Вентиляционные системы частных бассейнов – расчет вентиляции бассейна

Даже незначительные по размеру бассейны – источники повышенной влажности, которая способствует образованию плесени и грибка. А это уже серьезно, ибо они не только портят отделку и стены помещения, постепенно разрушая здание, но и не лучшим образом отображаются на здоровье людей, так как часто являются основой инфекционных и аллергических заболеваний.

Вот поэтому искусственные водоемы относятся к числу тех объектов, которые не могут обходиться без вентиляции. Наличие ее желательно предусмотреть в процессе проектирования бассейна. Так, какие требования к системам вентиляции в частных водоемах для купания и нюансы их установки? Давайте рассмотрим.

Главное – нормальный микроклимат

Системы воздухообмена в бассейнах приватного жилища обладают несколькими отличиями от обыкновенной вентиляции.

Основная особенность состоит в том, что на расчетные параметры установки значительное влияние оказывают показатели температуры воды и воздуха.

Это и положено в принципы отличия вентиляции в помещениях с бассейном и без него, основные из которых заключаются:

• в расположении вытяжных отверстий – поскольку влажный воздух легче, чем сухой, и так как он скапливается наверху, под потолком, поэтому отверстия для его удаления должны находиться именно там;
• в надлежащем регулировании движения воздуха – интенсивность его перемещения над водой приведет к тому, что купающийся в водоеме человек, начнет мерзнуть, а при ослаблении или отсутствии такового – обусловит накопление пара над водой, а, значит, – и духоте;
• в обязательном подогреве подаваемого в помещение воздуха – особенно важно не допускать падения температуры и наличие сквозняков в зимнее время, ведь холодные потоки могут стать причиной простудных заболеваний у любителей купаться.

Главное в обустройстве вентиляции в частном водоеме (примеры расчета вентиляции бассейна в частном доме или коттедже чуть ниже) – сделать так, чтобы человеку было комфортно находиться там раздетым.

Схема вентиляции бассейна

Основной принцип построения вентиляции искусственной купели такой:

• отработанный воздух, как уже отмечалось выше, удаляется из верхней зоны;
• входящий, обладая более высокой температурой и низкой относительной влажностью, направляется по периметру помещения вдоль стен и окон.

Такой порядок вентиляции дает возможность обеспечить действенное избавление от влажного воздуха и надлежащее поддержание температуры возле стен (она должна быть выше показателя точки росы).

ВАЖНО! Если бассейн оборудован стеклянной кровлей, то часть приточного воздуха должна подаваться настилающей струей вдоль нее, а удаляться с противоположной стороны, чтобы обеспечить повышение температуры остекленной поверхности в период холодов и охлаждение ее в жару.

Но для поддержания надлежащей влажности недостаточно правильно спроектировать вентиляцию, надо еще определиться с температурой воды и воздуха, который напрямую связаны с ней. К примеру, понижение температуры воздуха лишь на 1 градус, увеличивает влажность на 3,5 процента.

Поэтому убавить влажность в помещении можно и без вентиляции. Для этого просто надо накрывать чашу водоема пленкой, когда в нем не купаются.

А вот объем воздуха, который поступает в это помещение, должен быть на допустимом санитарными нормами уровне. На сегодня этот показатель соответствует 80 м3/час на человека.

О системах воздухообмена

Приток чистого и удаление отработанного воздуха в бассейнах осуществляется при помощи специально оборудованной вентиляции. На сегодня предусмотрено два варианта организации этого процесса:

• работающие автономно отдельные приточная и вытяжная системы;
• единая приточно-вытяжная установка.

Приточная вентиляция

Устройство для такого способа аэрации воздуха устанавливается главным образом во время общих строительных работ по оборудованию водоема.

Основной его элемент – вентилятор, встроенный в вытяжные каналы. Забор воздуха осуществляется при помощи таких приспособлений:

• устройства для притока воздуха, оборудованного клапаном, препятствующего протоку в помещение холодного воздуха в зимний период, когда оно не работает;
• воздухоочистительного фильтра;
• нагревателя воздуха;
• заборного вентилятора;
• блока для поддержания температурного уровня и объема заборного воздуха.

