Золотое сечение" систем вентиляции и осушения для плавательных бассейнов: закон баланса между расходом воздуха, влажностью и потреблением энергии.

       При проектировании, эксплуатации и обслуживании крытых плавательных бассейнов производительность систем вентиляции и осушения воздуха напрямую влияет на комфорт, безопасность и эксплуатационные расходы в бассейне. Как найти "золотое сечение" между потоком воздуха, влажностью и потреблением энергии - основная задача инженеров, проектировщиков и команд по эксплуатации и обслуживанию. Основываясь на стандарте ASHRAE и фактических данных измерений, в данной статье анализируется стратегия динамического баланса между этими тремя параметрами, что обеспечивает научную основу для оптимизации системы плавательного бассейна.

‌I. Теоретическое моделирование: основные расчеты воздушного потока и влажности‌

1. ‌Система расчета воздушного потока ASHRAE‌
   Согласно стандарту ASHRAE 62.1, существует два условия, которые должны быть соблюдены для минимального количества свежего воздуха в крытых бассейнах:

   • ‌требования к дыханию человека: Рассчитано на 10 л/с свежего воздуха на человека (исходя из максимального количества людей).
   • ‌Требования к контролю влажности: Рассчитайте необходимое количество осушения по формуле испарения, а затем инвертируйте поток вентиляционного воздуха.

   Уравнение упрощенно выражается как:Q=ACH×V/60

   1. Среди них.$Q$объем свежего воздуха (м³/ч).$ACH$количество смен воздуха в час.$V$ASHRAE рекомендует контролировать количество смен воздуха в крытых плавательных бассейнах на уровне 4-6 раз в час и регулировать его в зависимости от влажности.

   2. ‌Пороговые значения для контроля влажности: температура точки росы и испарение‌
      Испарение с поверхности бассейна ($W$) рассчитывается по формуле Дальтона:

      W=(Pw​-Pa​)×A×F

      • Pw​: давление насыщенного пара (кПа) на поверхности воды, положительно связанное с температурой воды;
      • Pa​: Фактическое давление паров воздуха (кПа);
      • $A$: Площадь поверхности воды в бассейне (м²);
      • $F$: Коэффициент испарения (обычно принимается равным 0,1-0,2, зависит от скорости ветра и интенсивности деятельности).

      При недостаточном потоке вентиляционного воздухаPaPa​Повышенное, приводящее к испарению$W$Влажность снизится, но слишком высокая влажность приведет к проблемам с конденсатом; с другой стороны, чрезмерная вентиляция может снизить влажность, но приведет к потере тепла и увеличению потребления энергии.

   ---

   ‌Во-вторых, динамическое равновесие: объем воздуха, влажность и энергопотребление игры‌

   1. ‌"Три основных принципа золотого сечения‌

      • ‌Принцип 1: Приоритет влажности-Контролируйте влажность воздуха на уровне 50%-60% (температура точки росы ≤ 14°C), чтобы избежать коррозии конструкций и образования плесени.
      • ‌Принцип 2: Минимальный расход воздуха--Выберите минимальное количество смен воздуха (например, 4 в час) для снижения теплопотерь при условии соблюдения требований к влажности.
      • ‌Принцип 3: Рекуперация энергии--Компенсируйте потери энергии при вентиляции, восстанавливая скрытую теплоту испарения с помощью осушителей с тепловым насосом.

   2. ‌Пути оптимизации энергоэффективности‌

      • ‌Путь 1: иерархическое управление воздушным потоком‌
        Динамическая регулировка потока воздуха в зависимости от интенсивности использования бассейна (например, часы работы, количество посетителей). Пример:
        • В часы пик: 6 смен воздуха в час включено;
        • Низкое время работы: снижайте до 4 раз/час в сочетании с осушителем воздуха для поддержания влажности.
      • ‌Путь 2: Интеграция системы тепловых насосов‌
        В осушителях с рекуперацией тепла (например, в серии Dantherm CDP) тепло, полученное в процессе осушения, используется для подогрева воды в бассейне или воздуха, что позволяет экономить до 60%-70% энергии.
      • ‌Путь 3: Интеллектуальное предиктивное управление‌
        Благодаря датчику влажности + алгоритму искусственного интеллекта, позволяющему заранее оценить изменения испарения (например, резкое изменение погоды или бронирование мероприятий), заранее настроить режимы вентиляции и осушения, чтобы избежать перегрузки системы или избыточной работы.

   ---

   ‌III. Практическая проверка: сравнение измеренных данных и примеров‌

   Возьмем в качестве примера проект реконструкции бассейна в международном отеле, первоначальная система использует фиксированный воздухообмен 6 раз/час + традиционный осушитель, после реконструкции она переходит на систему вентиляции с частотным преобразованием + систему связи осушения с тепловым насосом, сравнение данных следующее:

   норма	до конверсии	после преобразования	степень сокращения (в ценах, количестве и т.д.)
   Среднегодовое потребление энергии (кВт-ч/м²)	320	180	43.8%
   Соответствие требованиям влажности (%)	75% (очень летучий)	95% (стабилизированный)	–
   Частота отказов оборудования (раз/год)	8	2	75%

   ‌Ключевые моменты улучшения::

   • Инверторные вентиляторы регулируют поток воздуха в зависимости от влажности в реальном времени, снижая неэффективность вентиляции;
   • Осушители с тепловым насосом рекуперируют тепло для термостата воды в бассейне и снижают нагрузку на котел;
   • Интеллектуальная система управления снижает количество ошибок при ручном вмешательстве.

   ---

   ‌IV. Рекомендации по дизайну: 4 шага к достижению "золотого сечения"‌

   1. ‌Точный расчет нагрузки‌
      Используйте специализированное программное обеспечение (например, Carrier HAP или IESVE) для моделирования испарения бассейна, требований к вентиляции и теплопотерь, чтобы избежать ошибок в выборе оборудования, вызванных эмпирикой.

   2. ‌Выбор высокоинтегрированных устройств‌
      Приоритет отдается использованию систем "3 в 1" для вентиляции, осушения и рекуперации тепла (например, Calorex Varipac), что позволяет снизить сложность воздуховодов и уменьшить занимаемое пространство.

   3. ‌Предусмотрите избыточность регулирования‌
      Добавление запаса регулирования 10%-15% к расчетному значению воздушного потока, чтобы справиться с неожиданными сценариями высокой нагрузки (например, вечеринки в бассейне или турниры).

   4. ‌Долгосрочный мониторинг и итерации‌
      IoT-датчики установлены для мониторинга влажности, расхода воздуха и данных об энергопотреблении, а коэффициент энергоэффективности системы (COP) анализируется ежеквартально для постоянной оптимизации стратегии работы.

   ---

   ‌заключительные замечания‌

           Суть "золотого сечения" системы вентиляции и осушения плавательных бассейнов заключается в поиске оптимального решения между экологической безопасностью и энергоэффективностью с помощью научного моделирования и технологических инноваций. С развитием технологии тепловых насосов и интеллектуальных алгоритмов управления этот баланс будет становиться все более утонченным и динамичным, обеспечивая надежную гарантию устойчивого развития крытых плавательных бассейнов.

   ​