Praktický návrh bazénové odvlhčovací jednotky KLMV – větrací

Bazénová odvlhčovací jednotka slouží k dopravě a úpravě vzduchu přiváděného do prostoru bazénové haly. Primární funkcí odvlhčovací jednotky je ochrana stavební konstrukce bazénu před nežádoucí kondenzací vzdušné vlhkosti a zajištění tepelné pohody pro uživatele bazénu.

Distribuce vzduchu v bazénové hale musí zajistit dostatečné provětrání všech částí vnitřní stavební konstrukce a nikde nesmí vznikat rohy a kouty se stojícím vzduchem. Větrací odvlhčovací jednotky pro bazény jsou v trvalém provozu, proto musí být kladen důraz na co nejnižší spotřebu el. energie.

K pokrytí tepelné ztráty bazénové haly slouží primárně ohřívač vzduchu ve vzduchotechnické jednotce. Pokud tomu tak není, je nutné zajistit dodatečné dotápění prostoru bazénové haly jiným topným systémem (např. otopnými tělesy, teplovodními konvektory). Ohřívač v jednotce pak slouží pouze pro pokrytí tepelné ztráty čerstvým větracím vzduchem.

Abychom zabránili pronikání vlhkého vzduchu z bazénové haly do sousedních prostor, je nutné zajistit v bazénové hale lehký podtlak – rozdílem množství přiváděného a odváděného vzduchu. Množství přívodního vzduchu nižší cca o 5 až 10 % oproti množství vzduchu odváděného.

Běžné hodnoty stavu vzduchu uvnitř bazénové haly: 30 °C / 55 %, měrná vlhkost 15 g/kg s.v.

Běžná teplota vody v bazénu: 27 až 28 °C (doporučujeme volit teplotu vzduchu v bazénu o 2 až 3 °C vyšší nežli teplota vody).

Teplota vody a teplota vzduchu uvnitř bazénu závisí na individuálních požadavcích uživatele bazénu a typu a velikosti plochy bazénu!

Před výpočtem a návrhem bazénové větrací jednotky je nutné znát následující parametry:

• plocha bazénu bez obvodového přepadu A [m²]
• objem prostoru bazénové haly V_H [m³]
• tepelná ztráta prostoru bazénové haly Q_Z [kW]
• způsob užití bazénu (bazén s atrakcemi, hotelový bazén, školní bazén, bazén penzionu, soukromý bazén v rodinném domě)
• zda je bazén vybaven fólií k zakrytí hladiny bazénu při jeho nepoužívání
• tlaková ztráta potrubní sítě VZT na přívodu a odvodu

Některé typické hodnoty pro návrh a výpočet bazénové odvlhčovací jednotky

Množství odpařené vody z vodní hladiny:

[g/h]

kde

A

… plocha vodní hladiny [m²]

p_s

… tlak syté vodní páry při teplotě vody v bazénu [hPa] (z tabulky tlaků p_vs – viz příloha)

p_d

… parciální tlak vodní páry ve vzduchu [hPa] (z h-x diagramu)

ε

… součinitel odparu (viz tab. 2)

V běžné praxi se používá hodnot m_w od 0,15 do 0,25 kg/h na 1 m² plochy bazénu.

Dimenzování průtoku vzduchu bazénové větrací jednotky

Existují dva postupy k dimenzování průtoku vzduchu:
1. Z množství odpařené vody z vodní hladiny

[m³/h]

kde

χ_L

… požadovaná měrná vlhkost vzduchu v bazénové hale [g/kg s.v.]

χ_PL

… měrná vlhkost přívodního vzduchu do bazénu [g/kg s.v.] – uvažovat hodnotu 9 až 10 g/kg s.v.

… hustota vzduchu [kg/m³]

2. Z objemu prostoru bazénové haly

[m³/h]

kde

I

… požadovaná výměna vzduchu v prostoru bazénové haly [1/h]

V_H

… objem bazénové haly [m³]

Abychom v bazénové hale dosáhli dostatečného provětrání a vyvarovali jsme se tzv. mrtvým rohům (místa se stojícím vzduchem) je vhodné volit požadovanou výměnu vzduchu v rozmezí 4× až 6× za hodinu (6× za hodinu u členitých bazénových hal).

Dimenzování min. množství čerstvého větracího vzduchu

[m³/h]

kde

V_os

… min. množství čerstvého vzduchu na osobu [m³/h]

N

… počet koupajících se osob [-]

U soukromých a hotelových bazénů počítáme s 30 m³/h na osobu, při teplotě venkovního vzduchu pod 0 °C můžeme snížit množství vzduchu na 15 m³/h na osobu. U sportovních bazénů počítáme s hodnotou 50 m³/h na osobu.

Odhad počtu koupajících se osob N provádíme podle následujícího pravidla:

• u soukromých bazénů, počet koupajících se osob = 0,1 ‧ A (výsledné číslo zaokrouhlit na celé jednotky)
• u hotelových bazénů, počet koupajících se osob = 0,2 ‧ A (výsledné číslo zaokrouhlit na celé jednotky)

Příklad dimenzování bazénové jednotky

Zadání:

• plocha bazénu 80 m²
• teplota vody 28 °C
• hotelový bazén bez zakrytí s malou obsazeností
• hala bazénu 310 m³
• požadovaný stav vzduchu v hale 30 °C / 0 %
• venkovní teplota vzduchu v zimě −15 °C / 99 %
• tepelná ztráta bazénové haly 5 kW

Výpočet:

m_w = 15 . 80 . (37,78 − 25,20) = 15 096 g/h
V = 15 096 / (16,1 − 9) . 1,1) = 1933 m³/h (výpočet z odparu z vodní hladiny)
V = 5.310 = 1550 m³/h (výpočet z požadované výměny vzduchu)
N = 0,2 . 80 = 16
V_min = 16 . 30 = 480 m³/h

Návrhové množství přívodního vzduchu volíme 2000 m³/h, množství odvodního vzduchu volíme 2100 m³/h.

Volíme jednotku vel. KLMV 02.

Provedeme nadimenzování deskového výměníku (resp. celé jednotky v Climacal):

• vstupní vzduch do DV −15 °C / 99 %   2000 m³/h → výstup z DV 13,7 °C / 11 %
• odtah z bazénu – vstup do DV 30 °C / 60  %   2100 m³/h

Provedeme nadimenzování vodního ohřívače (nebo elektrického):

• hrazení tepelné ztráty ∆t = 5000 / (2000 / 3600) . 1,1 . 1010) = 8,1 K
• ohřívač zajistí ohřev z 13,7 °C na 38,1 °C → Q_ohř = 16,4 kW

Provedeme zakreslení do h-x diagramu, z kterého určíme poměr oběhového a čerstvého vzduchu:

Diagram h-x
1 – čerstvý vzduch; 2 – požadovaný stav vzduchu v bazénu; 3 – přívod za DV; 4 – stav po smísení; 5 – přívod do bazénové haly; 5´ – stav vzduchu při 100 % čerstvého vzduchu; DV – deskový výměník; OH – ohřívač vzduchu.

Pro určení celkového odvlhčovacího výkonu klimatizační jednotky použijeme vzorec:

P_odvlh = 0,001 . V . ς . ∆x = 0,001 . 2000 . 1,1 . 7,1 = 15,6 kg/h

Obr. 1 Schéma typického uspořádání bazénové odvlhčovací jednotky – větrací se speciální povrchovou úpravou.