ОСОБЕННОСТЬ! Приточная вентиляция подает в помещение свежий воздух. Причем делается это отдельно от избавления уже увлажненного воздуха, которое производится параллельно.

Вытяжная вентиляция

Она предусматривает работу вытяжного вентилятора, который встраивается в подготовленные специально для этого каналы. Сюда же входят воздушный (обратный) клапан, а также система автоматики. Воздух распространяется через специальные воздуховоды, которые производят из оцинкованной стали. Подается и удаляется он через вентиляционные решетки.

Распространению воздуха из бассейна по соседским помещениям и коридорам препятствует специальная настройка системы вентиляции, которая предусматривает увеличение количества отработанного воздуха над приточным.

Установка, отдельно работающих приточной и вытяжной систем, отличается несложным монтажом и сравнительно низкой стоимостью. Главный недостаток такого оборудования – высокое энергопотребление. При этом не во всех случаях оно может решить проблему полноценной вентиляции помещения с высоким уровнем влажности.

Если совместить это оборудование с осушителем воздуха, то эффект может быть намного сильнее. Именно такая схема наиболее приемлема для бассейнов частного сектора.

А вот что касается единой приточно-вытяжной установки, то она, хотя и дорогостоящая, но решает все вентиляционные проблемы искусственных водоемов в комплексе.

Расчет вентиляции бассейна

Правильный расчет воздухообменной системы бассейна позволяет обеспечить в нем удобство и порядок. Часто случается так, что выбор вентиляционной системы предполагает решение поставленных задач при большей компактности ее узлов.

Для этого подбираются и применяются подходящие по габаритам и производительным способностям калориферы, вентиляторы, системы рабочих фильтров и т. д.

ВАЖНО! Каждая вентиляционная система должна иметь возможность работать с меньшей производительностью, позволяющей экономить электричество в случае бездействия водоема. Но, устанавливая воздухообменное устройство, следует позаботиться о более мощных узлах, чтобы оно успешно справлялось с задачами при наличии большего количества купающихся. Эти дополнения отнюдь не обязательны. Но именно они дают возможность экономить электричество при наименьших потерях производительности, которая, впрочем, остается на прежнем уровне.

Что нужно посчитать?

Таким образом, выбор вентиляционной системы предполагает произведение грамотного расчета в соответствии с техническими требованиями (вы можете произвести расчет вентиляции бассейна онлайн, при помощи примера указанного чуть ниже, используя калькулятор для вычислений). Для этого используются такие показатели:

• площадь рабочей поверхности водоема;
• квадратура поверхности дорожек, которые окружают бассейн;
• общая площадь искусственной купели;
• температура воздуха в месте нахождения бассейна (берутся 5 дней в самый холодный и самый теплый периоды года);
• минимальная температура воды и воздуха в водоеме;
• расчетное количество купающихся в бассейне;
• расчетная температура удаляемого из помещения воздуха (определяется опасность конденсатообразования).

Для правильного расчета вентиляции понадобятся специальные знания, определенные нормативы СНиП и, конечно же, навыки. Исходя из этого, за данной услугой более рациональным будет обращение к специалистам, чтобы не рисковать всей системой, занимаясь расчетами самостоятельно.

Но это вовсе не означает, что их нельзя сделать самому, Расчеты эти не такие уж и сложные.

Пример расчета вентиляции бассейна

Чаще всего помещения с водоемами оборудуют системой водяного отопления для исключения тепловых потерь.

Поэтому, чтобы предотвратить образование конденсата на окнах с внутренней стороны, необходимо все отопительные приборы установить под ними непрерывной цепочкой.

В таком случае внутренняя поверхность стекол нагрета на 1°С выше за температуру точки росы, которую следует определить (в теплое время этот показатель обычно равняется 18°С, в холодный – не ниже 16°С).

ВАЖНО! Обычно плавательные бассейны круглогодичного использования обустраиваются в закрытых помещениях. Температура воды в таких водоемах составляет 26°С, воздуха в рабочей зоне их – 27°С. Относительная влажность будет равняться 65%.

Стоит также не забыть о том, что некоторое количество воздушного тепла помещения уйдет на испарение воды.

