Мал. 5.1. Залежність коефіцієнта інсоляції від відстані до вікна. Коефіцієнт інсоляції дорівнює кутом у співвідношенні між поверхнею тіла та вікна і прямо пропорційний тепловіддачі вікна

Мал. 5.2. Тепловіддача людини залежить від температури повітря. Чим ближче температура повітря до температури людського тіла, тим більша частка випарів у сумарній тепловіддачі

Рис, 5.3. Кордон відчуття задухи людиною

ру повітря в нічний час, так як через зростання випарів підвищується витрата енергії;

швидкість руху повітря 0,15–0,3 м/с. При високих швидкостях у робочій зоні можливі протяги;

відносна вологість повітря у приміщенні 50-60% (макс. 70%). При більш високій вологості повітря виникає відчуття задухи, а також небезпека утворення конденсату на конструкціях, що захищають;

температура поверхні стін та покриттів макс. 10 К, краще на 3-5 К нижче за температуру повітря. Такі характеристики досягаються за рахунок гарної теплоізоляції (К< 0,65). При более низких значениях температуры стен покрытия возникают большие теплопотери за счет теплоизлучения тела (ощущение сквозняка) и образуется конденсат на строительных элементах.

У відкритих басейнах рухливість людей зазвичай вища, ніж у критих. Звідси випливає, що температура повітря тут часто нижча, а температура випромінювання - вище, але принаймні за наявності сонячної інсоляції. До цього слід додати сприятливий вплив свіжого повітря, що зберігає комфортність відчуттів також і при нижчих температурах та високих швидкостях руху повітря.

Тому температура у відкритому басейні зазвичай нижча, ніж у критому і становить 21-25°С. Для покращення мікроклімату та створення додаткового комфорту, особливо при тривалому купальному сезоні або користуванні басейном у зимовий час рекомендується здійснювати підігрів підлоги чи променисте опалення обхідної доріжки та підходів до ванни басейну за допомогою електричних інфрачервоних випромінювачів; ванну та підходи

до неї по можливості слід захистити від вітру, а за наявності покриття встановити тепловипромінювачі над ванною.

Опалення потрібно насамперед у перехідні місяці (квітень, травень, вересень та жовтень), причому тривалість купального сезону приймається рівною 6 місяців з середини квітня до середини жовтня.

Оскільки має місце значний теплообмін між поверхнею води та навколишнім повітрям, відкриті басейни слід розміщувати з урахуванням захисту від вітру (рис. 5.6). При цілорічній експлуатації басейну рекомендується влаштовувати покриття з механічним приводом, що дозволяє значно знизити втрати і довести експлуатаційні витрати до рівня, порівнянного з літнім періодом.

Відритий басейн без опалення зазвичай придатний лише для короткочасної експлуатації, оскільки спостерігаються постійні втрати втрати (особливо вночі).

Мал. 5.5. Суб'єктивне відчуття температури: при високих швидкостях руху повітря він здається холоднішим, ніж насправді

Мал. 5.4. Оптимальна термічна комфортність роздягнених людей за теплової потужності 60 Вт

результатів. Середня температура повітря в літнє півріччя приймалася рівною 10°С, тоді як фактично ця величина становить 14-14,5°С, а розрахункова швидкість руху повітря над ванною 1-4 м/с відповідає фактичної швидкості руху повітря безпосередньо над поверхнею води, яка значно нижча. Випромінювання ванни басейну має завжди розглядатися разом із зустрічним випромінюванням атмосфери.

Температура води у ванні басейну фактично перевищує задане значення на величину 4К через сонячну інсоляцію (рис. 5.7).

Сильне сонячне опромінення передбачає наявність ясного піднебіння, проте зазвичай зустрічне випромінювання атмосфери дуже незначне, а випромінювання ванни, особливо вночі, значно вище, ніж випромінювання атмосфери за хмарної погоди. У зв'язку з цим для розрахунку рекомендується приймати для всього сезону постійну величину сонячної інсоляції, маючи на увазі, що чим сильніша інсоляція, тим вища температура води і більше випромінювання ванни басейну.

Глибина води у ванні басейну не робить істотного впливу на енергобаланс і виступає лише як характеристика об'єму. Від площі поверхні води залежить співвідношення між зниженням температури і втратами кожної ванни, причому дрібний басейн остигає і нагрівається швидше, ніж глибокий, при однакових величинах втрат і надходжень тепла.

Таблиця 5.2

Кількість тепла на 1 м2 поверхні води для вирівнювання зниження температури на 1 К для ванн із різною глибиною наведено в табл. 5.3.

Тепловтрати відкритих басейнів зі стінками я грунту в літній час зазвичай можна не враховувати, так як грунт погано проводить тепло і акумулятори.

КВТ-Ч/ДЕНЬ

Мал. 5.6. Тепловтрати з поверхні ванни при купальному сезоні тривалістю 5 міс.

лює теплоту, отриману при первинному підігріві. Тепловтрати в ґрунт практично дуже невеликі в порівнянні з іншими видами тепловтрат. Інша картина має місце в зимовий час для ванн з стінами, що вільно стоять, і критих басейнів.

Тепловтрати ванн з стінами, що вільно стоять, при середній температурі повітря 14°С в літнє півріччя наведені в табл. 5.4. Максимальні значення становлять 150% наведених.

Теплоізоляція завтовшки 1 см знижує тепловтрати на 80%. Додаткові тепловтрати стінки становлять лише 15,5 кВт год/дн, що відповідає 0,55 кВт-год/(м2 дн) на 1м поверхні води та 0,37 К зниження температури.

Теплоізоляцію бетонних стін ванни доцільно виконувати із зовнішнього боку. У збірних ваннах рекомендується викладати жорсткі теплоізоляційні мати між плівкою та зовнішньою оболонкою стінки ванни.

Дослідження показали, що застосування темних плиток для облицювання ванн значно підвищує.

Мал. 5.7. Розподіл температур та тепловий баланс плавального басейну глибиною 1,5 м із температурою води 23 С

абсорбцію сонячного випромінювання Середні зміни величини поглинання сонячної інсоляції при зміні кольору плитки облицювальної ванн наведені в табл. 5.5.

Повноцінна експлуатація басейнів у зимовий час потребує великих енерговитрат. Тому для відкритих басейнів рекомендується взимку використовувати укриття.

На відміну від літнього сезону, взимку впливає тепловіддача в прилеглий грунт. Щоденні тепловтрати у відкритому басейні ванни розміром 4 х 8 х 1,5 м на 1 м 2 води наведено у табл. 5.6.

Таблиця 5.6

Вже при товщині піноматеріалу в 1 см коефіцієнт стає рівним 2,5 Вт/(м2 К) і досягається економія більше 25%.

При циркулярному циклі тривалістю 8 годин і тривалістю промивання 5 хв втрачається близько 1% ємності ванни для промивання одного піщаного фільтра. При глибині ванни 1,5 м та різниці температур між водою у ванні та свіжою водою 13 К втрати тепла на кожне промивання становлять 0,23 кВт год/м2 (203 ккал/м2).

В індивідуальних басейнах, де промивання фільтрів здійснюється не частіше одного разу на тиждень, тепловтратами на промивання можна знехтувати, а в басейнах готелів, де потрібне щоденне промивання фільтрів, з цим фактором доводиться рахуватися. У громадських басейнах, до яких належать і готельні, відповідно до норм потрібна добавка свіжої води в кількості 30 л на одного купається, що призводить до тепловтрат на підігрів свіжої води в розмірі близько 0,45 кВт год/(м2 дн).

Істотний елемент тепловтрат відкритих басейнів - випаровування - значною мірою залежить від температури повітря. При низьких температурах у нічний час випаровування води значно вище, ніж за більш високих денних температур.

Таким чином, у відкритих басейнах без опалення температура води зростає або залишається постійною вдень, а вночі значно знижується. Пристрій укриття над ванною значно знижує випаровування, суттєво зменшує випромінювання та деякою мірою знижує тепловтрати за рахунок конвекції. За допомогою установки укриття в період найбільших тепловтрат можна досягти їх зниження у відкритих басейнах на 80%

(Рис. 5.8). При цьому слід мати на увазі, що у зв'язку з великою питомою вагою випромінювання сумарних тепловтратах істотне значення має теплоізоляція укриття. Економія від застосування укриттів без теплоізоляції становить лише 30-40% порівняно з теплоізольованим укриттям. Для використання сонячної радіації укриття слід зняти у денний час. З поверхні укриття має бути видалена вода (отвори, перфорація тощо), оскільки скупчення дощової води лежить на поверхні укриттів сприяє втратам тепла під час випаровування.

Укриття у вигляді сонячного колектора може залишатися над ванною і вдень, коли не користуються басейном. Таке укриття з світлопрозорого теплоізолюючого верхнього шару і прилеглого до води абсорбуючого шару значно покращує поглинання сонячних променів.

Порівняння з відкритою ванною. Як показали дослідження, за сприятливих погодних умов застосування укриття у вигляді сонячного колектора дозволяє експлуатувати басейн із температурою зоди 23°С без додаткового опалення.

