Teplota a komfort: o systémech ohřevu vody v bazénech

Při nižších teplotách povrchu stěn a ve volném vzduchu člověk ztrácí velké množství tepla sáláním, a proto i při absenci pohybu vzduchu vzniká pocit průvanu.

Požadované povrchové teploty je dosaženo dobrou tepelnou izolací, použitím vzduchových clon nebo vytápěním tepelnými zářiči.

Nízké povrchové teploty podlahy mohou vést k nachlazení, zejména v případech, kdy mají horní vrstvy podlahy vysokou tepelnou vodivost (dlaždice, beton). Tomu se lze vyhnout použitím dobré tepelné izolace, teplých krytin nebo vyhřívaných podlah; Poslední opatření se doporučuje provádět pouze v případě, že je podlahová plocha velká a teplota vzduchu v místnostech je nižší než 30°C. Lidskému zdraví škodí i teplota povrchu podlahy přesahující v běžných místnostech 24-25°C, v místnostech s bazénem 32-33°C.

Příliš nízká vnitřní vlhkost vzduchu (zejména v zimě, kdy venkovní vzduch obsahuje velmi málo vodní páry) vede k vysušování sliznic a zvyšuje riziko nachlazení. Vysoká vlhkost snižuje odpařování přes pokožku a omezuje schopnost těla regulovat tělesnou teplotu na konstantní úrovni (pocit dusna).

Když je rychlost vzduchu příliš vysoká, zvyšuje se podíl tepla uvolněného tělem konvekcí. Obecně se snižuje prostup tepla tělem (zúžení cév, v extrémním případě „husí kůže“) a spolu s ochlazovanými místy vznikají přehřátá místa vedoucí k pocitu průvanu.

Pohodlí v bazénu

Teplota vzduchu v místnosti, kde se nacházejí svlečení lidé, by měla být 26-30°C v závislosti na jejich pohyblivosti: čím více je člověk pohyblivý, tím více tepla jeho tělo vydává. Teplota vzduchu v bazénu by měla být o několik stupňů vyšší než teplota vody, protože když se po opuštění bazénu odpaří vlhkost z vodního filmu pokrývajícího lidské tělo, je odváděno další teplo a při příliš nízké teplotě vzduchu v místnosti vzniká pocit chladu. Při chůzi naboso se výrazně zvyšuje odvod tepla podlahou, proto se pro zajištění dodatečného komfortu v bazénech se „studenou“ podlahovou krytinou doporučuje používat přímé podlahové vytápění nebo stropní sálavé vytápění a infrazářiče. Podlahové vytápění je však nutné pouze tehdy, když je teplota vzduchu nižší než 28 °C nebo je podlaha špatně izolovaná. Požadavky na vlhkost vzduchu jsou stejné jako pro jednotlivé místnosti a rychlost vzduchu v pracovním prostoru vnitřních bazénů by neměla překročit 0,3 m/s.

Přípustná teplota vody, stejně jako teplota vzduchu v okolí bazénu, závisí do jisté míry na možné aktivitě lidí. Kromě toho je třeba připomenout, že při stejné teplotě vody a vzduchu dochází k ochlazení ve vodě přibližně 20krát rychleji než ve vzduchu. Ve standardních a velkých bazénech s délkou dráhy 25-50 m, kde aktivně cvičí lidé, kteří umí plavat, stačí teplota vody cca 22°C a v tréninkových bazénech s délkou dráhy 8-16 m by měla být teplota vody 23-26°C. Při využití plavání pro léčebné účely (pro odlehčení páteři u lidí, kteří nejsou zcela zdraví) by teplota vody měla přesáhnout 26°C, ideálně 28°C (při teplotách pod 25°C se mohou objevit křeče). Ze stejných důvodů je doporučená teplota vody v jednotlivých vnitřních bazénech 24-28°C, v bazénech pro malé děti 28-30°C.

Obecně by jednotlivé bazény měly mít následující charakteristiky mikroklimatu: teplota vody 24-28°C; teplota vzduchu je o 2-3°C vyšší než teplota vody (26-31°C). Při nižších teplotách vzduchu vznikají nepříjemné pocity a riziko nachlazení. Je třeba mít na paměti, že vyšší teploty vzduchu snižují odpařování z lázně a tím snižují spotřebu tepla na ohřev vody. Pocit dusna nastává pouze při příliš vysoké relativní vlhkosti vzduchu. Teplota vzduchu by se v noci neměla snižovat, protože zvýšené odpařování zvyšuje spotřebu energie na vytápění.