Понадобится и показатель температуры поверхности воды, который обычно на 1 градус ниже аналогичного показателя ее в самом бассейне.

Чаша водоема, как правило, окружена ходовыми дорожками, которые подогреваются при помощи тепловой или электрической энергии. Поэтому температура поверхности их обычно в пределах 31°С.

Расчет воздушного обмена

Для расчета воздухообмена используются размеры площади бассейна, показатели температуры воды, общей влажности воздуха и функциональных особенностей купели. Он исчисляется по такой формуле:

W= exFxPb-PL, кг/ч.

Где:

• F – квадратура чаши водоема в м²;
• Pb – индекс давления паров воды в насыщенном воздухе с учетом температурного показателя воды в бассейне в Барах;
• PL – индекс давления водяных паров при заданном температурном режиме и влажности в Барах (если надо ввести показатель давления в кПа, берется во внимание, что 1 Бар=98,1 кПа);
• е – коэффициент испарения в кг (м²∙час∙Бар), который определяет функциональные особенности водоема (для разных его типов он также разный: при прикрытой пленкой водяной глади – 0,5; при ее неподвижности – 5; небольших размерах чаши и незначительных количествах посетителей – 15; при купелях общественного пользования при средних показателях активности плавающих – 20; водоемах, предназначенных для развлечений и активного отдыха – 28; при бассейнах с водяными горками и волнообразованием – 35).

Для наглядности используем частный пример. К примеру, искусственный водоем расположен на даче в Подмосковье.

• В теплое время года температура тут бывает 28°С, в холодный – 26°С ниже нуля.
• Чаша водоема занимает площадь в 60м².
• Общая квадратура дорожек вокруг него – 36 м².
• Сам бассейн расположен на площади 120 м², его высота 5 м.
• Рассчитана купель на одновременное пребывание в ней 10 человек.
• Температура воды – 26°С.
• Температура воздуха в рабочей зоне – 27°С.
• Температура воздуха в верхней части помещения, который следует вывести, – 28°С.
• Потери тепла в помещении равняются 4680 Вт.

Как поступает влажность

Давайте для начала определимся с влажностью. Она зависит:

• от выделения влаги пловцами;
• поступления ее в воздух с поверхности бассейна;
• от притока ее с окружных дорожек.

В первом случае используем такой расчет:

W_пл = q∙N (1- 0,33) = 200∙10(1- 0,33) = 1340 г/ч.

О поступающей влаге с поверхности водоема узнаем по формуле:

где,

• А – коэффициент, определяющий интенсивность испарения с поверхности воды при наличии пловцов по сравнению с тем, когда их нет (для водоемов оздоровительного типа он составляет 1,5);
• F  – площадь водяной глади (она у нас 60 м²);
• σ_исп – коэффициент испарения (кг/(м²∙ч) – σ_исп = 25 + 19∙v (подвижность воздуха над ванной бассейна, v = 0,1 м/с),  σ_исп = 25 + 19∙0,1 = 26,9 кг/(м²∙ч);  d_в = 13,0 г/кг при t_в = 27°С и φ_в = 60%;

• d_w = 20,8 г/кг при = 100% и t_пов = t_w – 1°С.
• Температура поверхности ванны: t_пов = 26°-1° = 25°С.

Количество влаги, поступающей с обходных дорожек водоема, узнаем таким образом:

• Наперво определяем размер мокрой части их от общей площади. В нашем случае этот показатель равняется 0,45.

Далее ведем расчет по такой формуле:

W = 6,1∙(t_в – t_мт)∙F

где температура мокрого термометра (t_мт) равна 20,5° градуса по Цельсию, и получаем, что W = 6,1∙(27 – 20,5)∙36∙0,45 = 650 г/ч.

Сложив полученные результаты, узнаем общее проникновение влаги:

W = 1,34 +18,9 + 0,65 = 20,9 кг/ч.

ВАЖНО! Наружный воздух в наиболее жаркий период надо охладить до 25,6°С. Иначе температура воздуха в нашем водоеме повысится до 30°С.

Из полученных расчетов видим, что наружный воздух в самый жаркий период дня необходимо охладить в воздухоохладителе до 25,6°С. Если этот этап пропустить, то температура воздуха в бассейне будет возрастать до 30°С.

