздуха. Если известны количества теплоты и влаги, выделяющиеся в помещении, а, следовательно, и угловой коэффициент луча процесса? п, то дальнейшее построение процесса производят так. Через точку П проводят луч ПВ (соответствует процессу, происходящему в помещении) до пересечения его с изотермой, соответствующей заданному значению внутренней температуры. Определив в результате такого построения положение точки В, т.е. ее параметры, можно, используя формулу (1), рассчитать количество приточного вентиляционного воздуха.
Если относительная влажность, соответствующая точке В, удовлетворяет заданным пределам (? в = а...b), то построение процесса считают законченным. Однако на практике часто складываются такие условия, при которых линия луча процесса изменения состояния воздуха в помещении проходит в зоне высоких значений относительной влажности, поэтому координаты (т.е. параметры) точки В выходят за допустимые пределы. В этих случаях при обработке наружного воздуха рекомендуется использовать схему кондиционирования, показанную на рис. 3. Эта схема предусматривает подачу только части наружного воздуха в дождевое пространство, а остальная часть необработанного воздуха смешивается с обработанным воздухом с помощью байпасного воздуховода.
Рисунок 3. Схема системы кондиционирования воздуха в летнее время с использованием адиабатического процесса обработки и подмешивания части наружного воздуха в зоне за оросительной камерой(номера позиций соответствуют рис. 1)
Обрабатываемая часть наружного воздуха G дп, кг/ч, имеет на входе в дождевое пространство параметры, соответствующие точке Н (рис. 4), а на выходе из оросительной камеры - параметры состояния, характеризуемые точкой О (как результат адиабатического процесса). Другая часть воздуха в количестве (G б с состоянием Н, минуя оросительную камеру, смешивается с воздухом, выходящим в количестве G дп из оросительной камеры. В результате термодинамического процесса образующаяся смесь в количестве G 0 будет иметь параметры состояния приточного воздуха, соответствующие на I-d-диаграмме точке П. При поступлении приточного воздуха в помещение устанавливается заданное состояние внутреннего воздуха (точка В). С этими параметрами воздух удаляется из помещения системой вытяжной вентиляции.
Рисунок 4. Построение на I-d-диаграмме адиабатического процесса обработки воздуха в летнее время с подмешиванием части наружного воздуха в зоне за оросительной камерой
Рассмотрим построение данного процесса обработки наружного воздуха при кондиционировании на I-d-диаграмме (см. рис. 4). Исходными данными являются расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха, а также угловой коэффициент луча процесса в помещении. Построение процесса на I-d-диаграмме начинают с нанесения точки Н, имеющей параметры наружного воздуха. Далее через точку Н проводят луч адиабатического процесса испарения (? ув = 0) до его пересечения с кривой? = 95 %, получая точку О, параметры которой определяют состояние воздуха, покидающего в количестве G дп дождевое пространство. Затем на i-d-диаграмме по заданным параметрам внутреннего воздуха наносят точку В (в этом случае? в принимает вполне определенное значение). Через точку В проводят луч, соответствующий процессу в помещении, до пересечения его с лучом НО, соответствующим адиабатическому процессу в оросительной камере. Точка пересечения П определяет параметры приточного воздуха, получающегося при смешивании наружного воздуха из байпасного воздуховода и воздуха, обработанного в кондиционере.
Так как в результате выполненного построения определились параметры приточного воздуха, то его количество можно вычислить по формуле (1). Для того чтобы определить количество воздуха, пропускаемого через дождевое пространство G дп и байпасный воздуховод G б, используем пропорцию , из которой следует, что G б = G 0
Количество воздуха, проходящего через дождевое пространство, G дп = G 0 – G б.
Количество влаги W исп, кг/ч, подлежащей испарению для увлажнения воздуха в рассматриваемой схеме, можно определить по формуле
Рассмотренный способ обработки воздуха нельзя использовать в случаях, когда заданные параметры (тепло- и влагосодержание) приточного воздуха ниже соответствующих параметров наружного воздуха. В таких случаях рекомендуется применять схему обработки воздуха с его охлаждением и осушением.