Ve venkovních bazénech jsou lidé většinou pohyblivější než ve vnitřních bazénech. Kromě toho je zde teplota vzduchu často nižší a teplota záření vyšší, ale v každém případě za přítomnosti slunečního záření. K tomu je třeba připočítat blahodárný účinek čerstvého vzduchu, který udržuje komfortní pocit i při nižších teplotách a vysokých rychlostech vzduchu.

Tepelné ztráty v otevřených bazénech

Teplota ve venkovním bazénu bývá nižší než ve vnitřním bazénu a je 21-25°C. Pro zlepšení mikroklimatu a vytvoření dodatečného komfortu, zejména při dlouhé plavecké sezóně nebo při používání bazénu v zimě, se doporučuje vyhřívat podlahu nebo sálavě vyhřívat obtokovou cestu a přístupy k bazénu pomocí elektrických infrazářičů; Vana a přístupy k ní by měly být pokud možno chráněny před větrem a v případě zakrytí by měly být nad vanou instalovány zářiče tepla. Vytápění je nutné především v přechodných měsících (duben, květen, září a říjen), přičemž délka koupací sezóny je 6 měsíců: od poloviny dubna do poloviny října.

Protože mezi vodní hladinou a okolním vzduchem dochází k výrazné výměně tepla, měly by být otevřené bazény umístěny s ochranou před větrem. Pro celoroční využití bazénu se doporučuje instalovat zastřešení s mechanickým pohonem, které umožňuje výrazné snížení tepelných ztrát a přináší provozní náklady na úroveň srovnatelnou s letním obdobím.

• Tepelné ztráty odpařováním vody z povrchu vany a ohřevem přídavné vody.
• Tepelné ztráty v důsledku přirozené konvekce, když je teplota vzduchu nižší než teplota vody.
• Ztráta tepla vodou přelévající se přes okraje vany a stříkající vodou, když lidé opouštějí vanu.
• Tepelné ztráty sáláním do okolí v noci.
• Tepelné ztráty při primárním ohřevu vody.
• Tepelné ztráty do půdy přilehlé ke vaně a do okolního vzduchu.
• Ztráta tepla při napouštění vany teplou vodou k opláchnutí filtrů.

Je třeba poznamenat, že dosud používané rovnice pro výpočet tepelných ztrát v důsledku vypařování nezohledňovaly procesy na rozhraní vrstev, což snižovalo přesnost získaných výsledků. Průměrná teplota vzduchu v letní polovině roku byla vzata na 10°C, přičemž ve skutečnosti je tato hodnota 14-14,5°C a vypočtená rychlost vzduchu nad lázní 1-4 m/s neodpovídá skutečné rychlosti vzduchu přímo nad vodní hladinou, která je výrazně nižší. Záření z bazénové lázně je nutné vždy uvažovat společně s protizářením z atmosféry.

Teplota vody v bazénové vaně skutečně překračuje nastavenou hodnotu o 4°K vlivem slunečního záření.

Silné sluneční záření znamená jasnou oblohu, ale protizáření z atmosféry je obvykle velmi malé a záření koupele, zejména v noci, je výrazně vyšší než záření atmosféry za oblačného počasí. V tomto ohledu se pro výpočet doporučuje vzít konstantní hodnotu slunečního oslunění po celou sezónu s tím, že čím silnější oslunění, tím vyšší teplota vody a větší sálání bazénové vany.

Hloubka vody v bazénové vaně nemá zásadní vliv na energetickou bilanci a působí pouze jako charakteristika objemu. Poměr mezi teplotním spádem a tepelnými ztrátami každého bazénu závisí na povrchové ploše vody, přičemž mělký bazén se ochlazuje a ohřívá rychleji než hluboký, se stejným množstvím tepelných ztrát a zisků.