Как меняется воздухообмен в теплый период

Чтобы определиться с этим, берем во внимание поступления тепла от:

• освещения;
• пловцов;
• обходных дорожек.

Солнечная радиация нам даст теплоту:

Q_c.p. = 2200 Вт.

Количество теплоты от купающихся в бассейне узнаем так:

Q_пл = q_я ∙N∙(1 – 0,33) = 60∙10∙0,67 – 400 Вт (0,33 – доля времени, которую проводят пловцы в водоеме).

Теперь определяем теплоту, исходящую от обходных дорожек:

Q_я.о.д = α_о.д ∙ F_о.д(t_о.д – t_в) = 10∙36(31 – 27) = 1440 Вт (α_о.д = 10 Вт/(м²/С) – коэффициент теплоотдачи обходных дорожек).

Потери тепла, которыми сопровождается нагревание воды в чаше, определяем так:

Q_в = α∙F_в (t_в – t_пов) = 4∙60∙(27 – 25) = 480 Вт (α = 4,0 Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоотдачи от воды к воздуху; t_пов = t_w – 1°С = 26° -1° = 25°С – температура поверхности воды).

Избытки явной теплоты узнаем таким образом:

Q_я = Q_c.p. + Q_пл + Q_o.д – Q_в = 2200 + 400 + 1440 – 480 = 3560 Вт.

Как меняется воздухообмен в холодное время года

Расчет вентиляции при похолодании мало чем отличается от того, который проводится в теплое время года.

ВАЖНО! Следует знать, что относительная влажность в таком случае будет равняться 50%, а d_в = 10,8 г/кг. Остальные параметры используются те же, что и по теплому сезону.

Определяем количество явного тепла:

Q_я = Q_осв+ Q_пл+ Q_о.д + Q_в = 620 + 400 + 1440 – 480 = 1980 Вт.

Количество поступаемой влаги:

• от пловцов W_пл равно, как и в теплый сезон, 1340 г/ч;
• с поверхности водной глади узнаем

• с обходных дорожек рассчитываем

W_о.д = 6,1(27 – 19)360,45 = 790 г/ч.

Общее поступление влаги, таким образом, будет составлять:

W = W_пл + W_Б + W_од = 1,34 + 24,2 + 0,79 = 26,3 кг/ч.

Далее определяем энергию полного тепла:

Q_скр.Б = 24,2∙(2501,3 – 2,39∙25) = 59080 кДж/ч;

Q_скр.од = 0,79∙(2501,3 – 2,39∙31) = 1920 кДж;

Q_скр.пл отображает результат, полученный в теплый период, то есть 3330 кДж/ч.

Подсчитываем общее количество тепла:

59080 + 1920 + 3330 + 3,6∙1980 = 71400 кДж/ч.

Из полученных данных исчисляем тепловлажностые отношения:

Построение и проектирование итогового вентиляционного процесса

Нанесите на i-d диаграмму через точку В луч процесса до пересечения с линией d = const и отметьте точку К.

В холодный период рационально использовать рециркуляцию.

Содержание влаги в рабочей зоне (в холодный и теплый периоды) ничем отличаться не будет:

Δd_р.з = d_в – d_н = 13- 9,9 = 3,1 г/кг.

Выводим влагосодержание смеси в холодное время:

d_см = d_в – d_р.з = 10,8 – 3,1 = 7,7 г/кг.

На пересечении d_см лежит точка смеси С, которая вместе с тем является на графике теплого периода G_n кг/ч.

Определяем влагосодержание отработанного воздуха d_у:

А также количество поступающего снаружи воздуха:

Он выше нормативной величины (G_н = 960 кг/ч), поэтому нужно предусмотреть переработку теплоты воздуха, который надлежит удалению.

Полезные видео

Обзор системы вентиляции:

Подытоживая сказанное, можно с уверенностью сказать, вентиляция бассейна очень важная часть его надежного использования. А применение для этого приточно-вытяжных установок – наиболее приемлемый вариант.

Только для того, чтобы в меру наслаждаться во время купания свежестью и чистым воздухом, необходимо грамотно организовать систему воздухообмена в своем водоеме. Хочется верить, что данный материал вам поможет в этом.