Расчет влаговыделений с открытой не кипящей водной поверхности по методике VDI 2086 предназначен для определения влажностной нагрузки помещения от зеркала воды с учетом площади поверхности, температуры воды, параметров воздуха и режима эксплуатации бассейна. Полученные данные используют при расчете тепловлажностного баланса помещения.

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 также учитывают эмпирический коэффициент, характеризующий условия эксплуатации и степень возмущения поверхности воды.

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 водной поверхности бассейна в воздух помещения, кг/ч.
• Скрытая теплота испарения Q_L - отвод тепла испарением от зеркала воды к воздуху, автоматически рассчитываемый по найденным влаговыделениям W и температуре воды, кВт.
• Эмпирический коэффициент e - зависит от типа бассейна и характера использования: от 0,5 (закрытый) до 35 (волновые аттракционы).

Исходные данные#

• Площадь водной поверхности F, м²: технологическое задание, план бассейна.
• Эмпирический коэффициент испарения e, г/(м²·ч·мбар): тип бассейна (см. таблицу ниже).
• Температура воды t_w, °C: технологическое задание, СП 310.1325800.
• Температура воздуха t_v, °C: задание на проектирование, обычно на 1-2 °C выше температуры воды.
• Относительная влажность воздуха φ_v, %: задание на проектирование, обычно 50-65 %.

Как выглядит расчет#

Блок таблицы «Влаговыделения с открытой водной поверхности» по VDI 2086.

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#

Общественный бассейн#

Методика VDI 2086 для чаши площадью 300 м² при расчетных параметрах воды и воздуха в помещении бассейна.

Условие задачи#

Требуется определить влаговыделения W и связанный отвод тепла испарением Q_L.

В примере приняты:

• площадь водной поверхности F = 300 м²;
• эмпирический коэффициент e = 20;
• температура воды t_w = 28 °C;
• температура воздуха t_v = 30 °C;
• относительная влажность воздуха φ_v = 60 %.

Что задается в интерфейсе#

Результаты расчета#

После определения влаговыделений программа автоматически пересчитывает их в скрытую теплоту:

$$Q_L = \frac{(2500 - 4{,}2 \times 28) \times 74{,}0}{3600} = \frac{2382{,}4 \times 74{,}0}{3600} = 48{,}9 \text{ кВт}$$

Расчетные зависимости (справочно)#

Расчет влаговыделения воздуха#

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

$$ W = \frac{e \cdot F}{1000} \cdot (P_{\text{B}} - P_{\text{L}}) $$

где:

• \(e\) - эмпирический коэффициент, г/(м²·ч·мбар):
  • 0,5 - закрытая поверхность бассейна;
  • 5 - неподвижная поверхность бассейна;
  • 15 - небольшие частные бассейны с ограниченным количеством купающихся;
  • 20 - общественные бассейны с нормальной активностью купающихся;
  • 28 - бассейны для отдыха и развлечений;
  • 35 - бассейны с водяными горками и значительным волнообразованием;
• \(F\) - площадь водной поверхности бассейна, м²;
• \(P_{\text{B}}\) - 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).

Отвод тепла испарением от зеркала воды к воздуху#

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

где \(Q_L\) - скрытая теплота испарения, кВт; \(t_w\) - 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).

Расчет влагосодержания воздуха#

Согласно [2], определяются по зависимости:

$$ d = 622 \cdot \frac{P_{\text{п}}}{P_{\text{б}} - P_{\text{п}}} $$

где:

• \(P_{\text{б}}\) - барометрическое давление атмосферного воздуха, кПа. Принимается по [4].
• \(P_{\text{п}}\) - парциальное давление водяного пара, кПа. Определяется по формуле:

$$ P_{\text{п}} = \frac{P_{\text{н}} \cdot \varphi}{100} $$

где \(\varphi\) - относительная влажность воздуха (для поверхности воды принимается 100%), %; \(P_{\text{н}}\) - давление насыщенного водяного пара, кПа (см. таблицу ниже).

Давление насыщенного водяного пара (кПа)#

Альтернативная методика - Кокорин. Для расчета по методике Общества финских инженеров используйте «Влаговыделения с открытой водной поверхности (Кокорин)».

Литература#

Что дальше#

• Методика Бязина - Крумме - сравнить результат с расчетом по методике Бязина - Крумме.
• Методика Кокорина - сравнить результат с расчетом по методике Общества финских инженеров.
• К обзору направления - все 16 расчетных методик направления «Тепло- и влагопоступления».