При визначенні вартості опалення відкритих басейнів важливе значення має середній

витрата тепла, що може прийматися за табл. 5.7 залежно від сезону року та температури води.

Для розрахунку витрат на опалення необхідно витрати тепла помножити на вартість 1 кВт-год.

Довгий час відкриті басейни обігрівалися від системи опалення з використанням протиточного теплообмінника. Проте в останні роки з'явилося багато нових варіантів обігріву ванн з використанням агрегатів, що серійно випускаються промисловістю:

обігрів ванн від опалювального казана; прямоточні паливні нагрівачі; прямоточні нагрівачі з електроприводом; теплові насоси; обігрів ванн за допомогою сонячних колек-

У всіх системах вода підігрівається до надходження у ванну басейну. Прямі системи обігріву

з допомогою труб, розташованих безпосередньо

в ванні, або електронагрів облицювальних плиток не знайшли застосування але гігієнічним та економічним міркуванням.

ОБІГРІВАННЯ ВАННИ ВІД КОТЕЛЬНОЇ

Обігрів відкритого басейну зазвичай здійснюється шляхом підключення до будинкової системи опалення. У літню пору, коли опалення приміщень будинку відключено, потужність котла використовується неповністю, що сильно знижує ефективність його роботи (рис. 5.9).

РОЗРАХУНОК ТЕПЛООБМІННИКА

Для розрахунку системи опалення можна виходити з того, що вона має експлуатуватися 24 години на добу. Тому мінімальна потужність протиточного апарату повинна дорівнювати приватному від поділу максимальних щоденних втрат тепла на 24 год.

Мал. 5.9. Коефіцієнт корисної дії системи гарячого водопостачання залежно від навантаження. При незначному навантаженні ККД дуже низький

ПРЯМОТОЧНІ ПАЛИВНІ НАГРІВАЧІ

Застосовуються такі нагрівальні агрегати:

пересувні нагрівачі, що працюють на рідкому нафтовому паливі; зазвичай вони мають власний водяний насос або підключаються до циркуляційної лінії після фільтрів. Їхня потужність

прямоточні нагрівачі, що працюють на пропані, із вбудованим фільтром або без нього (в останньому випадку з циркулярним насосом). Їхня потужність становить 37 кВт (32 000 ккал/год). Витрата пропану близько 3,2 кг/год. Коефіцієнт корисної дії близько 80% (рис. 5.10);

стандартні газові водонагрівачі потужністю 17,5 кВт (15 000 ккал/год), 23 та 28 кВт. Підключаються до циркуляційної лінії за фільтром насоса. Система регулюється кількістю води, що пропускається. Термостат пов'язаний із насосом або змішувачем; при нестачі води відключається подача газу. Потрібне щорічне очищення внутрішніх елементів. Коефіцієнт корисної дії близько 80%.

Мал. 5.10. Прямоточний газовий нагрівач для обігріву відкритого басейну

1-прямотковий газовий нагрівач; 2-регулюючий пристрій; 3-термометр; 4-фільтр; 5-зворотний клапан; 6-насос; 7-випуск води

ПРЯМОТОЧНІ ЕЛЕКТРИЧНІ НАГРІВАЧІ

Ці прилади випускаються спеціально для підігріву води у басейнах (рис. 5.11) та обладнані регуляторами температури. Зазвичай електричні нагрівачі включаються до електромережі. Застосовуються нагрівачі потужністю 9 кВт, вбудовані

в систему. Їх можна встановлювати в основній лінії (пристрій, що фільтрує - впускні отвори) або в додатковій гілки. Для встановлення

в ванні використовують нагрівачі потужністю 18 кВт.

Потужність прямоточного електронагрівача дорівнює максимальним добовим тепловтратам, поділеним на тривалість роботи.

Мал. 5.11. Прямоточний електронагрівач для відкритих басейнів

1-обмежувач; 2-регулятор; 3-кришка; 4- датчик обмежувача; 5- нагрівальний фланець; б-відбійний щиток; 7- датчик регулятора; 8-кутове з'єднання; 9 – монтажний елемент; 10запобіжник; 11 – шайба з тефлону; 12-випуск; 13-труба; 14трубчастий нагрівач; 15 -подача

ТЕПЛОВІ НАСОСИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЛЯ ОПАЛЕННЯ ВІДКРИТИХ БАСЕЙНІВ

При використанні теплових насосів одержують певну кількість тепла. Відношення витраченої енергії до корисного тепла, так званий коефіцієнт продуктивності залежить від різниці температур на обох сторонах теплового насоса (випарник конденсатор); зі збільшенням різниці температур коефіцієнт продуктивності знижується. Різниця температур між випарником і конденсатором у свою чергу залежить з одного боку від різниці температур між поглинаючим середовищем і теплоспоживачем, а з іншого - необхідної різниці температур для передачі тепла від середовища випарнику і від конденсатора до споживача. В останньому випадку істотну роль відіграють вид поглинаючого середовища і розмір передавальних поверхонь: при великих поверхнях тепловий тиск менше, а коефіцієнт продуктивності вище.

Мал. 5.12. Розріз системи сонячного опалення із природною циркуляцією. Для регулювання необхідний циркуляційний насос

/ - сонячна радіація

ОПАЛЕННЯ ВІДКРИТИХ БАСЕЙНІВ ЗА ДОПОМОГОЮ СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ

У зв'язку з відносно невеликою різницею температур між зовнішнім повітрям і водою плавального басейну (10 К) коефіцієнт корисної дії сонячних колекторів, використовува-

мих для обігріву відкритих басейнів, у літню пору відносно сприятливий: кожні 1 м2 колектора дає щорічно від 3 (квітень) до 5 кВт (липень, серпень).

У Літній час рекомендується застосовувати прості сонячні колектори (у тому числі із гнучкого пластику). Залежно від корозійної стійкості, опору течії, положення та розміщення є такі можливості підключення сонячних колекторів:

до ванні басейну з установкою фільтрів;

до ванна басейну з розміщенням колектора на рівні ванни і природним підйомом гарячої води в процесі експлуатації (рис. 5.12), до ванни басейну з власним насосом живлення;

колектор з власним насосом живлення і теплопередачею за допомогою протиточного теплообмінника, встановленого в циркуляційній лінії фільтрів.

Колектори, підключені безпосередньо до ванни басейну, схильні до корозії і повинні виконуватися з відповідних матеріалів. Вони також спостерігаються відкладення вапна. Тому їх можна застосовувати лише там, де проведено пом'якшення води.

Важливою вимогою є можливість регулювання температури, оскільки тільки в денний час тепло надходить від колектора у ванну, а в нічний час колектор може служити для охолодження ванни. Регулювання температури води в басейні досягається шляхом підключення до-

Мал. 5.13. Схема комбінованого опалення відкритого басейну (сонячний колектор/звичайне опалення)

1-сонячна радіація; 2-сонячний колектор; 3-зворотний клапан; 4-фільтр; 5-насос; 6-засувка; 7 – запірний клапан; 8-теплообмінник системи опалення

мовного опалення як комбінована система (рис. 5.13).

Сонячні колектори в літню пору рекомендується орієнтувати на південь (південний захід) під утлом 35° до горизонту. Однак застосовуються і горизонтальні, орієнтовані на південний схід та захід. Ефективність використання сонячних колекторів у зимовий період визначається кожному конкретному випадку. Для більшості колекторів потрібне проведення додаткових морозозахисних заходів.

Розрахунок сонячних колекторів. Площа сонячних колекторів дорівнює частці від поділу максимальних добових тепловтрат на теплову потужність 1 м. 2 колектора на початку сезону.

Розрахункова площа колектора може бути знижена за умови зменшення витрати тепла за рахунок укриття ванни або використання комбінованої системи опалення. Найпростішим прикладом комбінованої системи може бути заповнення ванни басейну підігрітою водою, взятої з будинкової системи гарячого водопостачання.

ВИТРАТА ТЕПЛА НА ОПАЛЕННЯ КРИТИХ БАСЕЙНІВ

Витрати опалення критих басейнів становлять істотну частину від експлуатаційних витрат (20-60%). Зниження цих витрат є завданням не лише інженерів-сантехніків, а й архітекторів та експлуатаційників.

МОЖЛИВОСТІ ЕКОНОМІЇ ТЕПЛА

При розгляді питання про економію тепла слід виходити з теплового балансу басейну (рис. 5.14) з урахуванням частки окремих складових витрати тепла (рис. 5.15).

Мал. 5.14. Тепловий баланс критого басейну

1-душова вода; 2- випаровування; 3-вентиляція; 4-осучення; 5 теплопередача.

Мал. 5.15. Складові витрати тепла в індивідуальних та готельних критих басейнах

I – індивідуальний критий басейн; 2 – готельний критий басейн; 3 вентиляція; 4-випаровування; 5 – теплопередача; 6-свіжа вода

ВТРАТИ ТЕПЛА ЗА РАХУНОК ВЕНТИЛЯЦІЇ ТА ІСПАРЕННЯ

Вентиляційна установка критого басейну служить насамперед для осушення повітря. Осушка повітря здійснюється з допомогою повітрообміну, тобто.

