Очевидно, что в данной ситуации необходимо использовать систему поддержания требуемой влажности воздуха (далее — СПТВВ). Прежде, чем начать определяться с выбором типа и тем более производительностью СПТВВ, необходимо выполнить ряд основных расчетов: определить значение требуемой относительной влажности воздуха в помещении бассейна; определить количество испарившейся воды; выбрать способ удаления избыточной влаги.
Начнем с требуемого значения относительной влажности. Как мы уже знаем, СПТВВ в первую очередь применяют для исключения конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждающих конструкций помещения бассейна. Конденсация водяных паров происходит в том случае, когда температура внутренней поверхности ограждающей конструкции помещения бассейна ниже температуры точки росы воздуха в помещении бассейна.
Рассчитать температуру точки росы можно на нашем сайте, воспользовавшись бесплатной online программой из раздела «Проектировщику / Процессы влажного воздуха / Определение температуры точки росы» на интернет-ресурсе www.bioair.ru.
Как видно из результатов расчета и диаграммы, при одной и той же температуре воздуха в помещении бассейна (например, 30 °C) и разных значениях относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна (например, 70 % и 50 %) значение температуры точки росы значительно отличается друг от друга (23,93 и 18,45 °C, соответственно). Это говорит о том, что если ограждающая конструкция хорошо утеплена и температура стенки со стороны помещения бассейна составляет например 24 °C, то в помещении бассейна можно поддерживать значение относительной влажности воздуха 70 %. Но если вдруг ограждающая конструкция утеплена плохо и температура стенки ограждающей конструкции со стороны помещения бассейна, например, 19 °C, то при поддержании значения относительной влажности воздуха в помещении бассейна 70 %, на стенке гарантированно будет образовываться конденсат.
Необходимо уделять большое внимание теплоизоляции ограждающих конструкций помещения бассейна
Чтобы избежать образования конденсата на внутренней поверхности стенки при ее температуре 19 °C (то есть плохой теплоизоляции), внутри помещения бассейна необходимо поддерживать значение относительной влажности воздуха 50 %.
Можно сделать важный вывод: необходимо уделять большое внимание теплоизоляции ограждающих конструкций помещения бассейна, которая «никогда не бывает лишней». Но возникает очередной вопрос: «Как узнать температуру стенки внутри помещения бассейна?». Для этого необходимо провести расчет теплопроводности через ограждающую конструкцию. Этот расчет можно выполнить при помощи бесплатной online-программы из раздела «Проектировщику / Расчет теплопритоков / Через ограждающую конструкцию».
Автор провел расчет теплопотерь через оконный проем удельной площадью 1 м2 для зимнего периода эксплуатации помещения бассейна при поддержании внутри помещения бассейна температуры воздуха 30 °С и различных значений относительной влажности воздуха 70 % и 50 % с учетом скорости движения воздуха, как с улицы, так и со стороны помещения бассейна.
Интересующие результаты расчета: температура поверхности ограждающей конструкции со стороны помещения бассейна — 19,35 °C; температура точки россы воздуха со стороны помещения — 23,93 °С при поддержании требуемого значения относительной влажности воздуха на уровне 70 %; получено предупреждение программы: «Внимание! Возможен конденсат на внутренней поверхности стены!».
В алгоритме управления системой вентиляции с целью снижения эксплуатационных затрат на подогрев воздуха нужно обязательно предусмотреть летний и зимний режимы
Пробуем провести повторный расчет с теми же самыми исходными данными за исключением значения относительной влажности воздуха внутри помещения. Примем это значение 50 %. Получаем новые результаты расчета: температура точки россы воздуха со стороны помещения бассейна 18,45 °С при той же температуре поверхности ограждающей конструкции со стороны помещения 19,35 °С.
Это говорит нам о том, что при поддержании значений температуры воздуха в помещении бассейна 30 °С и относительной влажности воздуха 50 % на поверхности рассмотренного нами типа остекления гарантированно не будет образования конденсата.
Важно! Эти расчеты необходимо проводить для всех типов ограждающих конструкций: окон, стен, крыши и т.д. с учетом параметров наружного воздуха для каждого климатического региона. Причем, гораздо лучше проводить эти расчеты еще до того, как выполнены общестроительные работы по возведению самого помещения бассейна. В случае обнаружения критичной ограждающей конструкции с точки зрения возможности образования конденсата, есть возможность внести аргументированное изменение в проект архитектурно-строительной части. Эти дополнительные затраты на повышение эффективности теплоизоляции в будущем при проектировании СПТВВ помогут существенно сократить как капитальные затраты на основное оборудование, так и последующие эксплуатационные.
Вывод: мы смогли понять, какое значение относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна необходимо поддерживать и как его рассчитать; летом в помещении бассейна можно поддерживать более высокое значение относительной влажности воздуха, так как температура стенки ограждающей конструкции внутри помещения бассейна летом значительно выше, чем зимой.
