Wentylacja krytych basenów

Dlaczego potrzebujemy recyrkulacji powietrza?

Organizacja skutecznej wentylacji hal krytych pływalni to jedno z trudniejszych zadań, stojących zarówno przed projektantami, wykonawcami, jak i przed użytkownikami/służbami technicznymi tego typu obiektów. Poprawność wentylacji hali basenowej to temat, który powinien interesować również, a może przede wszystkim właścicieli kompleksów basenowych. Bowiem to oni, skuszeni niską ceną, często decydują się na zastosowanie zbyt prostych, a tym samym nieskutecznych rozwiązań. 

Po co ta cała recyrkulacja?

Wentylacja basenowa to przede wszystkim świat pozornie nieistotnych szczegółów i detali, bez których prawidłowe funkcjonowanie obiektu nie jest możliwe. Jednym z takich elementów, wpływającym znacząco na skuteczność, a przede wszystkim na aspekt ekonomiczny wentylacji jest recyrkulacja powietrza.

Nowoczesna wentylacja hal krytych pływalni realizowana jest za pomocą urządzeń wentylacyjnych takich, jak:
- osuszacze (stosowane do pomieszczeń o małych zyskach wilgoci, np. basenów przydomowych, szpitalnych czy wyposażonych tylko w jacuzzi) oraz
- centrale wentylacyjne (stosowane do obiektów basenowych każdego typu, od małych basenów przydomowych po aquaparki).
Te pierwsze pracują w większości przypadków z wykorzystaniem chłodzenia mechanicznego powietrza obiegowego, stąd też zagadnienie recyrkulacji dotyczy głównie systemów opartych o basenowe centrale wentylacyjne.
Recyrkulacja powietrza usuwanego służy przede wszystkim regulacji wilgotności w pomieszczeniu basenowym w okresie zimowym. Powietrze zawracane o dużej zawartości wilgoci miesza się z powietrzem zewnętrznym, dla którego ten parametr zimą jest zdecydowanie niższy. Odpowiednia proporcja tych dwóch strumieni powietrza (np. 20% powietrza świeżego) pozwala uzyskać taką zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym, dzięki której usuniemy zyski wilgoci z hali basenowej jednocześnie nie doprowadzając do „przesuszenia” powietrza względem parametrów projektowych. Daje to też pewien zapas wydajności w momencie nieoczekiwanego wzrostu zysków wilgoci w hali basenowej.


Dlaczego więc urządzenie wentylacyjne musi mieć możliwość recyrkulacji? Jeżeli do osuszenia basenu zimą potrzebuję 2000 m3/h, to po co centrala na 10 000 m3/h?

Wynika to z kilku aspektów, a w przypadku hal basenowych najważniejszym z nich jest ilość powietrza, jakiej potrzebujemy do usuwania zysków wilgoci w okresie letnim. Według zaleceń normy VDI 2089 ilość tę ustala się w oparciu o obliczone zyski wilgoci hali basenowej oraz różnicę w zawartości wilgoci powietrza w hali basenowej i powietrza zewnętrznego. Wentylacja odbywa się więc przy użyciu tylko powietrza zewnętrznego.

Warto prześledzić to zagadnienie na przykładzie. Przyjęte założenia:
- zyski wilgoci w hali basenowej: 32,52 kg/h,
- parametry powietrza zewnętrznego zima: -16°C /100% (I strefa wg PN-82/B-02403),
- parametry powietrza zewnętrznego lato: 30°C/45% (II strefa wg PN-82/B-02403),
- parametry powietrza w hali basenowej zima i lato: 30°C/55%,
- gęstość powietrza 1,2 kg/m3,
- ciepło właściwe powietrza: 1,005 kJ/(kgK).

W analizowanym przypadku, w okresie letnim różnica zawartości wilgoci pomiędzy powietrzem w hali a powietrzem zewnętrznym wynosi jedynie 2,71 g/kg powietrza suchego.
Wykorzystując normę VDI 2089 obliczymy, że aby osuszyć halę basenową pracującą w założonych warunkach, musimy skorzystać z 12 000 kg powietrza na godzinę, co przekłada się na wydatek urządzenia wentylacyjnego około 10 000 m3/h. Uwaga! Należy pamiętać, że kryterium ilości powietrza na podstawie usuwania zysków wilgoci nie jest jedynym kryterium decydującym o ilości powietrza. Obliczenia należy sprawdzić wg pozostałych kryteriów. Na potrzeby tego przykładu zakłada się, że w sprawdzeniu według innych kryteriów uzyskano zbliżony wydatek powietrza.

Jak sytuacja analizowanego obiektu będzie wyglądała zimą? 