заміни внутрішнього повітря сухішим за рахунок підігріву зовнішнього повітря.

При випаровуванні води з ванни басейну також витрачається тепло - в середньому 0,70 кВт/год (540 ккал) на 1 кг води.

До втрат енергії на випаровування також відноситься електроенергія, що витрачається вентиляційною установкою -0,05-3 Вт"год на 1 м3 повітря.

Витрата тепла кВт ч/м3 на початковий підо-

При розрахунку витрати води для прийняття душу виходять із норми 40 л на 1 чол. В індивідуальних басейнах ця витрата не набагато перевищує звичайну норму, встановлену для ванних кімнат, і може не братися до уваги. У готельних басейнах витрати гарячої води при користуванні душами становлять 20-100% витрати гарячої води в системі центрального опалення.

Витрата тепла на теплопередачу насамперед може бути знижений за рахунок удосконалення теплоізоляції конструкцій, що захищають. Особливо надійну теплоізоляцію повинні мати ділянки, де встановлені нагрівальні прилади, що мають вищу температуру, ніж повітря у приміщенні.

Дуже важливого значення набувають гепловтрат через вікна, зменшення їх площі може сприяти суттєвій економії, проте знижує якість залу. Тому рекомендується застосовувати скла з високою теплоізолюючою здатністю (три- і чотиришарове скління,

а також двошарове скління типу «Термолюкс»

з к = 1,4), де випадання конденсату можливе лише за відносно низьких температурах зовнішнього повітря (для стекол «Термолюкс» - мінус 6°С) і, отже, не потрібно спеціального обігріву вікон. При цьому не тільки спрощується вентиляційна система та знижується її потужність, але й відпадають додаткові втрати тепла при обдуві вікон гарячим повітрям або їх обігрівання іншими методами. Поверхні вікон ск = 2 можуть мати втрати тепла, що дорівнює нулю, або навіть акумулювати тепло. Істотний недолік та небезпека для вікон має традиційне розташування опалювальних приладів безпосередньо під вікнами. Теплове

випромінювання опалювальних приладів, що становить до 2/з тепловіддачі залежно від їхньої конструкції, майже наполовину втрачається.

Зниження температури повітря в приміщенні на 10% дозволяє на стільки ж зменшити тегшовтрати від теплопередачі, проте при незмінній температурі води зростуть випаровування (табл. 5.8) та потужність вентиляційної системи, необхідної для осушення повітря (табл. 5.9).

У табл. 5.8 дана орієнтовна величина випарів у критому плавальному басейні (фактичні значення можуть відрізнятися на величину в інтервалі від-20 До +50%).

У табл. 5.9 наведені орієнтовні значення

Таблиця 5.8

Таблиця 5.9

Пії залежить від акумулюючої здатності приміщення по відношенню до площі вікон. Щоб не виникало перегріву приміщення сонячними променями, рекомендується застосовувати регульовані захисні пристрої залежно від кількості енергії, що надходить (селенові елементи або фотоопір) і регулювати ступінь обігріву опалювальних приладів. Якщо сонце світить досить яскраво, при включенні опалювальних приладів повинні автоматично закриватися жалюзі на вікнах.

ВИТРАТА ТЕПЛА НА ВЕНТИЛЯЦІЮ ТА ІСПАРЕННЯ

На кількість вологи, що випаровується, впливають рух води, температура і вологість повітря в приміщенні, рух повітря над ванною басейну (рис. 5.16, 5.17) і біля поверхні стін і вікон, рух людей, конструкція жолобів і рівень води, температура припливного повітря і розміщення вентиляційного обладнання. , розташування вікон та їх теплоізолююча здатність.

Зазвичай витрата тепла на вентиляцію та випаровування не вища, а часто навіть значно нижча, ніж втрати тепла степлопередачею. Однак кількість факторів, що впливають на витрату тепла, пов'язану з вентиляцією та випаровуванням, дуже велика, що при неправильній експлуатації може призвести до збільшення тепловтрат до 300-400%. Для оцінки можуть використовуватися фактичні дані, де втрати на випаровування становлять 0,7 кВт ч/кг води.

тільна вологість повітря 65%

Мал. 5.17. Схема деформації граничного шару повітря та перехідних шарів під час руху повітря

ІСПАРЕННЯ БАСЕЙНУ ПІД ЧАС ЙОГО ПРОСТОЮ

Випари з ванни басейну в проміжках між його експлуатацією значно нижчі, ніж вважалося раніше. При середній температурі повітря 30°З його вологості 70% випаровування стають дуже незначними. За сучасними уявленнями рекомендоване раніше підвищення температури в залі басейну в періоди його простою недоцільно, оскільки тривале підвищення температури повітря призводить і до підвищення температури води, а можливість її охолодження під час купання до температури, приємної для людини, практично виключена. Рекомендується встановити в приміщенні вологість повітря близько 70% і тим самим практично призупинити випаровування під час простою басейну.

Однак такий захід дає позитивні результати лише у тому випадку, коли поверхня ванни знаходиться у спокійному стані. Обдування дзеркала води вентиляцією або холодним повітрям з вікон знижує точку рівноваги випарів, що призводить до їх зростання при нижчій вологості повітря.

ІСПАРЕННЯ БАСЕЙНУ ПІД ЧАС КУПАННЯ

У період експлуатації басейну випаровування істотно зростають і тому сумарна кількість води, що випаровується, значною мірою залежаю від співвідношення часу простою до часу експлуатації.

ОСУСЕННЯ ПОВІТРЯ

При звичайному осушенні повітря шляхом повітрообміну та при використанні вторинного тепла істотно впливають температура і вологість повітря в приміщенні. Наприклад, при температурі повітря в приміщенні 30°С відносної вологості 60% витрата тепла на випаровування становить 1,3 кВт-год на 1 кг води (0,7 кВт-год на випаровування і 0,6 кВт год на повітрообмін), а при температурі 28 °З відносної вологості 50% - 1,74 (0,7+ 1,04) кВтг. Витрата тепла на повітря обмін зростає у зворотній залежності від темпу тури та вологості повітря в приміщенні.

Застосування теплообмінників вторинного теп дозволяє знизити витрату тепла, необхідного для повітрообміну, але не менше 0,7 кВт-год на 1 кг вологи, що використовується, при теоретично 100%-ном іо

Вода в басейні потрібна комфортній температурі, причому весь час. Прогріти настільки великий обсяг рідини, та ще й рівномірно не під силу жодному нагрівачеві прямої дії. Необхідно прогріти великий об'єм води та постійно поповнювати втрати тепла, які в басейні чималі лише за рахунок великої площі поверхні. Джерелом тепла може бути як опалювальний котел, сонячні панелі або геотермальне тепло, а для передачі тепла воді знадобиться теплообмінник для басейну.

Найпростіше нагріти басейн, якщо розмістити теплообмінник послідовно з фільтрами та циркуляційним насосом, який постійно перекачує рідину від донного зливу та скімера та повертає назад через форсунки, розташовані по периметру чаші. Таким чином, вода в басейні не застоюється, регулярно очищається та підігрівається. Ніякого додаткового обладнання в резервуарі немає, все виведено за його межі і розміщується найчастіше нижче рівня грунту в спеціальному кесоні.

Принцип роботи

Теплообмінник сам не нагріває воду. Він лише оптимізований пристрій для ефективного теплообміну між двома середовищами. Одна з них – це теплоносій від безпосереднього джерела тепла, а друга – саме вода з басейну.

У теплообміннику два середовища поділяють лише тонкі стінки труб або пластин із високою теплопровідністю. Чим вище площа такого контакту, тим більше тепла встигне перейти від нагрітої рідини до холодної.

За змістом теплообмінник завжди потоковий, хоч і можуть істотно відрізнятися обсяг камер і секцій для перекачування двох середовищ. Для басейнів використовуються трубчасті та пластинчасті теплообмінники. Перевага на стороні трубчастих пристроїв, так як вони дозволяють знизити опір струму води, що вносяться пристроєм, і менш вимогливі до чистоти рідини, що перекачується.

Корпус формує першу камеру для рідини, що нагрівається. Це довгастий циліндр із труби великого діаметру, закритий з обох кінців заглушками, в яких є штуцер для підключення труб. Зверху він утеплений для усунення зайвих тепловтрат.

Усередині корпусу розподіляються трубки ізольовані від внутрішнього простору пристрою з виведеними на зовнішню сторону штуцерами. Трубка може бути одна вигнута по спіралі для збільшення площі контакту і тягнеться від краю теплообмінника до іншого. Але ефективніше використовувати паралельно багато трубок, які на кінцях об'єднуються колектором. Так істотно знижується гідроопір теплообмінника контуру з теплоносієм і збільшується площа контакту, меж між двома рідинами.