Теперь, когда мы определились со значением требуемой влажности воздуха в помещении бассейна, можем перейти ко второй части наших расчетов, а именно к определению количества испарившейся воды.
Как было сказано, основными источниками выделения влаги в помещении бассейна являются зеркало воды, поверхность мокрого пола и люди. Подробнее остановимся на зеркале воды.
Обычно применяют четыре основных методики расчета количества влаги, выделившейся с поверхности зеркала воды, а именно: «Основы промышленной вентиляции», В.В. Батурин, 1951 год; методика стандарта VDI 2089 (Общество немецких инженеров); методика Бязина-Круме; методика Общества финских инженеров.
В основу алгоритма всех методик заложен учет разницы между давлением водяных паров насыщенного воздуха при температуре воды и парциального давления водяных паров при действующих параметрах окружающего воздуха.
Очевидно, что если мы поддерживаем в помещении бассейна значение относительной влажности воздуха 70 %, то количество испарившейся влаги будет значительно меньше, чем если бы мы поддерживали значение относительной влажности воздуха 50 %.
Отличие расчетных методик друг от друга состоит в учете различных эмпирических коэффициентов, зависящих от типа бассейна: игровой бассейн с активным волнообразованием; большой общественный бассейн; бассейн отеля; небольшой частный бассейн; закрытая поверхность бассейна; неподвижная поверхность бассейна; небольшой частный бассейн с ограниченным временем использования; общественный бассейн с нормальной активностью купающихся; большие бассейны для отдыха и развлечений; аквапарки с водяными горками и значительным волнообразованием; а также учета/неучета скорости движения воздуха у поверхности воды.
Воспользовавшись бесплатной услугой нашего сайта, выполнить этот расчет можно самостоятельно по любой из четырех опубликованных методик расчета в разделе «Проектировщику / Расчет количества влаги, выделившейся с поверхности воды».
Вывод: мы смогли рассчитать количество испарившейся влаги с поверхности зеркала воды; мы еще раз убедились, что очень важно правильно задаться величиной поддерживаемой относительной влажности воздуха в помещении бассейна, так как это значение существенно влияет на результат расчета количества испарившейся влаги с поверхности зеркала воды.
Можно, конечно, не утруждать себя этими расчетами и задаться требуемым значением относительной влажности воздуха в помещении бассейна в зимний период эксплуатации, например, 60 %, которое рекомендуют многие информационные источники. Но надо четко понимать, к чему может привести ошибка.
1. Задались большим значением относительной влажности (60 % вместо 50 %) — конденсат на ограждающих конструкциях.
2. Задались меньшим значением относительной влажности (40 % вместо 50 %) — конденсат гарантированно отсутствует, но чем меньше значение относительной влажности воздуха в помещении бассейна: тем больше влаги испарится с поверхности зеркала воды; тем больше требуемая производительность системы вентиляции (осушения воздуха) помещения бассейна.
А это существенное увеличение энергозатрат при эксплуатации бассейна (подпитка и водоподготовка, дополнительное количество тепла на подогрев приточного воздуха и т.п.). В связи с этим, еще раз прошу уделить особое внимание значению требуемой относительной влажности воздуха в помещении бассейна, особенно зимой!
Теперь, когда мы определились с количеством выделившейся влаги при поддержании требуемого значения относительной влажности воздуха, мы должны удалить эту влагу из помещения бассейна, то есть необходимо определиться с типом и производительностью СПТВВ.
Испарившаяся вода поглощается и удаляется воздухом, который находится в помещении бассейна. Так как процесс испарения влаги происходит пусть и неравномерно во времени, но непрерывно, то можно сделать вывод: в помещении бассейна необходимо постоянное движение воздуха.
Причем, мы должны подавать относительно сухой воздух, который будет поглощать (впитывать) испарившуюся влагу, а затем мы должны удалить влажный воздух из помещения бассейна. Можно сделать еще один вывод — воздух может поглотить только определенное количество воды.
Количество воды, поглощаемое воздухом, зависит от таких факторов как температура воздуха; количество воды, которое уже находится в воздухе.
Если воздух больше не может поглощать воду, то избыточная влага начинает конденсироваться на ограждающих конструкциях. То есть, мы можем сделать еще один вывод: зная количество испарившейся влаги, необходимо рассчитать количество подаваемого/удаляемого воздуха в/из помещения бассейна.
В помещении бассейна нет необходимости всегда поддерживать одно и то же значение относительной влажности воздуха летом и зимой
Сухой воздух в помещение бассейна можно подать двумя основными способами:
1. Использовать удаляемый влажный воздух на рециркуляцию, предварительно осушив его. Этого можно добиться при использовании осушителей воздуха (например, фирмы Dantherm). Удаляемый влажный воздух проходит через испаритель, где при контакте с холодной поверхностью теплообменника происходит охлаждение воздуха до температуры ниже температуры точки росы. Этот эффект мы подробно рассмотрели выше. Затем, охлажденный и осушенный воздух проходит через конденсатор, где догревается и снова подается в помещение бассейна.Б.
