Расчет теплопотерь для крытого бассейна. Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей. Пример расчёта вентиляции в бассейне

Мир водоснабжения и канализации

все для проектирования

Расчет подогрева воды в бассейне

Добрый день, уважаемые коллеги!

Недавно проектировала многофункциональное здание с бассейном. Столкнулась с задачей подогрева воды в бассейне. Бассейн существующий , по существующей схеме подогрев выполнен от системы горячего водоснабжения, путем добавления горячей воды в бассейн и вытеснением теплой воды. Теплая воды уходит через перелив в канализацию. Способ конечно крайне не экономичный, но нормами допускается. Особенно для маленьких бассейнов (объемом до 80 м3), так же можно использовать для бассейнов в детских садах (они не большие и требуют регулярной смены воды).

Расчет количество холодной и горячей воды для заполнения бассейна из централизованной системы водоснабжения:

Пример выполнен на бассейна объемом 80м3. Время заполнение бассейна принято 14 часов (согласно действующим нормам время можно брать больше в зависимости от объема бассейна 24-48часов). Температура воды в бассейне 26 градусов. В расчете я принимаю температуру воды на заполнение бассейна 30 градусов, с учетом потерь на нагрев конструкции бассейна и нагрев трубопроводов.

Расход теплой воды на заполнение бассейна составит:

Расход холодной и горячей воды на первое заполнение бассейна составляет:

где: Q_{б —} расход воды на заполнение бассейна_; Q_{х —} количество холодной воды_, Q_{г —} количество горячей воды;

t_б, t_г, t_г -температура воды в бассейне, горячей и холодной воды соответственно.

Расчет водяного теплообменника для бассейна:

Классическая схема, это подогрев воды бассейна от водяного теплообменника, подключенного к системе отопления. В идеале , контур отопления должен быть круглогодичной работы.

Требуемая мощность водяного теплообменника бассейна определяется:

C – удельная теплоемкость (Вт/кг*град.), С=1,163

∆Т – разность температур между свежей и требуемой водой, град.

T – время первоначального нагрева (час)

Q_кп – компенсация теплопотерь во время нагрева (Вт/м2) в зависимости от температуры воды и воздуха в бассейне, 140кВт

Принимаем водяной теплообменник производительностью 80кВт (с учетом 15% запаса на износ работы теплообменника).

Примечание к расчету: Обратите внимание, что в моем расчете , я приняла температуру холодной воды 10 градусов (это индивидуальная особенность моего проекта), как правила температура холодной воды в расчете принимается 5 градусов. Так же для уменьшения мощности теплообменника , вы можете увеличить время первоначального нагрева до 48 часов.

Для проверки своего расчета: мощность водяного теплообменника примерно равна объему бассейна.

Очень часто в здании система отопления работает сезонно. Например в школах и детских садах, бассейн тоже работает сезонно, только в период, когда работает отопление. Если же Ваш бассейн круглогодичного использования, а отопление в теплый период года отключается, тогда для подогрева воды в бассейне можно поставить электрический водонагреватель.

Мощность электрического водонагревателя для закрытого бассейна принимают 1/3 от объема воды в бассейне.

Мощность электрического водонагревателя для открытого бассейна принимают 1/2 от объема воды в бассейне.

Если же электрических мощностей не хватает, то можно в теплый период года установить тепловой насос, который преобразует энергию теплого уличного воздуха в кВт. Ориентировочно: при потребления 2,5кВт электричества , он вырабатывает 10кВт мощности. Тепловой насос можно поставить не во всех объектах. Он очень шумный, дорого стоит и для эффективной работы требует температуру уличного воздуха от 18 градусов до 24 градусов.

Успехов Вам в работе! И хорошего дня!

Пункт 2

Потери тепла, связанные с выходом купающихся из бассейна и таким образом, разбрызгиванием воды, исходя из опыта, наибольшие в жаркие дни. Однако поскольку в такие дни воду прогревают меньше всего, то эти потери не обязательно учитывать. Достаточно того, что эти потери тепла компенсируются пунктом 7.