Основні характеристики теплообмінника:

• Максимальна робоча температура. Максимальне нагрівання теплоносія, що витримується пристроєм.
• Теплова потужність Залежить не тільки від площі контакту, а й від типу рідини в обох контурах та перепаду температур.
• Пропускна здатність, що вимірюється в метрах кубічних на годину, визначає, за скільки часу весь об'єм басейну пройде через теплообмінник.

Розрахунок потужності

Підбір за потужністю теплообмінника для басейну виконується, відштовхуючись від чотирьох факторів:

• Розмір басейну, обсяг постійних тепловтрат;
• Температура теплоносія та потужність джерела тепла;
• Цільова температура води у басейні;
• Час, за який потрібно нагріти воду за умови, що її тільки набрали.

Не варто завдання нагріти максимально швидко весь об'єм води у чаші басейну. Потужності теплообмінника достатньо на рівні, що дорівнює максимальним постійним тепловтратам, так щоб можна було підтримувати температуру на заданому рівні.

Нижня межа підбору потужності береться приблизно приблизно 0,7 від об'єму чаші басейну, точніше, води при повному заповненні. Це приблизне значення тепловтрат за рахунок випаровування та теплообміну зі стінками чаші.

Перевищення цього порогу визначає час, за який теплообмінник зможе прогріти лише набрану холодну воду і найчастіше цей параметр підбирається рівним 1-3 дням.

Як джерело тепла використовується опалювальний котел, що працює і на обігрів будинку і на підігрів басейну або в малому контурі тільки на підігрів басейну, наприклад теплий період часу. Максимально можливу віддачу по теплу слід визначати за умови роботи обігріву в будинку, щоб не забирати зайвого тепла на підтримання басейну.

Потрібна потужність теплообмінника для нагрівання басейну за певний час.

P = ((V*С * ΔТ)/t1) + q*S

P – необхідна потужність теплообмінника (Вт),

З – питома теплоємність води за нормальної температури 20оС (Вт/кг*К);

ΔТ – різниця температури холодної та гарячої води (оС),

t1 – оптимальний час для нагрівання всього басейну (годинник),

q – втрати тепла за годину з квадратного метра поверхні води (Вт/м2),

V – обсяг води у басейні (л) .

У розрахунках слід враховувати тепловтрати із дзеркала води за рахунок випаровування. Приймаються такі значення:

• Басейн повністю на вулиці – 1000 Вт/м2.
• Частково закритий навісом чи частиною будівлі – 620 Вт/м2.
• Повністю критий басейн – 520 Вт/м2.

Отримане значення – це саме той параметр, який слід насамперед орієнтуватися під час виборів теплообмінника. Інші параметри необхідно узгодити з наявним обладнанням.

За бажанням розділити час роботи теплообмінника на нічний і денний, коли використовується електричний водогрійний котел, потужність теплообмінника відповідно потрібно збільшити. Достатньо помножити отримане раніше число на 24 і розділити кількість годин, яке передбачається відвести для нагріву басейну.

При виборі важливо пам'ятати, що реальна потужність теплообмінника безпосередньо залежить від різниці температур в обох контурах і від максимального значення нагріву. При меншому перепаді температур вихідна потужність також менше і навпаки.

Опір струму води слід враховувати при виборі циркуляційного насоса, причому разом з фільтруючої станцією, опором труб, форсунок та інших елементів обв'язки.

Максимально допустима температура гарячого контуру визначається за номінальною температурою, яку видає бойлер або опалювальний котел.

З цієї ж формули легко вивести час нагріву басейну, знаючи потужність теплообмінника, що є у продажу. Гнатися за надшвидким нагріванням не варто, достатньо, якщо басейн прогріватиметься з повністю холодного стану до комфортної температури за дві доби.

Підключення

Теплообмінник включається вже після фільтра та циркуляційного насоса, але перед дозатором хімічних реагентів, хлору, віддушки тощо. Підключення обох контурів здійснюється лише через запірні вентилі для можливості контролювати увімкнення та демонтаж з нагоди технічного обслуговування.

Керувати нагрівом повинен регулюючий клапан, розташований на подачі гарячого контуру від котла. Він у свою чергу регулюється термостатною головкою, у якої датчик температури закріплюється на вихідному патрубку контуру, що нагрівається. За допомогою стаціонарного занурювального термометра з індикацією виставляються налаштування термоголовки для керування подачею теплоносія.

Теплообмінник для басейну слід встановлювати нижче напірної лінії, фактично нижче труб, що приєднуються до нього, нижче фільтра та відвідника повітря, виключаючи попадання та акумулювання повітря.

Найчастіше контур від котла опалення до басейну та теплообмінника виходить протяжним. На лінії встановлюється додатковий циркуляційний насос. Для його безперешкодної роботи слід організувати байпас паралельно теплообміннику та перед регулюючим клапаном. В результаті теплообмінник постійно контролює температуру води в басейні та підігріває, якщо це необхідно.

Комфорт - це поєднання умов довкілля, у яких людина почувається добре, не ризикуючи погіршити своє здоров'я. Так, наприклад, для комфортного самопочуття одягнених людей у ​​приміщенні температура повітря при відносній вологості повітря 40-60% повинна бути від 18°С до 20°С, температура поверхні огороджувальних конструкцій (стін) - від 14°С до 19°С, температура підлоги – близько 20°С. У цьому допускається рух повітря зі швидкістю до 0,3 м/с.

Ці цифри ґрунтуються на таких середніх біофізичних характеристиках людини:

• Маса, кг. 60
• Площа поверхні, м 2 1,8
• Темп.тіла 36,5-37°C
• Темп.шкіри 32-33 ° C
• Теплообмін, Вт 82
• Об'єм дихання м 3 /год 0,5
• Частота дихання, раз/хв 16
• Частота пульсу, уд/хв 70-80
• Постійна потужність, Вт 85

При більш низькій температурі поверхні стін і на відкритому повітрі людина втрачає велику кількість тепла за рахунок випромінювання, тому навіть за відсутності руху повітря виникає відчуття протягу.

Необхідна температура поверхонь досягається за рахунок їхньої гарної теплоізоляції, застосування повітряних теплових завіс або підігріву тепловипромінювачами.

Низькі температури поверхні підлоги можуть призвести до простудних захворювань, особливо в тих випадках, коли верхні шари підлоги мають високу теплопровідність (кахель, бетон). Уникнути цього можна за рахунок гарної теплоізоляції, застосування теплих покриттів чи підігріву підлог; останній захід рекомендується здійснювати тільки при великій площі підлоги та температурі повітря в приміщеннях нижче 30°С. Температура поверхні підлоги, що перевищує у звичайних приміщеннях 24-25 ° С, а в приміщеннях з басейном 32-33 ° С, також шкідлива для здоров'я людей.

Занадто низька вологість повітря в приміщенні (особливо в зимовий час, коли зовнішнє повітря містить дуже мало водяної пари) веде до висихання слизових оболонок і збільшує можливість простудних захворювань. Висока вологість повітря знижує випаровування через шкіру та обмежує регулюючі можливості організму щодо підтримки температури тіла на постійному рівні (відчуття задухи).

За дуже високої швидкості руху повітря зростає частка тепла, що віддається тілом за рахунок конвекції. в цілому тепловіддача організму знижується (звуження кровоносних судин, в екстремальному випадку "гусяча шкіра"), і поряд з охолодженими зонами виникають зони перегріву, що призводять до відчуття протягу.

Комфорт у басейні

Температура повітря в приміщенні, де знаходяться роздягнені люди, повинна становити 26-30 ° С залежно від їхньої рухливості: чим вище рухливість людини, тим більше тепла виділяє його тіло. У басейну температура повітря повинна на кілька градусів перевищувати температуру води, тому що при випаровуванні вологи з водяної плівки, що покриває тіло людини після виходу з басейну, відбувається додаткове відведення тепла, і виникає відчуття холоду при дуже низькій температурі повітря в приміщенні. Під час руху босоніж відведення тепла через підлогу значно зростає, тому для забезпечення додаткового комфорту в басейнах з "холодними" покриттями підлог рекомендується застосовувати безпосередній підігрів підлоги або стельове променисте опалення та інфрачервоні випромінювачі. Однак, підігрів підлог потрібно лише при температурі повітря нижче 28 ° С або поганої теплоізоляції підлоги. Вимоги до вологості повітря такі самі, як і для окремих приміщень, а швидкість руху повітря в робочій зоні критих басейнів не повинна перевищувати 0,3 м/с.

Допустима температура води, як і температура повітря біля басейну, певною мірою залежить від можливої ​​активності людей. Крім того, слід пам'ятати, що при однаковій температурі води та повітря охолодження у воді відбувається приблизно у 20 разів швидше, ніж на повітрі. у стандартних і великих басейнах з довжиною доріжки 25-50 м, де активно займаються люди, які вміють плавати, достатня температура води близько 22°С, а в навчальних басейнах з довжиною доріжки 8-16 м температура води повинна бути 23-26° З. При використанні плавання в медичних цілях (для розвантаження хребта у не зовсім здорових людей) температура води повинна перевищувати 26 ° С, а краще дорівнювати 28 ° С (при температурі нижче 25 ° С можуть з'явитися судоми). У зв'язку з цими ж міркуваннями в індивідуальних критих басейнах рекомендується температура води 24-28°С, а басейнах для маленьких дітей 28-30°С.

