Расчет влаговыделений с открытой не кипящей водной поверхности по формуле Бязина–Крумме предназначен для определения влажностной нагрузки помещения от зеркала воды с учетом площади поверхности, параметров воздуха и режима эксплуатации бассейна. Полученные данные используют при расчете тепловлажностного баланса помещения. Особенность: две отдельные формулы для периода использования (с купающимися) и периода бездействия. Учитывает тип бассейна через коэффициент занятости.

Физическая основа расчета базируется на процессе испарения влаги с открытой водной поверхности: интенсивность влаговыделений определяется разностью между давлением насыщенного водяного пара при температуре воды и парциальным давлением водяного пара в воздухе помещения. При расчете учитывают режим эксплуатации чаши и степень ее занятости людьми, поскольку наличие купающихся увеличивает интенсивность испарения по сравнению с периодом бездействия.

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 - количество влаги, испаряющейся с поверхности бассейна. Рассчитывается отдельно для периода использования и бездействия.
• Скрытая теплота испарения - тепловая нагрузка от испарения, пересчитанная из влаговыделений в кВт.

Исходные данные#

• Площадь зеркала воды F, м²: проект бассейна.
• Период эксплуатации: использование (с купающимися) или бездействие.
• Коэффициент занятости a: 0,5 - большие общественные; 0,4 - отели; 0,3 - небольшие частные.
• Температура воды tводы, °C: технологическое задание.
• Температура воздуха tв, °C: расчетная температура внутреннего воздуха.
• Влажность воздуха φв, %: расчетная влажность внутреннего воздуха.

Как выглядит расчет#

Блок таблицы «Влаговыделения» по формуле Бязина-Крумме.

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#

F = 200 м², a = 0,5, tводы = 28 °C, tв = 30 °C, φ = 60 %. Период использования.

Расчет

Давление насыщенного пара при 28 °C: Pв = 37,82 мбар. Парциальное давление воздуха при 30 °C и 60%: PL = 25,48 мбар.

$$W = \left(0{,}118 + 0{,}01995 \times 0{,}5 \times \frac{37{,}82 - 25{,}48}{1{,}333}\right) \times 200$$

$$W = (0{,}118 + 0{,}01995 \times 0{,}5 \times 9{,}25) \times 200 = (0{,}118 + 0{,}092) \times 200 = 42{,}1 \text{ кг/ч}$$

$$Q_L = \frac{(2500 - 117{,}6) \times 42{,}1}{3600} = 27{,}9 \text{ кВт}$$

Расчетные зависимости (справочно)#

Расчет влаговыделения воздуха#

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

1) Для периода, когда в бассейне находятся купающиеся (период использования)

$$ W = \left(0{,}118 + 0{,}01995 \cdot a \cdot \frac{P_{\text{B}} - P_{\text{L}}}{1{,}333}\right) \cdot F $$

2) Для периода, когда в бассейне отсутствуют купающиеся (период бездействия)

$$ W = \left(-0{,}059 + 0{,}0105 \cdot \frac{P_{\text{B}} - P_{\text{L}}}{1{,}333}\right) \cdot F $$

где:

• \(F\) - площадь водной поверхности бассейна, м²;
• \(a\) - коэффициент занятости бассейна людьми, равный:
  • 0,5 - для больших общественных бассейнов;
  • 0,4 - для бассейнов отелей;
  • 0,3 - для небольших частных бассейнов;
• \(P_{\text{B}}\) - давление водяных паров насыщенного воздуха при температуре, равной температуре воды в бассейне, мбар. Принимается по справочным данным [2] (см. ниже);
• \(P_{\text{L}}\) - парциальное давление водяных паров при заданных температуре и относительной влажности воздуха, мбар. Рассчитывается по зависимостям из [2] (см. ниже).

где

$$ P_{\text{L}} = \frac{P_{\text{B}} \cdot \varphi}{100} $$

• \(\varphi\) - относительная влажность воздуха, %;
• \(P_{\text{B}}\) - давление насыщенного водяного пара, мбар.

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)#

Согласно [2]:

При этом 1 кПа = 10 мбар

Литература#

Что делать дальше#

• Влаговыделения по НП «АВОК» - альтернативная методика по российским рекомендациям.
• Влаговыделения по VDI 2086 - альтернативная методика по немецким нормам.
• К обзору направления - все 16 расчетных методик направления «Тепло- и влагопоступления».