Пункт 3

Также можно пренебречь этими потерями, потому что они имеют значение только при подсчете эксплуатационных расходов.

Пункт 4

Тепловое излучение может быть очень разным. При облачной погоде оно меньше, чем при ясной. На практике достаточно определения разницы температур между водой и воздухом согласно DIN 1301.

Q_изл = A * C * b * Dt в Вт

Q_изл = потери тепла при излучении в Вт

А = поверхность воды бассейна, м 2

b = температурный фактор 1

Dt = разница между температурой воды и воздуха над поверхностью воды, К

С = число излучения в Вт/м 2 К; для воды – 5,56

Пункт 5

Потери тепла в связи с испарением существенно зависят от ветра, т.е. скорости движения воздуха.

Q_исп = W * r , в Вт/м 2

W = (25 + 19v) * (x’’ – X’) в кг/м 2 ч

Q_исп = потребность в тепле на испарение (Вт/м 2 )

W = объем испарившейся воды (кг/м 2 ч)

x’’ = содержание воды в насыщенном воздухе над поверхностью воды в бассейне при определенной температуре воды (кг/кг)

X’ = содержание воды в остальном воздухе (кг/кг)

v = скорость ветра (м/с)

r = тепло, расходуемое на испарение при определенной температуре воды в бассейне (Вт/кг)

Относительно скорости ветра:

– открытая местность: v = 4,0 м/с

– частично защищенная местность: v = 2,0 м/с

– защищенная местность: v = 1,0 м/с

Пункт 6

Потери тепла в связи с конвекцией на поверхности воды существенно зависят от скорости ветра

Q_к = A * а * Dt в Вт/м 2

Q_к = потери тепла при конвекции в Вт/м 2

А = поверхность воды бассейна, м 2

Dt = разница между температурой воды и воздуха над поверхностью воды, К

а = значение перехода тепла в зависимости от скорости ветра в Вт/м 2 К

Значения параметра а:

– открытая местность: а = 12,79 Вт/м 2 К

– частично защищенная местность: а = 6,98 Вт/м 2 К

– защищенная местность: а = 4,07 Вт/м 2 К

Общее значение потерь тепла вычисляется:

Пункт 7

Компенсация тепла возникает при отдаче тепла телами купающихся воде и составляет прибл. 9 – 140 Вт/ч на 1 человека. Это значение, как говорилось в Пункте 2, приравнивается к значению соответствующих потерь.

Пункт 8

Компенсация тепла в связи с конвекцией возникает только тогда, когда температура внешней среды выше температуры воды, и поэтому этим можно пренебречь.

Пункт 9

Компенсация тепла в связи с солнечным излучением зависит от затененности, облачности, времени дня и года, а также от географического положения. Среднегодовое значение этой величины составляет прибл. 70 Вт/м 2 , а в летние месяцы она может достигать 150 Вт/м 2 .

Таким образом, балансовая формула выглядит так:

Q = потребность в тепле для прогрева воды в бассейне в час, Вт/м 2

Q_пот = потери энергии, Вт/м 2

Q_комп = компенсация энергии, Вт/м 2

2.1.2 Пример подсчета потребности в тепле для открытого бассейна

2.1.2.1 Исходные условия

Размер бассейна 8 ´ 4 м

Температура воды в бассейне 24° С

Средняя температура (с мая по сентябрь) 15,8° С

Температура свежей воды при доливании в бассейн 10° С

2.1.2.2 Потери тепла в связи с излучением на каждый м 2 поверхности воды

Q_изл = A * C * b * Dt в Вт

Q_изл = 1 * 5,56 * 1 * (24 – 15,8) = 45,59 Вт

2.1.2.3 Потери тепла в связи с испарением на каждый м 2 поверхности воды

Средняя относительная влажность воздуха 73%

x’’ = содержание воды в насыщенном воздухе над поверхностью воды в бассейне при определенной температуре воды 24° С = 0,0186 кг/кг