В цілому в індивідуальних басейнах повинні бути такі характеристики мікроклімату: - температура води 24-28 ° С; температура повітря на 2-3°С вище за температуру води (26-31°С). За більш низьких температур повітря виникають неприємні відчуття та небезпека застуди. Слід пам'ятати, що вища температура повітря знижує випаровування з ванни і, отже, зменшує витрати тепла на обігрів води. Відчуття задухи виникає лише за дуже високої відносної вологості повітря. Не слід знижувати температуру повітря в нічний час, оскільки через зростання випаровувань підвищується витрата енергії на обігрів.

У відкритих басейнах рухливість людей зазвичай вища, ніж у критих. Крім того, температура повітря тут часто нижча, а температура випромінювання вища, але принаймні за наявності сонячної інсоляції. До цього слід додати сприятливий вплив свіжого повітря, що зберігає комфортність відчуттів також і при нижчих температурах та високих швидкостях руху повітря.

Тепловтрати у відкритих басейнах

Температура у відкритому басейні зазвичай нижча, ніж у критому, і становить 21-25°С. Для покращення мікроклімату та створення додаткового комфорту, особливо при тривалому купальному сезоні або користуванні басейном у зимовий час рекомендується здійснювати підігрів підлоги чи променисте опалення обхідної доріжки та підходів до ванни басейну за допомогою електричних інфрачервоних випромінювачів; ванну та підходи до неї по можливості слід захистити від вітру, а за наявності покриття – встановити тепловипромінювачі над ванною. Опалення потрібно насамперед у перехідні місяці (квітень, травень, вересень та жовтень), причому тривалість купального сезону приймається рівною 6 місяців: з середини квітня до середини жовтня.

Оскільки має місце значний теплообмін між поверхнею води та навколишнім повітрям, відкриті басейни слід розміщувати з урахуванням захисту від вітру. При цілорічній експлуатації басейну рекомендується влаштовувати покриття з механічним приводом, що дозволяє значно знизити втрати і довести експлуатаційні витрати до рівня, порівнянного з літнім періодом.

Відкритий басейн без опалення зазвичай придатний лише для короткочасної експлуатації, тому що в цьому випадку мають місце постійні втрати втрати (особливо вночі). Тепловтрати відкритого басейну включають такі:

• Втрати тепла через випаровування води з поверхні ванни та нагрівання підживлювальної води.
• Втрати тепла через природну конвекцію, коли температура повітря нижче температури води.
• Втрати тепла разом з водою, що переливається через краї ванни і розбризкується при виході людей з ванни.
• Втрата тепла за рахунок випромінювання в навколишнє середовище в нічний час.
• Втрати тепла за первинного підігріву води.
• Втрати тепла в ґрунт, що примикає до ванни, та навколишнє повітря.
• Втрати тепла під час заповнення ванни теплою водою для промивання фільтрів.

Необхідно відзначити, що в рівняннях, що застосовувалися до теперішнього часу, для розрахунку тепловтрат на випаровування не враховували процеси на межі шарів, що знижувало точність одержуваних результатів. Середня температура повітря в літнє півріччя приймалася рівною 10°С, тоді як фактично ця величина становить 14-14,5°С, а розрахункова швидкість руху повітря над ванною 1-4 м/c відповідає фактичної швидкості руху повітря безпосередньо над поверхнею води, яка значно нижча. Випромінювання ванни басейну має завжди розглядатися разом із зустрічним випромінюванням атмосфери.

Температура води у ванній басейну фактично перевищує задане значення на величину 4°К через сонячну інсоляцію.

Сильне сонячне випромінювання передбачає наявність ясного піднебіння, проте зазвичай зустрічне випромінювання атмосфери дуже незначне, а випромінювання ванни, особливо вночі, значно вище, ніж випромінювання атмосфери за хмарної погоди. У зв'язку з цим для розрахунку рекомендується приймати для всього сезону постійну величину сонячної інсоляції, маючи на увазі, що чим сильніша інсоляція, тим вища температура води і більше випромінювання ванни басейну.

Глибина води у ванні басейну не робить істотного впливу на енергобаланc і виступає лише як характеристика об'єму. Від площі поверхні води залежить співвідношення між зниженням температури і втратами кожної ванни, причому дрібний басейн остигає і нагрівається швидше, ніж глибокий, при однакових величинах втрат і надходжень тепла.

Тепловтрати відкритих басейнів зі стінками в ґрунті в літній час зазвичай можна не враховувати, як ґрунт погано проводить тепло і акумулює теплоту, отриману при первинному підігріві. Тепловтрати в ґрунт практично дуже невеликі в порівнянні з іншими видами тепловтрат. Інша картина має місце в зимовий час для ванн з стінами, що вільно стоять, і критих басейнів.

Як боротися з тепловтратами

Теплоізоляція завтовшки 1 см знижує тепловтрати на 80%. Додаткові втрати стінки становлять лише 15,5KBтч/день, що відповідає 0,55кВтч/м 2 щодня і за зниженні температури на 0,37К.

Теплоізоляцію бетонних стін ванни доцільно виконувати із зовнішнього боку. У збірних ваннах рекомендується викладати жорсткі теплоізоляційні мати між плівкою та зовнішньою оболонкою стінки ванни.

Дослідження показали, що застосування темних плиток для облицювання значно збільшує абсорбцію сонячного випромінювання. p align="justify"> Середні зміни величини поглинання сонячної інсоляції при зміні кольору облицювальної плитки ванн різняться дуже істотно, навіть при зміні кольору плитки від біло-блакитного до синьо-блакитного. Повноцінна експлуатація басейнів у зимовий час потребує великих енерговитрат. Тому для відкритих басейнів рекомендується взимку використовувати укриття.

На відміну від літнього сезону, взимку на температуру води впливає тепловіддача в прилеглий грунт. Вже за товщини піноматеріалу в 1см досягається економія понад 25%.

При циркулярному циклі тривалістю 8 год, включаючи час промивання одного піщаного фільтра, при глибині ванни 1,5м і різниці температур між водою у ванні та свіжою водою 13ОК втрати тепла на кожне промивання становлять 0,23 кBтч/м 2 (203 ккал ). В індивідуальних басейнах, де промивання фільтрів здійснюється не частіше одного разу на тиждень, тепловтратами на промивання можна знехтувати, а в басейнах готелів, де потрібне щоденне промивання фільтрів, з цим фактором доводиться рахуватися. У громадських басейнах, до яких належать і готельні, відповідно до норм Потрібна добавка свіжої води в кількості 30 л на одного купається що призводить до тепловтрат на підігрів свіжої води в розмірі близько 0,45 кBтч/м 2 в день (390 ккал/м 2 на день).

Істотний елемент тепловтрат відкритих басейнів – випаровування - значною мірою залежить від температури повітря. При низьких температурах у нічний час випаровування води значно вище, ніж за більш денних температур.

Поверхневе укриття

Таким чином, у відкритих басейнах без опалення температура води зростає або залишається постійною вдень, а вночі значно знижується. Пристрій укриття над ванною значно знижує випаровування, суттєво зменшує випромінювання та деякою мірою знижує тепловтрати за рахунок конвекції. За допомогою установки укриття в період найбільших тепловтрат можна досягти їх зниження у відкритих басейнах на 80%. Слід мати на увазі, що у зв'язку з великою питомою вагою випромінювання у сумарних тепловтратах істотне значення має теплоізоляція укриття. Економія від застосування укриттів без теплоізоляції становить лише 30-40% порівняно з теплоізольованим укриттям. Для використання сонячної радіації укриття слід зняти у денний час. З поверхні укриття повинна видалятися вода (отвори, перфорація тощо), оскільки скупчення дощової води лежить на поверхні укриттів сприяє втратам тепла під час випаровування.

Укриття у вигляді сонячного колектора може залишатися над ванною і вдень, коли не користуються басейном. Таке укриття із світлопрозорого теплоізолюючого верхнього шару та прилеглого до води абсорбуючого шару значно покращує поглинання сонячних променів у порівнянні з відкритою ванною. Як показали дослідження, за сприятливих погодних умов застосування укриття у вигляді сонячного колектора дозволяє експлуатувати басейн із температурою води 23С без додаткового опалення.

Підігрів води у басейнах

При визначенні вартості опалення відкритих басейнів важливе значення має середня витрата тепла, залежно від сезону року та температури води.

Для розрахунку витрат на опалення необхідно витрати тепла помножити на вартість 1 кВтг електроенергії у регіоні експлуатації басейну.