2. Использовать относительно сухой наружный воздух с улицы, который после соответствующей подготовки (очистка, нагрев и т.п.) при помощи приточновытяжной системы вентиляции подается в помещение бассейна. Сухой воздух поглощает испарившуюся влагу и удаляется на улицу.
Оба способа имеют свои преимущества и недостатки. Еще одним решением задачи поддержания относительной влажности воздуха в помещении бассейна является объединение обоих способов, то есть: «Вентиляция бассейна + Осушитель воздуха = Система поддержания требуемой влажности воздуха».
Продолжение — в следующем номере, где мы вернемся к расчету требуемой производительности СПТВВ, рассмотрев его на конкретном примере.
Вернемся к расчету требуемой производительности СПТВВ. Если проблема решается при помощи осушителей, то по таблицам, предоставленным фирмой-производителем осушителей, подбирается соответствующее оборудование.
Обратите внимание! Подбор осушителя необходимо проводить по количеству влаги, которое может удалить выбранный осушитель при поддержании рассчитанного нами ранее значения относительной влажности воздуха. Если проводить подбор осушителя только по площади зеркала воды вашего бассейна без предварительного расчета количества выделившейся влаги, описанного выше, то ошибка в производительности подобранного оборудования может быть четырехкратной. То есть, установленное оборудование никогда не сможет поддержать требуемую относительную влажность и, как следствие, на ограждающих поверхностях бассейна обязательно будет образовываться конденсат. Это ни в коей мере не говорит о неисправности установленного осушителя, а только подтверждает техническую некомпетентность фирмы, подобравшей данное оборудование только по площади зеркала воды.
Например, имеется помещение, в котором поддерживается температура воздуха 30 °С и в этом помещении находится бассейн с температурой воды 28 °C и площадью зеркала воды 14 м2.
Из результатов расчетов видно, что с 1 м2 зеркала воды по Методике стандарта VDI 2089 (Обще-ство немецких инженеров) при значении относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна 70 % происходит испарение воды в количестве 0,121 л/ч, а при значении относительной влажности 50 % происходит испарение воды в количестве 0,249 л/ч. То есть, с поверхности зеркала воды нашего бассейна при поддержании значения относительной влажности воздуха 70 % испаряется:
14 м2 х 0,121 л/ч = 1,694 л/ч,
а при поддержании 50 % эта величина составит, соответственно:
14 м2 х 0,249 л/ч = 3,486 л/ч.
Смотрим кривую влагосъема настенного осушителя фирмы Dantherm CDP 35. При температуре воздуха внутри помещения бассейна 30 °С и относительной влажности 70 % производительность данного осушителя составляет примерно 1,7 л/ч. Это говорит нам о том, что осушитель CDP 35 справится с поставленной задачей поддержания значения относительной влажности воздуха 70 %.
Но, согласно кривой влагосъема, при температуре воздуха внутри помещения бассейна 30 °С и относительной влажности 50 %, производительность данного осушителя составляет примерно 0,9 л/ч.
Вывод: данный осушитель не справится с задачей поддержания требуемого значения относительной влажности на уровне 50 %.
Для поддержания значения относительной влажности воздуха на уровне 50 % необходимо:
3,486 [л/ч] / 0,9 [л/ч] = 3,87,
то есть четыре осушителя CDP 35.
Вот вам и цена поддержания разного значения относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна, которое напрямую зависит от капитальных затрат на теплоизоляцию помещения бассейна!
Если проблема решается при помощи системы вентиляции бассейна, то необходимо провести дальнейшие расчеты для определения количества свежего приточного воздуха, необходимого для поглощения испарившегося количества влаги с учетом географического и климатического месторасположения вашего бассейна. Это достаточно сложные расчеты с использованием i-d-диаграммы влажного воздуха, в которой строится луч процесса поглощения влаги свежим приточным воздухом. Направление луча процесса зависит от тепловых процессов, протекающих в помещении бассейна. Соответственно, для летнего, зимнего, ночного, дневного режима эксплуатации помещения бассейна эти лучи процесса поглощения влаги приточным воздухом будут различными и, как следствие, различной будет и требуемая производительность системы вентиляции.
Приблизительный экспресс расчет требуемой производительности системы вентиляции помещения бассейна можно выполнить на нашем сайте, заполнив форму-заявку. Эта форма расположена в разделе «Проектировщику / Расчет системы вентиляции помещения бассейна». Для окончательного ответа на вопрос о требуемой производительности системы вентиляции помещения бассейна необходимо выполнение проекта.
Если проблема решается при помощи осушителей и системы вентиляции бассейна, то необходимо определить, какое количество влаги удалят осушители, а какое система вентиляции и произвести подбор оборудования.
Продолжение следует.