Бассейн в загородном коттедже,
оборудованный системой приточно-вытяжной вентиляции.
Все чаще общепринятым местом отдыха и общения становятся бассейны, причем, независимо от размеров. Но, чтобы это помещение действительно было комфортным, необходимо избавиться от избыточной влажности, обычной спутницы бассейнов.
Эту влажность, разумеется, надо удалить. Сделать это можно с помощью вентиляции. Другие способы устранения лишней влаги, та-кие, как абсорбция и осушение в охладительных аппаратах, излишне дороги и при этом совсем не ис-ключают столь необходимую вентиляцию.
Что нужно учитывать при устройстве индивидуального бассейна и обеспечения его эффективной системой вентиляции?
Немалые средства, вложенные в строительство индивидуального бассейна, оправдываются только в том случае, если в нем поддерживается нужная температура, влажность и скорость движения воздуха в том месте, где находятся люди, не говоря уже о сохранении необходимого количества кислорода и удалении вредных примесей.
При расчетах и проектировании вентиляции и нужно стремиться к тому, чтобы испарение было минимальным. Чем выше температура воды в бассейне, тем больше испарение влаги с его поверхности, тем большую производительность должна иметь система вентиляции. Выше и энергозатраты на вентиляцию. Испарение можно уменьшить, избегая слишком высоких температур воды и поддерживая максимальную относительную влажность воздуха. По-этому очень важен контроль относительной влажности воздуха в помещении бассейна. В таком холодном климате, как российский, переувлажнение строительных конструкций может иметь серьезные негативные последствия. В первую очередь, страдают металлические материалы, которые подвергаются коррозии из-за конденсации влаги на их поверхности. Кроме того, разрушаются ограждающие и несущие конструкции здания из-за замерзания влаги внутри них. Относительная влажность в помещениях бассейнов должна составлять 50-60%. Превышение приводит к конденсации влаги, а более низкие показатели создают у людей ощущение дискомфорта.
Таким образом, при организации вентиляции в бассейне необходимо учитывать следующие обязательные условия:
- минимально возможное испарение воды с поверхности бассейна;
- обеспечение комфорта для посетителей;
- предотвращение конденсации влаги на внутренних поверхностях ограждений здания.
В большинстве европейских стран температура воды в бассейне в случае спортивного плавания поддерживается на уровне 22-24 o С, при оздоровительном плавании она повышается до 24-26 o С. Температура воздуха в помещении бассейна при этом - от 24 до 26 o С при относительной влажности 40-60 %. Рекомендуемые расчетные параметры воды и воздуха для плавательных бассейнов по американским стандартам имеют более широкий диапазон (см. Таблицу 1).
Если бассейн используется одновременно для оздоровительного и спортивного плавания, то наиболее оптимальным сочетанием параметров представляются температура воды 27 o С и температура воздуха 28 o С.
При устройстве вентиляции во встроенных и пристроенных бассейнах нужно иметь в виду, что они должны обеспечиваться отдельными приточными и вытяжными системами, не связанными с общеобменными системами основного здания, так как помещения бассейна и помещения основного здания обычно имеют разные функциональные назначения и резко отличающийся внутренний тепловлажностный режим. В помещении для бассейна надлежит держать низкое давление (на 5% ниже атмосферного), для создания "разряжения" и предотвращения распространения влажного воздуха из бассейна по остальному зданию. Это достигается превышением объема вытяжного воздуха над приточным.
Струи приточного воздуха не следует направлять на поверхность воды. Подвижность воздуха у водной поверхности должна быть минимальной и не превышать 0,05 м/сек. - увеличение подвижности приводит к существенному возрастанию испарения воды, ухудшению регулирования относительной влажности и увеличению потребления энергии системой вентиляции. Скорость движения воздуха у пола помещения вокруг бассейна должна быть в пределах 0,13 м/сек, чтобы пловцы не испытывали неприятных ощущений от испарительного охлаждения.