Колись відкриті басейни обігрівалися від системи опалення з використанням протиточного теплообмінника. Проте в останні роки з'явилося багато нових варіантів обігріву ванн з використанням агрегатів, що випускаються серійно промисловістю. Серед цих варіантів слід назвати:

• Обігрів ванн від опалювального котла;
• Прямотувальні паливні нагрівачі;
• Прямоточні нагрівачі з електроприводом;
• Теплові насоси;
• Обігрів ванн за допомогою сонячних колекторів.

У всіх системах вода підігрівається до надходження у ванну басейну. Прямі системи обігріву за допомогою труб, розташованих безпосередньо у ванні, або електронагрів облицювальних плиток не знайшли застосування з гігієнічних та економічних міркувань.

Обігрів басейну від котельні свого часу обігрів відкритого басейну зазвичай здійснювався шляхом підключення до будинкової системи опалення. в літню пору, коли опалення приміщень будинку відключено, потужність котла використовувалася не повністю, що сильно знижувало ефективність його роботи.

Розрахунок теплообмінника

Для розрахунку системи опалення можна виходити з того, що вона повинна експлуатуватися 24 години на добу. Тому мінімальна потужність протиточного апарату повинна дорівнювати приватному від поділу максимальних щоденних втрат тепла на 24 год.

Паливні навантажувачі

Для підтримки нормальної температури води в басейні застосовуються такі нагрівальні агрегати:

• нагрівачі, що працюють на рідкому нафтовому паливі; зазвичай вони мають власний водяний насос або підключаються до циркуляційної лінії (в ділянку подачі води після фільтрів). Їхня потужність становить, як правило, близько 45 кВт (40000 ккал/год). Коефіцієнт корисної дії 70-80%;
• газові нагрівачі, що працюють на пропані, із вбудованим фільтром або без нього (в останньому випадку з циркулярним насосом). Їх потужність становить 37 кВт (32000 ккал/год). Витрата пропану близько 3,2 KГ/год. Коефіцієнт корисної дії близько 80%;
• стандартні газові водонагрівачі потужністю 17,5 кВт (15000 ккал/год), 23 та 28 кВт. Підключаються до циркуляційної лінії за фільтром насоса. Система регулюється кількістю води, що пропускається. Термостат пов'язаний із насосом або змішувачем; при нестачі води відключається подача газу. Потрібне щорічне очищення внутрішніх елементів нагрівача. Коефіцієнт корисної дії близько 80%.

Електричні нагрівачі

Ці прилади випускаються спеціально для підігріву води у басейнах та обладнані регулятором температури. Працюють від електромережі з відповідними характеристиками потужності. в залежності від розмірів басейну та клімату місцевості застосовуються нагрівачі потужністю від 3 до 18 кВт, вбудовані в систему. Їх можна встановлювати в основній лінії (на ділянці фільтруючий пристрій - впускні отвори) або додаткової гілки-байпасі.

Потужність прямоточного електронагрівача, необхідного вашому басейну, визначається як відношення максимальної добової втрати втрати до тривалості роботи.

Сонячні колектори

У зв'язку з відносно невеликою різницею температур між зовнішнім повітрям і водою плавального басейну (100К) коефіцієнт корисної дії сонячних колекторів, що використовуються для обігріву відкритих басейнів, в літній час відносно високий: кожен 1 м 2 колектора дає від трьох (квітень) до п'яти кВт. (липень, серпень).

Колектори, підключені безпосередньо до ванни басейну, схильні до корозії і повинні виконуватися з відповідних матеріалів. в них також можуть мати місце відкладення карбонатного накипу. Тому їх застосовують лише там, де жорсткість води суворо контролюється.

Важливою вимогою є можливість регулювання потоку води через колектор, так як він працює як нагрівач тільки в денний час, а в нічний час колектор може виявитися причиною небажаного охолодження ванни. Регулювання температури води у басейні досягається шляхом автономного підключення.

Додати до обраного

• Конструкція
• Монтаж
• Обслуговування

Приклад розрахунку вентиляції у басейні

Кожен власник приватного будинку намагається максимально затишно облагородити і будинок, і всю територію, що йому належить. І більшість дій прямують на відведення площ під зону відпочинку як пасивного, так і активного. Одним із найпопулярніших варіантів облаштування такої зони є будівництво басейну, який можна використовувати для занять спортом чи святкування урочистостей. Практично всі розуміють, що влаштування штучної водойми не є простою справою. І якщо етап гідроізоляції чаші басейну більш-менш відома справа, то розрахунок вентиляції басейну для більшості як обивателів, так і деяких будівельників є закритою книгою.

Вся справа в тому, що раніше вентиляція водойми або зовсім не передбачалася в проекті, або робилася абияк. Так як волога, що конденсується, все одно призводила до того, що утворювалася пліснява, металеві конструкції іржавіли і серйозно псувалися дерев'яні елементи споруди. Судячи з таких неприємних наслідків, можна говорити про високу необхідність влаштування вентиляційної системи в басейні. Тим більше, що на сучасному ринку, з метою боротьби з вологістю, представлено різне вентиляційне обладнання. З його допомогою відбувається процес осушення приміщення, але повітрообмін не забезпечується. Є варіант здійснення повітрообміну, при якому витяжне повітря викидається без втрат тепла.

Етапи розрахунку вентиляції басейну

Для зручності проведення проектування басейну з грамотно влаштованою системою вентиляції рекомендують розділити весь цей складний процес на кілька етапів.

На першому етапі відбувається підбір обладнання та матеріалів, необхідних для ведення робіт. Підберіть досвідчену бригаду проектувальників та монтерів, які запропонують кілька різних варіантів. Відрізнятися вони можуть використовуваним при влаштуванні обладнанням або ціною і особливістю монтажу. При підборі обладнання необхідно прагнути співпраці з фірмами-виробниками, які за допомогою наявного програмного забезпечення допоможуть підібрати все максимально точно, уникнувши при цьому зайвих витрат часу та матеріальних засобів.

На другому етапі створюється робочий проект, специфікація та детально проектуються схеми для монтажу з необхідними розрізами. Наступний етап пов'язаний із створенням виконавчої документації, такої як креслення з технічними характеристиками, паспортами та інструкціями для встановленого обладнання.

Повернутись до змісту

Приклад розрахунку вентиляції

Плавальні басейни, встановлені в закритих приміщеннях, експлуатуються цілий рік. При цьому температура води в чаші басейну становить 26 ° C, а в робочій зоні температура повітря дорівнює 27 ° С. Відносна вологість складає 65%.

Поверхня води, разом із вологими ходовими доріжками, віддає повітря приміщення водяні пари у великих обсягах. Часто виробники прагнуть піти шляхом скління більшої площі приміщення, щоб створити ідеальні умови для притоку сонячної радіації. Але, водночас, потрібно ще й правильно розрахувати особливості вентиляції закритого басейну.

Приміщення, в якому встановлено басейн, прийнято обладнати системою водяного опалення, завдяки якому повністю виключаються теплові втрати. Для запобігання конденсації вологи на поверхні вікон, з внутрішньої сторони, важливо всі опалювальні прилади встановити під вікнами безперервним ланцюгом. Щоб поверхня скла зсередини була нагріта на 1°З вищою, ніж температура точки роси.

Визначте температуру точки роси.

У теплий період цей показник повинен дорівнювати 18°С, а в холодну пору року не нижче 16°С.

Варто мати на увазі, що і на випаровування води буде витрачатися кілька тепла, яке буде запозичуватися з повітря в цьому приміщенні.

Конструкція чаші оточується ходовими доріжками, що мають електричний або тепловий підігрів, за допомогою якого температура цих доріжок приблизно дорівнює 31°С.

Повернутись до змісту

Приватний приклад розрахунку повітряного обміну в приміщенні допоможе легко розібратися.

Припустимо, що басейн влаштовується у Москві. У теплий період температура дорівнює 28,5°С.

У холодну пору температура опускається до -26°С.

Площа чаші басейну, що будується, дорівнює 60 кв. м, його габарити 6х10м.

Вся площа доріжок дорівнює 36 кв. м.

Розмір приміщення: площа - 10х12 м = 120 кв. м, висота дорівнює 5 метрам.

Число людей, які можуть одночасно перебувати в басейні, – 10 осіб.

Температура у воді – не більше 26°С.

Повітряна температура у робочій зоні = 27°С.

Температура повітря, що відводиться із верхньої частини приміщення, дорівнює 28°С.

Тепловтрати приміщення вимірюються у розмірі 4680 Вт.

Повернутись до змісту

Спочатку розрахуйте повітрообмін у теплий період

Надходження явного тепла від:

• освітлення в холодний сезон визначається згідно;
• плавців: Qпл =qя.N(1-0,33)=60.10.0,67 = 400 Вт, за частку, рівну коефіцієнту 0,33, береться час, який плавці проводять у басейні;
• обхідних доріжок розраховується;

Коефіцієнт віддачі тепла від обхідних доріжок дорівнює 10 Вт/кв.

Переходимо до тепловтрат, які відбуваються при нагріванні води у чаші водойми. Підрахувати їх можна в такий спосіб.