X’ = содержание воды в остальном воздухе при температуре 15,8° С и относительной влажности 73% = 0,0082 кг/кг

r = тепло, расходуемое на испарение при температуре воды в бассейне 24° С =680 Вт/кг

Q_исп = W * r , в Вт/м 2

Для защищенной местности (v =1,0 м/с):

W = (25 + 19v) * (x’’ – X’) = (25 + 19 * 1)(0,0186 – 0,0082) = 44 * 0,0104 = 0,4576 кг/м 2 ч

Для частично защищенной местности (v =2,0 м/с):

W = 0,6552 кг/м 2 ч

Для открытой местности (v =4,0 м/с):

W = 1,0504 кг/м 2 ч

Q_исп = W * r , в Вт/м 2

Для защищенной местности (v =1,0 м/с):

Q_исп = 0,4576 * 680 = 311 Вт/м 2

Для частично защищенной местности (v =2,0 м/с):

Q_исп = 0,6552 * 680 = 446 Вт/м 2

Для открытой местности (v =4,0 м/с):

Q_исп = 1,0504 * 680 = 714 Вт/м 2

2.1.2.4 Потери тепла в связи с конвекцией на каждый м 2 поверхности воды

Q_к = A * а * Dt в Вт/м 2

Для защищенной местности (v =1,0 м/с):

Q_к = 1 * 4,07 * (24 – 15,8) = 33,37 Вт/м 2

Для частично защищенной местности (v =2,0 м/с):

Q_к = 1 * 6,98 * (24 – 15,8) = 57,24 Вт/м 2

Для открытой местности (v =4,0 м/с):

Q_к = 1 * 12,79 * (24 – 15,8) = 104,88 Вт/м 2

2.1.2.5 Потери тепла всего

Для защищенной местности (v =1,0 м/с):

Q_пот = 45,59 + 311 + 33,37 » 390 Вт/м 2

Для частично защищенной местности (v =2,0 м/с):

Q_пот = 45,59 + 446 + 57,24 » 549 Вт/м 2

Для открытой местности (v =4,0 м/с):

Q_пот = 45,59 + 714 + 104,88 » 865 Вт/м 2

2.1.2.6 Компенсация тепла в связи с солнечным излучением

Q_комп = 116 Вт/м 2

2.1.2.7 Балансовая формула

Для защищенной местности (v =1,0 м/с):

Q = 390 – 116 = 274 Вт/м 2

Для частично защищенной местности (v =2,0 м/с):

Q = 549 – 116 = 433 Вт/м 2

Для открытой местности (v =4,0 м/с):

Q = 865 – 116 = 749 Вт/м 2

Средняя дневная потребность в тепле для открытого бассейна размером 8 ´ 4 м исчисляется:

Q_дн = Q_пот ´ Поверхность (32 м 2 ) ´ 24 ч в Вт (кВт)

В следующей таблице показано, какое влияние оказывает на потребность в тепле расположение бассейна.

При защищенной местности минимум с двух сторон бассейна находятся высокие стены или здания.

При частично защищенной местности бассейн окружен деревьями или кустами.

При открытой местности бассейн не защищен; этого надо по возможности избегать.

Вентиляция бассейна в частном доме

Сегодня рассмотрим, как работает вентиляция в бассейне, как в принципе организовать воздухообмен и что для этого нужно. Почему она эффективнее и дешевле осушителя.

Содержание

Когда нужна система вентиляции в бассейне?

Вентиляция в бассейне решает 3 задачи: подает воздух для дыхания, удаляет влагу и запахи. Осушитель только убирает влагу, а воздух остается затхлым. Но:

Осушитель для бассейна с зеркалом 15 м 2 обойдется дешевле вентиляции.
Все дело в стартовой цене. Начальная стоимость любой адекватной системы вентиляции: 300 000 руб. «под ключ». Осушитель для бассейна 15 м 2 – тот же Danvex DEH-600 обойдется дешевле – 170 000р. Выгодно!