Достаточно эффективную защиту внутренних поверхностей ограждающих конструкций помещения от конденсата обеспечивает обдув этих поверхностей струями приточного воздуха. Теплый и сухой приточный воздух, направляемый вдоль остекления, прогревает поверхность, препятствует конденсации водяного пара и высушивает брызги. Целесообразно использовать подачу приточного воздуха подпольными каналами с выпуском вертикальными струями снизу вверх вдоль наружных ограждений. При этом высокие скорости выпуска воздуха не приводят к образованию сквозняков и не создают ощущение дискомфорта. Довольно сложно защитить от конденсата потолочные светильники и зенитные фонари. Приточный воздух рекомендуется направлять в места установки светильников. Его струи следует формировать так, чтобы они настилались на внутренние поверхности тех ограждающих конструкций, температура которых может быть ниже точки росы воздуха помещения. Абсолютную влажность воздуха и, соответственно, температуру точки росы во всем объеме бассейна с достаточно высокой степенью точности можно считать одинаковой. Поэтому нет надобности выравнивать параметры воздушной среды по высоте, применяемые для высоких помещений большого объема.
Воздуховоды, подводящие очищенный теплый воздух к напольным решеткам,
снабжены дроссель-клапанами для регулирования воздушных потоков.
Если в помещения, где находится бассейн, по каким-либо причинам нельзя подавать воздух снизу, то можно использовать подачу приточного воздуха сверху настильными струями на наружные ограждения и остекление. Это то-же эффективный способ организации воздухообмена.
Таблица №1
Поскольку в помещениях бассейнов постоянно существует опасность переувлажнения строительных конструкций, проектировщики систем вентиляции и отопления при определении и выборе мероприятий по тепло- и влагоизоляции наружных ограждений должны работать в тесном контакте с архитекторами. Для зимнего периода изоляция ограждающих конструкций должна обеспечивать поддержание на их внутренней поверхности температуры более высокой, чем температура точки росы воздуха в помещении. Конструкция окон тоже должна предусматривать тепловую защиту оконных переплетов. Поскольку наиболее вероятным местом конденсации являются оконные стекла, рекомендуется использовать окна с тройным остеклением.
Применение осушителей воздуха не решает проблемы вентиляции бассейнов. Они не удаляют запахи, не обеспечивают подачу свежего воздуха, создают неравномерные воздушные потоки с повышенными скоростями. Кроме того, осушители, использующие холодильный цикл, еще и сами являются источниками тепла. Если применяется осушитель, то электробезопасности помещения необходимо уделить особое внимание. Возможно совместное применение вентиляции и осушителей воздуха, но это требует дополнительного анализа и расчетов.
При устройстве бассейна целесообразно предусмотреть укрытие поверхности воды специальной пленкой. Это позволит снизить производительность системы вентиляции и использовать, когда это необходимо, экономичный режим эксплуатации.
Грех выбрасывать на улицу вытяжными установками достаточно чистый, теплый и влажный воздух из бассейна и не использовать его тепло. Поэтому наиболее целесообразным видится применение в бассейнах приточновытяжных установок с утилизацией тепла вытяжного воздуха. Скрытая теплота парообразования влажного воздуха с довольно высокой температурой позволяет значительно повысить эффективность рекуперации этих установок, а их применение уменьшает энергозатраты и эксплуатационные расходы на вентиляцию.
Учитывая, что наружный воздух в разное время года имеет разное влагосодержание (зимой низкое, летом высокое), количество подаваемого приточной установкой воздуха для ассимиляции влаги, выделяющейся с поверхности бассейна, и поддержания необходимой относительной влажности в помещении, будет значительно разниться, т.е. зимой требуется минимальный воздухообмен, а летом - максимальный. Изменение производительности вентиляторов, обслуживающих бассейн, можно достичь применением преобразователя частоты тока в сочетании с датчиком относительной влажности, установленном в вытяжном воздуховоде, и дающим сигнал на изменение числа оборотов обоих вентиляторов (приточного и вытяжного) при понижении или повышении относительной влажности в помещении. При этом значительно экономится тепловая энергия, необходимая для подогрева поступающего наружного воздуха зимой и сохраняется заданное количественное соотношение между приточным и вытяжным воздухом.