Надлишки явного тепла у світлу пору доби розраховуються.

Повернутись до змісту

Надходження вологості

Визначте вологовиділення від плаваючих у басейні спортсменів за допомогою наступної формули Wпл = q. N (1-0,33) = 200. 10 (1-0,33) = 1340 г / год

Надходження вологи повітря з поверхні басейну розраховується так.

У цій формулі за показник А приймається досвідчений коефіцієнт, що враховує різницю інтенсивності випаровування з водної поверхні вологи між моментом перебування у воді плавців та ситуації, коли вода спокійна, тобто коли у воді немає нікого.

Для басейнів, в яких проводяться оздоровчі плавальні процедури, А приймають за 1,5;

F - це площа поверхні води, дорівнює площі 60 кв. м.

Необхідно отримати коефіцієнт випаровування, який вимірюється в кг/кв.м*год.

в якій V визначає рухливість повітря над чашею басейну та приймається за 0,1 м/с. Підставивши її у формулу, отримаємо коефіцієнт випаровування, що дорівнює 26,9 кг/кв.м*ч.

Що таке комфорт?

Комфорт — це поєднання умов довкілля, у яких людина почувається добре, не ризикуючи погіршити своє здоров'я. Так, наприклад, для комфортного самопочуття одягнених людей у ​​приміщенні температура повітря при відносній вологості повітря 40-60% повинна бути від 18С до 20С, температура поверхні огороджувальних конструкцій (стін) - від 14С до 19С, температура підлоги - близько 20С. При цьому допускається рух повітря зі швидкістю до 0,3 м/с.

Ці цифри ґрунтуються на наступних середніх біофізичних характеристиках

Людину:

• Маса, кг. 60
• Площа поверхні м.кв 1,8
• Темп.тіла 36,5-37
• Темп.шкіри 32-33
• Теплообмін,Вт 82
• Об'єм дихання м 3 /год 0,5
• Частота дихання раз/хв 16
• Частота пульсу уд/хв 70-80
• Постійна потужність Вт 85

При більш низькій температурі поверхні стін і на відкритому повітрі людина втрачає велику кількість тепла за рахунок випромінювання, тому навіть за відсутності руху повітря виникає відчуття протягу.

Необхідна температура поверхонь досягається за рахунок їхньої гарної теплоізоляції, застосування повітряних теплових завіс або підігріву тепловипромінювачами.

Низькі температури поверхні підлоги можуть призвести до простудних захворювань, особливо в тих випадках, коли верхні шари підлоги мають високу теплопровідність (кахель, бетон). Уникнути цього можна за рахунок гарної теплоізоляції, застосування теплих покриттів чи підігріву підлог; останній захід рекомендується здійснювати тільки при великій площі підлоги та температурі повітря в приміщеннях нижче 30С. Температура поверхні підлоги, що перевищує звичайних приміщеннях 24-25С, а приміщеннях з басейном 32-33С, також шкідлива здоров'ю людей.

Занадто низька вологість повітря в приміщенні (особливо в зимовий час, коли зовнішнє повітря містить дуже мало водяної пари) веде до висихання слизових оболонок і збільшує можливість простудних захворювань. Висока вологість повітря знижує випаровування через шкіру та обмежує регулюючі можливості організму щодо підтримки температури тіла на постійному рівні (відчуття задухи).

За дуже високої швидкості руху повітря зростає частка тепла, що віддається тілом за рахунок конвекції. в цілому тепловіддача організму знижується (звуження кровоносних судин, в екстремальному випадку «гусяча шкіра»), і поряд з охолодженими зонами, виникають зони перегріву, що призводять до відчуття протягу.

Комфорт у басейні

Температура повітря в приміщенні, де знаходяться роздягнені люди, повинна становити 26-30 ° С залежно від їхньої рухливості: чим вище рухливість людини, тим більше тепла виділяє його тіло. У басейну температура повітря повинна на кілька градусів перевищувати температуру води, тому що при випаровуванні вологи з водяної плівки, що покриває тіло людини після виходу з басейну, відбувається відведення тепла, і виникає відчуття холоду при занадто низькій температурі повітря в приміщенні. Під час руху босоніж відведення тепла через підлогу значно зростає, тому для забезпечення додаткового комфорту в басейнах з «холодними» покриттями підлоги рекомендується застосовувати безпосередній підігрів підлоги або стельове променисте опалення та інфрачервоні випромінювачі. Однак, підігрів підлог потрібно лише при температурі повітря нижче 28С або поганої теплоізоляції підлоги. Вимоги до вологості повітря такі самі, як і для окремих приміщень, а швидкість руху повітря в робочій зоні критих басейнів не повинна перевищувати 0,3 м/с.

Допустима температура води, так само як і температура повітря біля басейну, певною мірою залежить від можливої ​​активності людей. Крім того, слід пам'ятати, що при однаковій температурі води та повітря охолодження у воді відбувається приблизно у 20 разів швидше, ніж на повітрі. у стандартних та великих плавальних басейнах із довжиною доріжки 25-50 м, де активно займаються люди, які вміють плавати, достатня температура води близько 22С, а у навчальних плавальних басейнах із довжиною доріжки 8-16 м температура води має бути 23-26С. При використанні плавання в медичних цілях (для розвантаження хребта у не зовсім здорових людей) температура води повинна перевищувати 26С, а краще дорівнювати 28С (при температурі нижче 25С можуть з'явитися судоми). у зв'язку з тими самими міркуваннями в індивідуальних критих басейнах рекомендується температура води 24-28С, а басейнах для маленьких дітей 28-30С.

Загалом в індивідуальних басейнах мають бути такі характеристики мікроклімату: температура води 24-28С; температура повітря на 2-3С вище за температуру води (26-31С). За більш низьких температур повітря виникають неприємні відчуття та небезпека застуди. Слід пам'ятати, що вища температура повітря знижує випаровування з ванни і, отже, зменшує витрати тепла на обігрів води. Відчуття задухи виникає лише за дуже високої відносної вологості повітря. Не слід знижувати температуру повітря в нічний час, оскільки через зростання випаровувань підвищується витрата енергії на обігрів.

У відкритих басейнах рухливість людей зазвичай вища, ніж у критих. Крім того, температура повітря тут часто нижча, а температура випромінювання-вища, але при всякому разі за наявності сонячної інсоляції. До цього слід додати сприятливий вплив свіжого повітря, що зберігає комфортність відчуттів також і при нижчих температурах та високих швидкостях руху повітря.

Тепловтрати у відкритих басейнах

Температура у відкритому басейні зазвичай нижча, ніж у критому, і становить 21-25С. Для покращення мікроклімату та створення додаткового комфорту, особливо при тривалому купальному сезоні або користуванні басейном у зимовий час рекомендується здійснювати підігрів підлоги чи променисте опалення обхідної доріжки та підходів до ванни басейну за допомогою електричних інфрачервоних випромінювачів; ванну та підходи до неї по можливості слід захистити від вітру, а за наявності покриття – встановити тепловипромінювачі над ванною. Опалення потрібно насамперед у перехідні місяці (квітень, травень, вересень та жовтень), причому тривалість купального сезону приймається рівною 6 місяців: з середини квітня до середини жовтня.

Оскільки має місце значний теплообмін між поверхнею води та навколишнім повітрям, відкриті басейни слід розміщувати з урахуванням захисту від вітру. При цілорічній експлуатації басейну рекомендується влаштовувати покриття з механічним приводом, що дозволяє значно знизити втрати і довести експлуатаційні витрати до рівня, порівнянного з літнім періодом.

Відкритий басейн без опалення зазвичай придатний лише для короткочасної експлуатації, тому що в цьому випадку мають місце постійні втрати втрати (особливо вночі). Тепловтрати відкритого басейну включають такі:

• Втрати тепла через випаровування води з поверхні ванни та нагрівання підживлювальної води.
• Втрати тепла через природну конвекцію, коли температура повітря нижче температури води.
• Втрати тепла разом з водою, що переливається через краї ванни і розбризкується при виході людей з ванни.
• Втрата тепла за рахунок випромінювання в навколишнє середовище в нічний час.
• Втрати тепла за первинного підігріву води.
• Втрати тепла в ґрунт, що примикає до ванни, та навколишнє повітря.
• Втрати тепла під час заповнення ванни теплою водою для промивання фільтрів.

Необхідно відзначити, що в рівняннях, що застосовувалися до теперішнього часу, для розрахунку тепловтрат на випаровування не враховували процеси на межі шарів, що знижувало точність одержуваних результатів. Середня температура повітря в літнє півріччя приймалася рівною 10С, тоді як фактично ця величина становить 14-14,5С, а розрахункова швидкість руху повітря над ванною 1-4 м/c не відповідає фактичної швидкості руху повітря безпосередньо над поверхнею води, яка значно нижче. Випромінювання ванни басейну має завжди розглядатися разом із зустрічним випромінюванням атмосфери.

Температура води у ванній басейну фактично перевищує задане значення на величину 4ОК через сонячну інсоляцію.