Как вентиляцией удалять влагу? Принцип работы

Мы просто продуваем помещение бассейна увеличенным объемом воздуха. Если для дыхания в бассейне нужно 80 м 3 /ч воздуха на 1 человека, то для удаления влаги примерно в 4 раза больше. Стоимость вентиляционных установок и монтажных работ от этого изменяется незначительно.

Приточная установка забирает сухой воздух с улицы, нагревает его и подает в бассейн. Вытяжная установка удаляет влажный воздух прямо над чашей бассейна.

Вентиляционные установки для бассейнов работают в 2 режимах — Лето и Зима.

Лето. Летом воздух на улице теплый и влажный, поэтому подается в помещение бассейна без нагревания. Содержание влаги летом очень большое — 12,8 г/кг. Поэтому, чтобы удалить влагу из бассейна и без того влажным уличным воздухом приходится продувать помещение бассейна большим объемом воздуха, т.е. брать не качеством, а количеством.

Зима. Ситуация обратная. Воздух на улице холодный, и его нужно нагревать для подачи в бассейн, но вот что главное – он очень сухой. Его влагосодержание всего 0,39 г/кг, т.е. в 32 раза суше, чем воздух летом, а значит и количество такого воздуха для осушения бассейна нужно в несколько раз меньше.

Например, для осушения воздуха вентиляцией в бассейне с площадью воды 25 м 2 , летом нужно примерно 3000 м 3 /ч воздуха, а зимой — всего 400 м 3 /ч., что в 7,5 раз меньше.

Сколько стоит вентиляция в бассейне «под ключ»?

Компанию дают разную стоимость.
В таблице ниже я привел оптимальную стоимость по рынку. Я проектировщик и зарабатываю с проектирования. Выкладываю стоимости не с целью прессинга монтажных компаний, а с целью, чтобы мои Заказчики понимали порядок цен.

Дело в том, что стоимость приточных и вытяжных установок практически не зависит от размера бассейна. Основной ценник лежит в разветвленности сети воздуховодов и стоимость монтажных работ.

На рынке более 20 марок вентиляционного оборудования с разной стоимостью. В таблице посчитана сама простая и эффективная система вентиляции бассейна на базе оборудования NED и Breezart. Без проекта Вы не сможете узнать точную стоимость, а монтажники не смогут собрать систему.

Вы можете заказать проект или проконсультироваться у меня +7-963-729-71-20.

Стоимость проекта от 25 000 до 36 000 рублей.

Cравнение с осушителями: в бассейнах с зеркалом воды 25 м 2 осушитель на 20% дешевле системы вентиляции. А в бассейнах с зеркалом 35 м 2 и более – стоимость осушителя и вентиляции одинакова,но функционал осушителя значительно меньше.

Нормы воздухообмена в бассейне

Главный норматив по бассейнам СП 310.1325800.2017

Рассмотрю самые важные требования:

1. В помещении круглый год нужно поддерживать 30 о С , т.к. люди ходят раздетые, поэтому температура приточного воздуха рассчитывается не на 23 о С, как в обычных помещениях, а на 30 о С.

2. Относительная влажность воздуха не более 55-65% . В бассейнах в деревянных домах влажность воздуха должна быть не более 45%. Изменение влажности хотя бы на 5% требует изменение объемов воздуха на 35%, поэтому влажность для расчета вентиляции бассейна – самый важный показатель.

3. Подвижность воздуха 0,2 м/с. Поэтому в бассейне всегда очень большие вентиляционные решетки. Скорость из решеток должна быть минимальной, чтобы люди не простудились.

4. Вытяжки больше чем притока. В залах для бассейнов объем приточного воздуха на 10% больше объема вытяжного. Это сделано, чтобы влажный воздух не выбивался в смежные помещения.

