Расчет влаговыделений с открытой не кипящей водной поверхности по методике НП «АВОК» предназначен для определения влажностной нагрузки помещения от зеркала воды с учетом площади поверхности, температуры воды и воздуха, а также режима эксплуатации бассейна. Методика позволяет учитывать не только базовую интенсивность испарения, но и ее увеличение при наличии водных аттракционов, вызывающих дополнительное волнообразование поверхности воды.

Физическая основа расчета базируется на процессе массообмена при испарении воды с открытой поверхности: интенсивность влаговыделений определяется разностью между давлением насыщенного водяного пара у поверхности воды и парциальным давлением водяного пара в воздухе помещения. При этом в расчет вводят суммарный коэффициент массообмена, который учитывает как базовую интенсивность испарения для данного типа бассейна, так и ее дополнительное увеличение вследствие воздействия волн от посетителей и водных аттракционов.

Четыре альтернативные методики. Для одной и той же чаши можно выполнить расчет по четырем методикам: Кокорин, VDI 2086, Бязин-Крумме, НП «АВОК». Выбор определяется принятой нормативной базой проекта.

Что рассчитывается#

• Влаговыделения - интенсивность испарения с поверхности бассейна через коэффициент массообмена и разность давлений водяного пара.
• Скрытая теплота испарения Q_L - отвод тепла испарением от зеркала воды к воздуху, автоматически рассчитываемый по найденным влаговыделениям W и температуре воды, кВт.
• Учет аттракционов - для бассейнов с горками, фонтанами и противотоками добавляется увеличение интенсивности влаговыделений Δβ.

Исходные данные#

• Площадь зеркала воды F, м²: проект бассейна.
• Интенсивность влаговыделений βb(u), м/ч: по табл. Р НП «АВОК» 7.5-2020, зависит от типа бассейна.
• Увеличение интенсивности от аттракционов ΔβA.max, м/ч: по типу аттракциона. 0 - если аттракционов нет.
• Температура воды tводы, °C: технологическое задание.
• Температура воздуха tв, °C: расчетная температура внутреннего воздуха.
• Влажность воздуха φв, %: расчетная влажность.

Как выглядит расчет#

Строка таблицы «Влаговыделения» по рекомендациям НП «АВОК». Пример: оздоровительный бассейн с противотоком.

В этой же строке программа выводит два связанных результата: влаговыделения W, кг/ч, и скрытую теплоту испарения Q_L, кВт. Значение Q_L не задается отдельно: оно автоматически пересчитывается по найденным влаговыделениям и температуре воды.

Рабочий порядок#

Практический пример#

Оздоровительный бассейн с противотоком.#

F = 200 м², βb = 28 м/ч, Δβ = 7 м/ч, tw = 28 °C, tв = 30 °C, φ = 60 %.

Расчет

\(p_{D.W}\) при 28 °C = 3782 Па.

\(p_{D.L}\)при 30 °C и 60% = 4246 × 0,6 × 10 = 2548 Па.

Средняя температура: (28+30)/2 + 273 = 302 K.

$$W = \frac{35}{461{,}52 \times 302} \times (3782 - 2548) \times 200 = \frac{35}{139379} \times 1234 \times 200 = 61{,}9 \text{ кг/ч}$$

$$Q_L = \frac{(2500 - 117{,}6) \times 61{,}9}{3600} = 41{,}0 \text{ кВт}$$

Расчетные зависимости (справочно)#

Расчет влаговыделений воздуха#

Согласно [1], влаговыделения с открытой не кипящей водной поверхности \(W\), кг/ч определяются по зависимости (5):

$$ W = \frac{\beta}{R_D \cdot T} \cdot (p_{D.W} - p_{D.L}) \cdot F $$

где:

• \(F\) - площадь зеркала воды, м²;
• \(R_D\) - газовая постоянная, Дж/(кг·К). Для водяного пара принимают \(461{,}52\) Дж/(кг·К);
• \(T\) - среднее арифметическое температур воды и воздуха, К;
• \(\beta\) - суммарная интенсивность влаговыделений, м/ч. Определяется по формуле (4):

$$ \beta = \beta_{b(u)} + \Delta\beta_{A.max} $$

Интенсивность влаговыделений βb(u) по типу бассейна#

Принимается по таблице:

Коэффициенты усиления волн от аттракционов#

Это увеличение из-за наложения волн от посетителей на волны от аттракционов. Определяют по графику, изображенному на рис. 4 [1], в зависимости от коэффициента усиления волн (таблица 9 [1]) путем сложения коэффициентов усиления волн от всех водных аттракционов, работающих одновременно. Для нерабочего режима \(\Delta\beta = 0\).

Таблица 9. Коэффициент усиления волн

* К 1 м окружности.
** При длине до 10 м.

• \(p_{D.W}\) - давление водяных паров насыщенного воздуха при температуре, равной температуре воды в бассейне, Па. Принимается по справочным данным (см. ниже).
• \(p_{D.L}\) - парциальное давление водяных паров при заданных температуре и относительной влажности воздуха, Па.

$$ p_{D.L} = \frac{P_B \cdot \varphi}{100} $$

где \(\varphi\) - относительная влажность воздуха, %; \(P_B\) - давление насыщенного водяного пара, Па.

Отвод тепла испарением от зеркала воды к воздуху#

$$Q_L = \frac{(2500 - 4{,}2 \cdot t_{\text{воды}}) \cdot W}{3600}$$

где \(Q_L\) - скрытая теплота испарения, кВт; \(t_{\text{воды}}\) - температура воды, °C; \(W\) - влаговыделения с поверхности воды, кг/ч; 2500 кДж/кг - удельная теплота парообразования при 0 °C; 4,2 - поправка на каждый градус температуры воды, кДж/(кг·°C).

Давление насыщенного водяного пара (кПа)#

Таблица. В формуле используются Паскали. 1 кПа = 1000 Па.

Литература#

Что делать дальше#

• Влаговыделения от аттракционов - расчет влаговыделений от аттракционов для частных бассейнов.
• К обзору направления - все 16 расчетных методик направления «Тепло- и влагопоступления».