Научно-технический прогресс приводит к тому, что разрабатываются новые аппараты для решения задач, стоящих перед проектировщиками систем кондиционирования микроклимата помещений. Один из таких аппаратов — осушитель воздуха, который все активнее применяется в помещениях различного назначения. Когда, где и как осушать воздух, можно определить специальными расчетами.

А. Г. РЫМАРОВ,
доцент, к. т. н.,
В. В. СМИРНОВ,
А. А. ШЕВЧЕНКО

На основе исследований, проведенных на кафедре отопления и вентиляции МГСУ, была составлена программа для расчета температурно-влажностного и воздушного режимов помещения бассейна. В этой программе одновременно были учтены все факторы, в совокупности влияющие на микроклимат бассейна, такие как относительная влажность, температура и влагосодержание внутреннего воздуха, температура воды, количество испаряющейся влаги, подаваемое количество, температура и влагосодержание наружного воздуха, количество людей, площадь поверхности воды и смоченных обходных дорожек, коэффициент волн и др.

Рассмотрим влажностный режим аквапарка в холодный период года. Бассейновая зона аквапарка включает в себя десять бассейнов на различных уровнях. В бассейнах предусмотрены водные фонтаны, активные струи для массажа, мощное волнообразование, имитирующее реальные морские волны. В процессе функционирования аквапарка влага будет испаряться и поступать в воздух аквапарка. В здании большая площадь остекления, что требует определения расчетного воздухообмена для предотвращения конденсации водяных паров на внутренней поверхности остекления. Даны все необходимые для проведения расчетов данные: площадь бассейнов, общая площадь пола обходных дорожек, количество посетителей аквапарка, число тренеров. Температура воздуха в бассейновой зоне аквапарка задана +32°Си воды +30°С, относительная влажность воздуха 60%, расчетная температура наружного воздуха принята равной –28°С.

В результате многовариантных расчетов были получены следующие величины: влаговыделения, кг/ч; кинематическая вязкость воздуха, м2/с; модифицированный критерий Рейнольдса; парциальное давление насыщенного пара, Па; плотность водяных паров, кг/м3; коэффициент массообмена с поверхности жидкости, м/ч; коэффициент массообмена с поверхности обходных дорожек, м/ч; количество водяного пара, поступившего с поверхности воды, кг/ч; количество водяного пара, поступившего с поверхности обходных дорожек, кг/ч.

Результаты расчетов представлены на рис. 1–3. На рис. 1 показана зависимость количества испарившейся воды с поверхности бассейнов от влагосодержания наружного воздуха при заданной его температуре и при заданных параметрах внутреннего воздуха и температуры воды. Рис. 2 иллюстрирует процесс испарения воды с поверхности бассейнов при различных воздухообменах. На рис. 3 показано, как изменяется относительная влажность внутреннего воздуха в зависимости от воздухообмена.

На рис. 4 показана разность между температурой внутренней поверхности остекления и температурой точки росы при различных воздухообменах и при заданных значениях приведенного сопротивления теплопередаче 0,65 (м2•°С)/Вт и 0,9 (м2•°С)/Вт. Если разность между температурой внутренней поверхности и точки росы меньше нуля, то конденсат выпадает, если разность температуры больше нуля, то конденсата на поверхности окна нет. Из графика видно, что конденсат не будет выпадать при воздухообмене больше240 тыс. м3/ч (для 0,65 (м2•°С)/Вт),180 тыс. м3/ч (для 0,9 (м2•°С)/Вт).

При отключении системы вентиляции и при отсутствии осушителя воздуха будет происходить повышение относительной влажности примерно до величины90%. Количество влаги, поступающей в воздух бассейнов с поверхности воды, с ростом относительной влажности уменьшается, а влагосодержание внутреннего воздуха растет. Рост относительной влажности до 100% не произойдет, т.к. начнется активное конденсатообразование на поверхностях наружных ограждающих конструкций, в первую очередь на окнах, а затем и на стенах, что приведет к некоторому осушению воздуха, а также в аквапарке будет иметь место незначительный воздухообмен за счет процесса инфильтрации наружного сухого воздуха.

Применение осушителя позволит снизить эксплуатационные расходы, связанные с работой системы вентиляции в ночное время. Осушитель может работать, периодически включаясь, снижая относительную влажность до заданной величины. Контроль за значением относительной влажности происходит с помощью датчика, который фиксирует значение относительной влажности, сравнивает ее с величиной, занесенной в память и включает или отключает систему осушения.

Осушитель сперва охлаждает внутренний воздух до температуры ниже точки росы, такой процесс происходит сначала при постоянном значении влагосодержания воздуха до величины влажности100%, а затем осуществляется охлаждение насыщенного водяными парами воздуха с отведением конденсата при понижении влагосодержания до заданной величины. Потом осушенный воздух нагревается до заданной температуры при постоянном влагосодержании. После обработки воздух поступает в помещение бассейна, при этом испарение воды с поверхности бассейна продолжается с интенсивностью, определяемой значением относительной влажности воздуха. Поступивший в помещение воздух заново поглощает пары воды по изотермическому процессу, его влажность опять возрастает и он снова поступает в осушитель для обработки.

В ночное время суток влага выделяется только с поверхности бассейнов, а в дневное время влага поступает от трех источников: от людей, с поверхности обходных дорожек и с поверхности бассейнов.

Существует ли возможность применить осушитель воздуха в дневное время? Такая ситуация может иметь место, если в помещение подавать количество воздуха, равное санитарной норме на одного человека, а недостаток приточного воздуха для понижения относительной влажности до заданной величины компенсировать работой осушителя воздуха.

Использование осушителей воздуха в помещении бассейна в ночное время суток при выключенной вентиляции позволяет не тратить тепловую энергию на нагрев приточного воздуха в холодный период года, не эксплуатировать приточную и вытяжную системы вентиляции. Однако при этом электрическую энергию расходует осушитель воздуха. В рабочее время работа осушителя воздуха также не исключена, что может снизить эксплуатационные расходы.

Литература

1. СНиП 2301–99.Строительная климатология. — М.: Госстрой, 2003.