Более подробно нормативные требования я разбирал в этой статье.

Сколько воздуха нужно для вентиляции бассейна?

Расход воздуха для вентиляции бассейна рассчитывается в зависимости от влаговыделений т.е. количества влаги выделяемой от зеркала воды.

Объем избыточной влаги зависит от региона строительства, наличия осушителя, площади чаши (площадь зеркала воды), коэффициента интенсивности испарения (Δßb). Серьёзным образом на расход воздуха влияют аттракционы: водяные горки, противоток, массажер, подводные струи, фонтаны и гейзеры.

Расчет вентиляции бассейна

Разберу расчет вентиляции на примере бассейна 23 м 2

Как видим, объем воздуха для одного и того же бассейна 23 м 2 для разных условий разный, поэтому онлайн-калькуляторы не могут учесть все показатели и считают с запасом. Например, система противотока в бассейне увеличивает размер вентиляционного оборудования на 33%, а установка водяной горки — на 50%!

Для точного расчета Вашего бассейна советую разрабатывать проект вентиляции и не жалеть 25-40 тысяч рублей. Для проектирования потребуются архитектурные планы в DWG (AutoCAD).

Подача воздуха из пола в бассейне

В интернете есть картинка, где воздух в бассейн подается из пола, а в техническом этаже стоит вентиляционная установка. Мне приходится объяснять своим Заказчикам, что на практике так сделать невозможно:

• Невозможно пробить отверстия такого размера, что бы скорость воздуха из них была меньше 0,5 м/с, а при большей скорости будут сквозняки и дискомфорт.
• Расход воздуха в бассейне очень большой – придется пробить 5-6 отверстий 600х100 в плите перекрытия, на которую опирается чаша. Довольно проблематично.
• В зоне окон размещаются конвектора отопления и подводка труб. Придется заказывать конвектора индивидуального изготовления, что долго и дорого.

В итоге: в частных бассейнах от такой схемы отказываются в 90% случаев. В коммерческих бассейнах такая схема подачи воздуха используется часто, но предусматривается на этапе конструктива здания, где чаша представляет собой отдельный монолит.

Схемы вентиляции частного бассейна

Все схемы поддержания микроклимата сводятся к комбинированию вентиляции и осушителя. Это и есть комбинированный метод осушения.

Существуют 3 варианта:

• приточная и вытяжная установки (раздельные);
• приточно-вытяжная установка (единая) с обводным каналом;
• приточно-вытяжная установка (единая) с рекуператором.

Все 3 варианта комбинируются с осушителем и получаем еще 3 схемы:

• приточная и вытяжная установки (раздельные) c осушителем;
• приточно-вытяжная установка (единая) с обводным каналом и осушителем;
• приточно-вытяжная установка (единая) с рекуператором и осушителем.

Давайте разбираться, но забегая вперед скажу:

Разберем каждое оборудование по порядку, и все станет понятно.

Рекуператор для бассейна. Почему не нужен?

Рекуператор – секция в приточно-вытяжной установке, которая экономит 50% тепла на нагрев приточного воздуха зимой.

На улице зимой холодно, поэтому для подачи воздуха в бассейн его нужно нагреть. Нагревать можно водой или электричеством, но это всегда дополнительные затраты. Заказчик хочет сэкономить на эксплуатации и правильно делает, но в бассейнах рекуператор не нужен и даже вреден.

Зимой на улице воздух холодный, но очень сухой, поэтому для осушения бассейна его нужно очень мало – в 7 раз меньше чем летом. Остается только нагреть. В итоге объемы воздуха для осушения бассейна зимой совсем мизерные от 350 до 500 м 3 /ч, а для окупаемости рекуператора требуется минимум 1500 м 3 /ч.

Зимой приточная установка будет снижать обороты, а нагреватель воздуха будет работать на минимуме. Получается, что экономить просто нечего. Летом установка будет увеличивать подачу воздуха, но нагреватель работать не будет.