Przyjęte założenia pokazują, że w okresie zimowym różnica zawartości wilgoci pomiędzy powietrzem w obiekcie a powietrzem zewnętrznym wynosi już 13,73 g/kg p. such. W takim wypadku do usunięcia zysków wilgoci potrzebujemy jedynie około 2369 kg powietrza na godzinę, czyli ok 1974 m3/h, tj. 19,7% całego wydatku urządzenia. Pozostała część powietrza powinna być zawrócona do pomieszczenia basenowego. Po zmieszaniu się strumieni powietrza świeżego i zawracanego otrzymamy zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym 11,95 g/kg p. suchego. Należy pamiętać, że przy ustalaniu minimalnej ilości powietrza świeżego trzeba wziąć również pod uwagę wymagania higieniczne. Na fot. powyżej [1] przedstawiono przykładową basenową centralę wentylacyjną wyposażoną w komory recyrkulacji (przepustnice recyrkulacji).

 

Co, jeżeli zainstalujemy urządzenie bez recyrkulacji?

Warto odwołać się do analizowanego już przykładu. Najpoważniejszym skutkiem wykorzystania urządzenia bez możliwości recyrkulacji zimą będzie przede wszystkim „przesuszenie basenu”, tj. znaczny spadek zawartości wilgoci w powietrzu hali basenowej poniżej parametrów projektowych, a co za tym idzie całkowite rozregulowanie pracy instalacji wentylacji względem założeń. Taka sytuacja to przede wszystkim wzrost kosztów eksploatacji obiektu (np. kosztów ogrzewania powietrza nawiewanego), niebezpieczeństwo uszkodzenia elementów konstrukcyjnych budynku czy choćby złe samopoczucie użytkowników pływalni. W analizowanym przykładzie przy zastosowaniu tylko powietrza świeżego wydajność osuszania powietrza wyniosłaby około 164 kg/h, co pięciokrotnie przekracza projektowe zapotrzebowanie. Powietrze tak osuszone należałoby nawilżać, np. za pomocą nawilżacza, co jest rozwiązaniem absurdalnym, biorąc pod uwagę dostępność świetnego źródła wilgoci, jakim jest powietrze usuwane z hali basenowej.

Czy wystarczy więc zimą uruchamiać urządzenie tylko na kilka min/h lub obniżyć jego wydatek? 

Niestety nie. Centrala wentylacyjna oprócz funkcji osuszającej ma też inne zadania, m.in.: ogrzewanie hali basenowej, zapewnianie wymaganej ilości powietrza świeżego ze względów higienicznych, zapewnienie wymaganej wymiany powietrza w obiekcie czy choćby utrzymanie ciągłego ruchu powietrza w hali basenowej. Uruchomienie urządzenia tylko na kilka minut, podobnie jak obniżenie wydatku spowodowałoby brak możliwości realizacji części spośród tych zadań. Przykładowo, wyłączone urządzenie nie mogłoby realizować funkcji ogrzewania hali basenowej. Z kolei centrala uruchomiona tylko na kilka minut mogłaby nie dostarczyć ilości powietrza wymaganej do uniknięcia kondensacji na przegrodach przeszklonych, takich jak okna.

Jakiego urządzenia powinienem szukać?

Nie ma jednej odpowiedzi na to pytanie. Zastosowanie konkretnego urządzenia powinno być przede wszystkim uzasadnione projektowo, tzn. mieć takie funkcje i komponenty, aby możliwe było skuteczne, a jednocześnie tanie użytkowanie systemu wentylacji w oparciu o takie urządzenie. Najnowocześniejsze urządzenia wyposażane są w takie komponenty jak wysokosprawny odzysk ciepła (np. wymiennik krzyżowy lub przeciwprądowy), pompy ciepła typu powietrze – powietrze, dodatkowe skraplacze do podgrzewu wody basenowej, dwie komory recyrkulacji. Dzięki takim konfiguracjom, znacznie zwiększa się funkcjonalność urządzenia, a dzięki wielopoziomowemu odzyskowi ciepła spadają koszty eksploatacyjne. Na fot. poniżej [1] przedstawiono przykładową centralę wentylacyjną firmy WOLF, wyposażoną we wspomniane komponenty.

Czy recyrkulacja jest więc niezbędna? 

Zapamiętać należy, że… nie jest możliwe uzyskanie skutecznej i jednocześnie taniej w eksploatacji wentylacji hali basenowej bez jej zastosowania. Dowodzi tego przytoczony przykład. Urządzenia jej nieposiadające, są bez wątpienia tańsze, co może kusić potencjalnego inwestora, dla którego każda potencjalna oszczędność wydaje się atrakcyjna.

 

Bibliografia

[1] WOLF Technika Grzewcza Sp. z o.o. – materiały własne firmy

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 6/2018 1/2018 12/2017