В приведенной таблице (см. Приложение) видно, как в зависимости от параметров наружного и внутреннего воздуха и температуры воды в бассейне меняется воздухообмен в помещении бассейна в разные периоды года.
Приведенные иллюстрации (проектирование, монтаж, наладку и сдачу систем под ключ осуществили специалисты ЗАО "Инженерное оборудование") показывают, как реально можно организовать систему вентиляции в бассейне загородного коттеджа. Компактная приточная установка размещена в пространстве под полом помещения бассейна. Она оборудована узлом регулирования водяного калорифера и системой автоматики, позволяющей экономично расходовать теплоноситель, меняя производительность установки в зависимости от параметров наружного воздуха. Приточный воздух подается в помещение через напольные решетки на наружные стены и под радиаторы отопления, расположенные под окнами, где дополнительно подогревается и настилается на наружные ограждения и остекление. Из верхней зоны воздух удаляется через одну вытяжную решетку.
Возможно, некоторым покажется, что организация эффективной вентиляции помещений с бассейном, вещь слишком сложная, хлопотная и дорогая. Но, как показывает опыт, долговечность и прочность самого бассейна, а так-же здоровье и настроение владельцев напрямую зависит от качества вентилирования сооружений.
Инженеры: А. Алексашин, Р. Овчинников, С. Титаев
ЗАО «Инженерное оборудование»
Приложение
| Температура наружного воздуха | Относительная влажносгь наружн. воздуха | Влагосодержание наружного воздуха | Температура внутреннего воздуха | Относительная влажность внутр. воздуха | Температура воды в бассейне | Суммарные влаговыделения | Воздухообмен на 1 м кв. зеркала воды |
| t н, о С | f н, % | d н, г/кг | t в, о С | f в, % | t w , о С | M, кг/ч | L 1м.кв. , м 3 /ч |
| 1 | 3 | 4 | 7 | 9 | 29 | 41 | 50 |
| Теплый период | |||||||
| 28.5 | 41.16 | 9.98 | 26 | 50 | 26 | 4.011 | 26.74 |
| 28.5 | 41.16 | 9.98 | 28 | 50 | 26 | 3.432 | 13.80 |
| 28.5 | 41.16 | 9.98 | 28 | 50 | 28 | 4.380 | 38.81 |
| 28.5 | 41.16 | 9.98 | 30 | 50 | 28 | 3.734 | 24.76 |
| 28.5 | 41.16 | 9.98 | 30 | 50 | 30 | 5.041 | 58.27 |
| Переходный период | |||||||
| 8 | 22.5 | 5.76 | 26 | 50 | 26 | 4.011 | 32.25 |
| 8 | 22.5 | 5.76 | 28 | 50 | 26 | 3.432 | 23.18 |
| 8 | 22.5 | 5.76 | 28 | 50 | 28 | 4.380 | 30.44 |
| 8 | 22.5 | 5.76 | 30 | 50 | 28 | 3.734 | 21.41 |
| 8 | 22.5 | 5.76 | 30 | 50 | 30 | 5.041 | 30.04 |
| Холодный период | |||||||
| -28 | 75.69 | 0.29 | 26 | 50 | 26 | 4.011 | 18.24 |
| -28 | 75.69 | 0.29 | 28 | 50 | 26 | 3.432 | 14.11 |
| -28 | 75.69 | 0.29 | 28 | 50 | 28 | 4.380 | 18.32 |
| -28 | 75.69 | 0.29 | 30 | 50 | 28 | 3.734 | 13.88 |
| -28 | 75.69 | 0.29 | 30 | 50 | 30 | 5.041 | 19.24 |