С установкой рекуператора в бассейне мы получаем большую проблему.

Рекуператор в бассейне постоянно обмерзает и течет конденсат.
Из-за того, что вытяжной воздух влажный, а приточный с улицы очень холодный, стенки рекуператора сильно охлаждаются. Влажный вытяжной воздух конденсируется на холодных стенках рекуператора т.е. из воздуха выпадает влага. В итоге осенью и весной из установки постоянно течет конденсат. А когда наступают холода, влага на стенках рекуператора замерзает и оборудование постоянно включает режим оттайки.

Вывод: Рекуператор в вентиляции бассейна просто не нужен. Объем приточного воздуха зимой слишком маленький чтобы экономить тепло, а вытяжной воздух слишком влажный, что приведет к конденсации его на стенках рекуператора и последующему обмерзанию.

Если вы действительно хотите экономить тепло в системе вентиляции, предусмотрите жалюзи для закрытия зеркала воды в нерабочее время. Так Вы сможете снизить влаговыделения бассейна, а значит уменьшить объем воздуха и потребление системы вентиляции на 70%.

Вентиляционная установка для бассейна

Для бассейнов мы используем обычные раздельные приточные и вытяжные установки. В этом случае у нас появляется возможность более гибко подойти к размещению оборудования. Раздельные установки занимают значительно меньше места, чем системы с рекуператором. Могут располагаться в разных помещениях, например, на чердаке, в подвале и даже в подвесном потолке самого бассейна. Приточная установка, работая в 2 режимах, подает летом 3000 м 3 /ч, а зимой нагревает и подает всего 400 м 3 /ч. Вытяжная установка выбрасывает влажный воздух на улицу, а нагревающий кабель на уличных решетках защищает их от образования сосулек.

Это самая простая и самая эффективная схема вентиляции.
Для нагрева 400 м 3 /ч воздуха нужно всего 7,5 кВт тепловой энергии от котла (не путать с электропотреблением) и это при -25 о С на улице.

Компании-поставщики будут убеждать Вас купить дорогие приточно-вытяжные установки для бассейнов, которые в 90% случаев вообще не нужны. Как только Вы говорите «бассейн» — у них в голове сразу «установки для бассейнов». А зачем нужна такая установка — они не могут объяснить.

Компании Свегон и Менерга предлагают оборудование от 600 000 рублей. На 100% частных бассейнов они не нужны, а в 90% коммерческих бассейнов используются 2 раздельные установки, одна из которых с осушителем, а вторая без.

В проектах на бассейны в частных домах мы используем обычные приточные и вытяжные установки компаний NED, Breezart, Systemair, Ventmachine. Установки проектируем подвесные, канального типа в шумоизолированном корпусе с полным комплектом автоматики.

Проектирование вентиляции бассейна

Вы можете заказать проект вентиляции бассейна у меня. Я смогу приехать на объект и вместе с Вами обсудить примерную схему. Нам нужно будет определиться c местом размещения оборудования, маркой оборудования, местами забора и выброса воздуха на фасадах или кровле.

В проекте выполняю:
— аэродинамический расчет системы;
— расчет влаги от бассейна по методике АВОК;
— расчет воздухообмена бассейна.

Состав проекта вентиляции бассейна:

Проектирую строго по ГОСТ 21.602-2016. Расчеты воздухообмена бассейна выполняю по методике Р НП «АВОК» 7.5-2012.

Состав проекта стандартный:
— Общие данные,
— планы системы вентиляции с указанием размеров воздуховодов, решеток, марки оборудования и характеристик,
— схемы систем вентиляции;
— спецификация оборудования изделий и материалов.

Остались вопросы?

Источники:

http://mir-vik.ru/raschety/v/raschet-podogreva-vody-v-bassejne/
http://salutemgroup.com.ua/2-pb.html
http://hvac-life.ru/ventilyaciya/ventilyaciya-bassejna-v-chastnom-dome/