Tepelné ztráty z otevřených bazénů v létě lze obvykle ignorovat, protože země špatně vede teplo a akumuluje teplo získané při primárním vytápění. Tepelné ztráty do země jsou v porovnání s jinými typy tepelných ztrát prakticky velmi malé. Jiný obrázek je v zimě u volně stojících van a krytých bazénů.

Jak bojovat proti tepelným ztrátám

Tepelná izolace o tloušťce 1 cm snižuje tepelné ztráty o 80 %. Dodatečné ztráty stěny jsou pouze 15,5 kWh/den, což odpovídá 0,55 kWh/m2 za den a při poklesu teploty o 0,37 K.

Betonové stěny vany je vhodné izolovat zvenčí. U prefabrikovaných van se doporučuje položit mezi fólii a vnější plášť stěny vany tuhé termoizolační rohože.

Studie prokázaly, že použití tmavých dlaždic na obklady výrazně zvyšuje absorpci slunečního záření. Průměrné změny v míře absorpce slunečního záření při změně barvy koupelnových obkladů se poměrně výrazně liší, a to i při změně barvy obkladů z bílomodré na modromodrou. Plný provoz bazénů v zimě vyžaduje vysokou spotřebu energie. Proto se doporučuje v zimě používat zastřešení venkovních bazénů.

Na rozdíl od letního období je v zimě teplota vody ovlivněna přenosem tepla do přilehlé půdy. Již při tloušťce pěny 1 cm je dosaženo úspory více než 25 %.

Při cirkulačním cyklu v délce 8 hodin, včetně doby pro mytí jednoho pískového filtru, při hloubce vany 1,5 m a rozdílu teplot mezi vodou ve vaně a čerstvou vodou 13OK, je tepelná ztráta při každém praní 0,23 kWh/m2 (203 kcal/m2). V jednotlivých bazénech, kde se filtry myjí maximálně 30x týdně, lze tepelné ztráty praním zanedbat, ale v hotelových bazénech, kde je vyžadováno každodenní mytí filtrů, je třeba s tímto faktorem počítat. Ve veřejných bazénech, mezi které patří i hotelové bazény, je v souladu s normami nutné doplnit 0,45 litrů čerstvé vody na plavce, čímž dochází k tepelným ztrátám na ohřev čerstvé vody ve výši cca 2 kWh/m390 za den (2 kcal/mXNUMX za den).

Významným prvkem tepelných ztrát v otevřených bazénech je odpařování, které do značné míry závisí na teplotě vzduchu. Při nízkých teplotách v noci je odpařování vody výrazně vyšší než při vyšších denních teplotách.

Povrchový přístřešek

V otevřených bazénech bez ohřevu se tedy teplota vody během dne zvyšuje nebo zůstává konstantní, v noci výrazně klesá. Instalace krytu na vanu výrazně snižuje odpařování, podstatně snižuje sálání a do určité míry snižuje tepelné ztráty konvekcí. Instalací zastřešení v období největších tepelných ztrát je možné snížit tepelné ztráty v otevřených bazénech o 80 %. Je třeba si uvědomit, že vzhledem k velké měrné hmotnosti sálání na celkových tepelných ztrátách má tepelná izolace přístřešku značný význam. Úspora při použití přístřešků bez tepelné izolace je pouze 30-40% oproti zateplenému přístřešku. Pro využití slunečního záření by měl být kryt během dne odstraněn. Voda musí být z povrchu přístřešku odstraněna (otvory, perforace apod.), neboť akumulace dešťové vody na povrchu přístřešku přispívá k tepelným ztrátám odpařováním.

Kryt solárního kolektoru může zůstat nad vanou během dne, kdy se bazén nepoužívá. Tento typ přístřešku, vyrobený z průsvitné, tepelně izolační vrchní vrstvy a savé vrstvy přiléhající k vodě, výrazně zlepšuje absorpci slunečního záření ve srovnání s otevřenou lázní. Jak ukázaly studie, za příznivých povětrnostních podmínek umožňuje použití krytu solárního kolektoru provoz bazénu s teplotou vody 23C bez dodatečného ohřevu.

Ohřev vody v bazénech

Při stanovení nákladů na vytápění venkovních bazénů má značný význam průměrná spotřeba tepla v závislosti na ročním období a teplotě vody.