Сильне сонячне випромінювання передбачає наявність ясного неба, проте зазвичай зустрічне випромінювання атмосфери дуже незначне, а випромінювання ванни, особливо вночі, значно вище, ніж випромінювання атмосфери за хмарної погоди. У зв'язку з цим для розрахунку рекомендується приймати для всього сезону постійну величину сонячної інсоляції, маючи на увазі, що чим сильніша інсоляція, тим вища температура води і більше випромінювання ванни басейну.

Глибина води у ванні басейну не робить істотного впливу на енергобаланс і виступає лише як характеристика об'єму. Від площі поверхні води залежить співвідношення між зниженням температури і втратами кожної ванни, причому дрібний басейн остигає і нагрівається швидше, ніж глибокий, при однакових величинах втрат і надходжень тепла.

Тепловтрати відкритих басейнів зі стінками в ґрунті в літній час зазвичай можна не враховувати, як ґрунт погано проводить тепло і акумулює теплоту, отриману при первинному підігріві. Тепловтрати в ґрунт практично дуже невеликі в порівнянні з іншими видами тепловтрат. Інша картина має місце в зимовий час для ванн з стінами, що вільно стоять, і критих басейнів.

Як боротися з тепловтратами

Теплоізоляція завтовшки 1 см знижує тепловтрати на 80%. Додаткові втрати стінки становлять лише 15,5 KBтч/день, що відповідає 0,55 кВтг/м 2 на день та при зниженні температури на 0,37К.

Теплоізоляцію бетонних стін ванни доцільно виконувати із зовнішнього боку. У збірних ваннах рекомендується викладати жорсткі теплоізоляційні мати між плівкою та зовнішньою оболонкою стінки ванни.

Дослідження показали, що застосування темних плиток для облицювання значно підвищує абсорбцію сонячного випромінювання. Середні зміни величини поглинання сонячної інсоляції при зміні кольору облицювальної плитки розрізняються дуже істотно, навіть при зміні кольору плитки від біло-блакитного до синьо-блакитного. Повноцінна експлуатація басейнів у зимовий час потребує великих енерговитрат. Тому для відкритих басейнів рекомендується взимку використовувати укриття.

На відміну від літнього сезону, взимку на температуру води впливає тепловіддача в прилеглий грунт. Вже при товщині піноматеріалу в 1 см досягається економія понад 25%.

При циркулярному циклі тривалістю 8 год, включаючи час промивання одного піщаного фільтра, при глибині ванни 1,5 м і різниці температур між водою у ванні та свіжою водою 13ОК втрати тепла на кожне промивання становлять 0,23 кBтч/м 2 (203 ккал 2). В індивідуальних басейнах, де промивання фільтрів здійснюється не частіше одного разу на тиждень, тепловтратами на промивання можна знехтувати, а в басейнах готелів, де потрібне щоденне промивання фільтрів, з цим фактором доводиться рахуватися. У громадських басейнах, до яких належать і готельні, відповідно до норм Потрібна добавка свіжої води в кількості 30 л на одного купається що призводить до тепловтрат на підігрів свіжої води в розмірі близько 0,45 кBтч/м 2 в день (390 ккал/м 2 на день).

Істотний елемент тепловтрат відкритих басейнів - випаровування - значною мірою залежить від температури повітря. При низьких температурах у нічний час випаровування води значно вище, ніж за більш денних температур.

Поверхневе укриття

Таким чином, у відкритих басейнах без опалення температура води зростає або залишається постійною вдень, а вночі значно знижується. Пристрій укриття над ванною значно знижує випаровування, суттєво зменшує випромінювання та деякою мірою знижує тепловтрати за рахунок конвекції. За допомогою установки укриття в період найбільших тепловтрат можна досягти їх зниження у відкритих басейнах на 80%. Слід мати на увазі, що у зв'язку з великою питомою вагою випромінювання у сумарних тепловтратах істотне значення має теплоізоляція укриття. Економія від застосування укриттів без теплоізоляції становить лише 30-40% порівняно з теплоізольованим укриттям. Для використання сонячної радіації укриття слід зняти у денний час. З поверхні укриття повинна видалятися вода (отвори, перфорація тощо), оскільки скупчення дощової води лежить на поверхні укриттів сприяє втратам тепла під час випаровування.

Укриття у вигляді сонячного колектора може залишатися над ванною і вдень, коли не користуються басейном. Таке укриття із світлопрозорого теплоізолюючого верхнього шару та прилеглого до води абсорбуючого шару значно покращує поглинання сонячних променів у порівнянні з відкритою ванною. Як показали дослідження, за сприятливих погодних умов застосування укриття у вигляді сонячного колектора дозволяє експлуатувати басейн із температурою води 23С без додаткового опалення.

Підігрів води у басейнах

При визначенні вартості опалення відкритих басейнів важливе значення має середня витрата тепла, залежно від сезону року та температури води.

Для розрахунку витрат на опалення необхідно витрати тепла помножити на вартість 1 кВтг електроенергії у регіоні експлуатації басейну.

Колись відкриті басейни обігрівалися від системи опалення з використанням протиточного теплообмінника. Проте в останні роки з'явилося багато нових варіантів обігріву ванн з використанням агрегатів, що випускаються серійно промисловістю. Серед цих варіантів слід назвати:

• Обігрів ванн від опалювального котла;
• Прямотувальні паливні нагрівачі;
• Прямоточні нагрівачі з електроприводом;
• Теплові насоси;
• Обігрів ванн за допомогою сонячних колекторів.

У всіх системах вода підігрівається до надходження у ванну басейну. Прямі системи обігріву за допомогою труб, розташованих безпосередньо у ванні, або електронагрів облицювальних плиток не знайшли застосування з гігієнічних та економічних міркувань.

Обігрів басейну від котельні свого часу обігрів відкритого басейну зазвичай здійснювався шляхом підключення до будинкової системи опалення. в літню пору, коли опалення приміщень будинку відключено, потужність котла використовувалася не повністю, що сильно знижувало ефективність його роботи.

Розрахунок теплообмінника

Для розрахунку системи опалення можна виходити з того, що вона повинна експлуатуватися 24 години на добу. Тому мінімальна потужність протиточного апарату повинна дорівнювати приватному від поділу максимальних щоденних втрат тепла на 24 год.

Паливні навантажувачі

Для підтримки нормальної температури води в басейні застосовуються такі нагрівальні агрегати:

Нагрівачі, що працюють на рідкому нафтовому паливі; зазвичай вони мають власний водяний насос або підключаються до циркуляційної лінії (в ділянку подачі води після фільтрів). Їхня потужність становить, як правило, близько 45 кВт (40000 ккал/год). Коефіцієнт корисної дії 70-80%;

• газові нагрівачі, що працюють на пропані, із вбудованим фільтром або без нього (в останньому випадку з циркулярним насосом). Їх потужність становить 37 кВт (32000 ккал/год). Витрата пропану близько 3,2 KГ/год. Коефіцієнт корисної дії близько 80%;
• стандартні газові водонагрівачі потужністю 17,5 кВт (15000 ккал/год), 23 та 28 кВт. Підключаються до циркуляційної лінії за фільтром насоса. Система регулюється кількістю води, що пропускається. Термостат пов'язаний із насосом або змішувачем; при нестачі води відключається подача газу. Потрібне щорічне очищення внутрішніх елементів нагрівача. Коефіцієнт корисної дії близько 80%.

Електричні нагрівачі

Ці прилади випускаються спеціально для підігріву води у басейнах та обладнані регулятором температури. Працюють від електромережі з відповідними характеристиками потужності. в залежності від розмірів басейну та клімату місцевості застосовуються нагрівачі потужністю від 3 до 18 кВт, вбудовані в систему. Їх можна встановлювати в основній лінії (на ділянці фільтруючий пристрій - впускні отвори) або додаткової гілки-байпас.

Потужність прямоточного електронагрівача, необхідного вашому басейну, визначається як відношення максимальної добової втрати втрати до тривалості роботи.

Сонячні колектори

У зв'язку з відносно невеликою різницею температур між зовнішнім повітрям і водою плавального басейну (100К) коефіцієнт корисної дії сонячних колекторів, що використовуються для обігріву відкритих басейнів, в літній час відносно високий: кожен 1 м 2 колектора дає від трьох (квітень) до п'яти кВт. (липень, серпень).

Колектори, підключені безпосередньо до ванни басейну, схильні до корозії і повинні виконуватися з відповідних матеріалів. в них також можуть мати місце відкладення карбонатного накипу. Тому їх застосовують лише там, де жорсткість води суворо контролюється.

При монтажі басейну може знадобитися зварювання, ремонедуємо та використовувати аппарт інвертор Інтерскол ІСА-250/10 для зварювальної роботи.

Важливою вимогою є можливість регулювання потоку води через колектор, так як він працює як нагрівач тільки в денний час, а в нічний час колектор може виявитися причиною небажаного охолодження ванни. Регулювання температури води у басейні досягається шляхом автономного підключення.