Энергосбережение в крытых бассейнах

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ     В    КРЫТЫХ   БАССЕЙНАХ

Особенности поддержания температурно-влажностного режима в помещениях крытых бассейнов связаны:

-  с большими влаговыделениями с поверхности водного зеркала;

-  с наличием трех различных по нагрузке режимов работы вентиляции.

В типовых проектах бассейнов удаление избыточной влаги осуществляется подачей наружного воздуха, который ассимилирует водяные пары, после чего воздух с температурой помещения удаляется наружу. Такой способ поддержания допустимой влажности воздуха в бассейне требует больших энергозатрат на подогрев вентиляционного воздуха  особенно в зимнее время. В летнее время при отсутствии источника холода в системе вентиляции удаление избыточной влаги возможно лишь при определенных погодных условиях вентилированием помещения большими расходами.

Эти обстоятельства превратили бассейны в дорогостоящие энергозатратные объекты.

В бассейнах можно выделить три различных режима их работы:

-         в обычные дни проводятся тренировки спортсменов или занятия с группами подготовки. Суммарное количество людей в здании небольшое. В это время нет необходимости в большом притоке свежего воздуха. В то же время интенсивность парообразования с поверхности воды максимальная. Поэтому необходимо обеспечить достаточную осушку воздуха;

-         в дни соревнований кроме спорсменов в зале присутствует большое количество зрителей. В этот период приток свежего воздуха должен быть максимальным. Параметры приточного воздуха и устройства осушки воздуха  должны обеспечивать максимальную осушку помещения;

-         в дни профилактики и в ночное время в помещении остается минимальное количество персонала, а с поверхности спокойной воды испаряется в несколько раз меньше влаги, чем в других режимах. В этот период вентиляция и осушка должны быть минимальными.

Для снижения энергозатрат на поддержание параметров микроклимата в помещениях бассейна необходима система кондиционирования, с помощью которой можно было бы круглый год с достаточной точностью поддерживать температуру и влажность воздуха в здании бассейна. При этом система кондиционирования должна быть многорежимной, обеспечивать утилизацию тепла выбросного воздуха и тепло конденсации паров удаляемой влаги.

Парообразование с водного зеркала существенно зависит от соотношения температуры воды и воздуха.  Система поддержания параметров воздушной среды в зале бассейна должна обеспечивать обязательное превышение на 1…2 ⁰С температуры воздуха над температурой воды.  В таблице 1 для наглядности приведены эмпирические значения количества испаряющейся воды с единицы поверхности зеркала бассейна при различных температурах.  Эти значения могут быть использованы для оценки процесса испарения в сравнительно небольших по площади бассейнах (до 100 м² зеркала воды). На наш взгляд они убедительно показывают, что система автоматики кондиционера должна поддерживать с большой точностью параметры воздушной среды. И чем точнее будет обеспечиваться заданный микроклимат в зале, тем меньше будут эксплуатационные затраты.

Таблица 1

В зимний период приточный воздух достаточно сухой, и есть возможность использовать   смесь приточного и рециркуляционного воздуха для поддержания заданной влажности в зале. С точки зрения энергосбережения в этот период задача сводится к утилизации тепла выбрасываемого из бассейна воздуха. В летний же период, когда наружный воздух по влагосодержанию близок к параметрам воздуха в зале бассейна, только вентиляцией нельзя решить задачу удаления влагоизбытков. В этот период поддержание заданной относительной влажности воздуха в помещении бассейна может быть обеспечено осушкой воздуха при его охлаждении до температур ниже точки росы. Этого можно достичь на теплообменнике непосредственного охлаждения, который фактически является испарителем холодильной машины. В этом случае тепло конденсации водяных паров, удаляемых из зала, будет передано рабочему телу холодильной машины (фреону). Это тепло должно быть отведено в окружающую среду (как чаще всего делается на практике) или утилизировано, например  для подогрева приточного сухого воздуха или подогрев воды в бассейне.. Утилизация тепла конденсации  водяных паров существенно снижает теплопотребление бассейна в летний период.

При таком способе удаления избытков влаги в зале бассейна отпадает необходимость в больших расходах приточного воздуха. Свежего воздуха на каждом из возможных режиме необходимо подавать столько, чтобы обеспечить санитарную норму по газовому составу воздушной среды. В этом случае энергозатраты на обработку приточного воздуха будут минимальные.

Таким образом, проектирование новых систем или реконструкция существующих в бассейне должна сводиться к организации линии рециркуляции, в которой встроен тепловой насос типа воздух-воздух, и линии приточного воздуха обязательно с теплообменником-утилизатором тепла выбросного воздуха. В каждом конкретном случае необходимо проводить расчеты по определению расходов воздуха в этих линиях с учетом климатических параметров места расположения объекта,  и технического задания, в котором определено количество людей на каждом из возможных режимов работы бассейна.

Опыт показывает, что при реконструкции существующих  бассейнов, в которых как правило отсутствует необходимое утепление потолочного перекрытия и тепловая мощность системы отопления существенно ниже проектной из-за низкой температуры теплоносителя, больным местом является потолок. Поверхность плохо утепленного потолка  в зимний период в ныне существующих бассейнах имеет температуру близкую к температуре точки росы. Эксплуатирующая служба с целью экономии энергии при пониженной температуре теплоносителя снижает расходы воздуха в системе вентиляции. При этом увеличивается влагосодержание воздуха внутри бассейна. Температура точки росы этого воздуха достигает температуры потолка, в результате чего на потолке появляется капель. Это необходимо учитывать при разработке новой системы, и дефицит тепловой мощности в системе отопления компенсировать за счет повышения температуры приточного воздуха. Исключить образование застойных зон с повышенным влагосодержанием можно лишь организацией правильной схемы циркуляции воздушных потоков в зале бассейна.

Многолетняя эксплуатация подобной системы спроектированной и установленной в крытом бассейне спортивного клуба «Нефтяник» в г. Ахтырка Сумской области показала правомерность этого подхода. Нами в  опубликованных ранее материалах приводилась цифра снижения пиковой потребляемой тепловой мощности по этому объекту в восемь раз. Проведенные расчеты применительно к бассейнам с большим зеркалом воды подтверждают примерно такое же снижение пиковой тепловой мощности, если систему вентиляции оснастить установками с теплоутилизатором и теплонасосным блоком осушки воздуха. Задание любого из трех названных выше режимов может быть обеспечено, если приводы вентиляторов будут оборудованы регуляторами оборотов. Тогда бассейн перестанет быть энергозатратным объектом.