Pro výpočet nákladů na vytápění je třeba spotřebu tepla vynásobit náklady na 1 kWh elektřiny v regionu, kde je bazén provozován.

• Ohřev lázní z topného kotle;
• Přímé průtokové ohřívače paliva;
• Přímotočné ohřívače s elektrickým pohonem;
• Tepelná čerpadla;
• Vyhřívací vany se solárními kolektory.

Ve všech systémech se voda před vstupem do bazénové lázně ohřívá. Přímotopné systémy využívající potrubí umístěné přímo ve vaně nebo elektrický ohřev obkladů nenašly uplatnění z hygienických a ekonomických důvodů.

Před výběrem topného systému se doporučuje určit související náklady. K tomu potřebujete znát průměrné tepelné ztráty lázně a náklady na teplo generované systémem.

Při vytápění venkovního bazénu z kotelny se svého času vytápění venkovního bazénu obvykle provádělo napojením na domovní otopnou soustavu. V létě, kdy bylo v domě vypnuto topení, nebyla kapacita kotle plně využita, což značně snižovalo jeho účinnost.

Výpočet výměníku tepla

Pro výpočet topného systému můžeme předpokládat, že by měl být provozován 24 hodin denně. Minimální výkon protiproudého zařízení by se proto měl rovnat podílu maximální denní tepelné ztráty dělené 24 hodinami Čas pro počáteční ohřev je určen jako součin plochy vany nárůstem teploty vody a měrné spotřeby tepla dělený výkonem protiproudého zařízení.

Ohřívače paliva

• ohřívače na kapalné ropné palivo; Obvykle mají vlastní vodní čerpadlo nebo jsou napojeny na cirkulační potrubí (do části přívodu vody za filtry). Jejich kapacita je obvykle asi 45 kW (40000 70 kcal/hod). Účinnost 80-XNUMX%;
• ohřívače propanového plynu, s vestavěným filtrem nebo bez něj (v druhém případě s oběhovým čerpadlem). Jejich kapacita je 37 kW (32000 3,2 kcal/h). Spotřeba propanu je cca 80 kg/h. Účinnost je asi XNUMX %;
• standardní plynové ohřívače vody o výkonu 17,5 kW (15000 kcal/h), 23 a 28 kW. Jsou připojeny k cirkulačnímu potrubí za filtrem čerpadla. Systém je regulován množstvím protékající vody. Termostat je připojen k čerpadlu nebo směšovači; Při nedostatku vody se vypne přívod plynu. Je nutné roční čištění vnitřních prvků ohřívače. Účinnost je asi 80 %.

Elektrické ohřívače

Tato zařízení jsou vyráběna speciálně pro ohřev vody v bazénech a jsou vybavena regulátorem teploty. Pracují z elektrické sítě s odpovídajícími výkonovými charakteristikami. V závislosti na velikosti bazénu a místním klimatu se používají ohřívače o výkonu 3 až 18 kW zabudované do systému. Mohou být instalovány v hlavním potrubí (v sekci filtračního zařízení – vstupní otvory) nebo v doplňkové bypassové větvi.

Výkon přímoproudého elektrického ohřívače potřebný pro váš bazén je určen jako poměr maximální denní tepelné ztráty k době provozu.

Sluneční kolektory

Vzhledem k relativně malému rozdílu teplot mezi venkovním vzduchem a vodou v bazénu (100K) je účinnost solárních kolektorů používaných k ohřevu venkovních bazénů v létě poměrně vysoká: každý 1 m2 kolektoru vyrobí od tří (duben) do pěti kW (červenec, srpen).

V létě se doporučuje používat jednoduché solární kolektory (včetně těch z pružného plastu).

Kolektory napojené přímo na bazénovou vanu podléhají korozi a musí být vyrobeny z vhodných materiálů. Mohou také obsahovat uhličitanové usazeniny. Proto se používají pouze tam, kde je tvrdost vody přísně kontrolována.

Důležitým požadavkem je možnost regulace průtoku vody kolektorem, protože funguje jako ohřívač pouze ve dne a v noci může kolektor způsobit nežádoucí ochlazování vany. Regulace teploty vody v bazénu je dosažena pomocí autonomního zapojení.

Upraveno: 25.02.2017. 20. 30 37:XNUMX:XNUMX