Lai nodrošinātu vajadzīgo mikroklimatu baseina telpās, gaisu nepieciešams sausināt, telpas apkurināt un ventilēt. Šīm trim darbībām jābūt savstarpēji saistītām, lai panāktu stabilu mikroklimatu ar iespējami mazākiem energoieguldījumiem.
Viena no svarīgākajām baseinu mikroklimatu iekārtu veicamām funkcijām ir telpu gaisu sausināšana. Baseina telpās gaiss ir jāsausina, jo no baseina ūdens virsmas, dušām, ūdens atrakcijām nepārtraukti iztvaiko ūdens, kas no baseina telpas jāizvada(jāsausina), lai izvairītos no tā kondensācijas uz virsmām, pelējuma rašanās un ēkas konstrukciju bojāšanas. Ne mazāk svarīgi, lai baseina apmeklētājiem tiktu nodrošināts komforta prasībām atbilstoša telpu gaisa kvalitāte.
Baseinu gaisu var sausināt dažādos veidos: dzesēšana zem rasas punkta, sausināšana ar sausāku āra gaisu, un sausināšana ar aukstu ūdeni (aukstie baseini telpas gaisā esošos ūdens tvaiku kondensējas uz tās virsmas). Šajā rakstā vairāk uzmanības tiks pievērsta telpu mikroklimatu iekārtu sausināšanas energoefektivitātei.
Sausināšana ar āra gaisu
Pēc tabulā Nr.1 redzams, ka āra gaiss 99% no visa gada laika ir sausāks par baseina telpas gaisu. Šādos gadījumos ar to ir iespējams sausināt baseina gaisu.
Tātad būtu tikai racionāli sausināt baseina telpas gaisu ar āra gaisu, un praktiski to var darīt visu gadu. Nepieciešamo sausināšanas jaudu kontrolē ar pieplūdes gaisa daudzumu un recirkulējamā gaisa apjomu. Bez tam šis risinājums nepatērē elektroenerģiju sausināšanai, taču vienlaicīgi palielinās ventilācijas zudumi jeb siltumenerģijas patēriņš. Lai šo sistēmu padarītu energoefektīvāku un lai atgūtu visu iespējamo siltumenerģiju no nosūces gaisa, to aprīko ar siltummaini un siltuma sūkni.
Dzesēšana zem rasas punkta temperatūras
Gaisam sasniedzot rasas punktu un to tālāk dzesējot, no tā izkrīt kondensāts.
1. Autonomie baseinu gaisu sausinātāji sausina gaisu, izmantojot freona kompresijas dzesēšanas sistēmu.
Šajā gadījumā gaiss iztvaikotājā tiek nodzesēts zem rasas punkta, kā rezultātā no gaisa izkrīt kondensāts un pēc tam gaiss tiek uzsildīts kondensatorā. Rasas punkts baseina telpas gaisam (30oC/55%) ir aptuveni +20oC. Dzesēšana procesā no +30 oC līdz +20 oC pieaug gaisa relatīvais mitrums, bet sausināšana vēl nenotiek. Šī dzesēšanas zona ir „zudumu zona”, kurā tiek patērēta enerģija tikai sensiblā(jūtamā) siltuma noņemšanai. Tāpēc ir svarīgi pēc iespējas ātrāk pārvarēt šo neizdevīgo zonu un pēc iespējas dziļāk nokļūt latentajā(mitruma) zonā, jo tieši tajā notiek kondensācija.
Gaiss pēc tam tiek uzsildīts kondensatorā, un tam ir augstāka temperatūra nekā pirms iztvaikotājā. Tas ir skaidrojams ar to, ka latentais siltums tiek atdots, kā sensiblais siltums un papildus tam kompresora patērētā elektroenerģija arī pāriet siltumenerģijā. Šādā procesā tiek kondensāti 1-2 kg ūdens tvaika, patērējot 1 kWh elektroenerģijas.
2. Sausināšana ar siltumsūkni kombinācijā ar siltummaini. Menerga Typ 29, Typ 37, Typ 39.
Šajā sistēmā lielāko daļu ‘zudumu zonas’ dzesēšanu veic siltummainis, kurš priekšdzesē nosūces gaisu. Līdz ar to freona kompresijas dzesēšanas sistēmai jātērē mazāk enerģijas dzesēšanai, kas ļauj uzstādīt mazākas jaudas kompresoru. Sausināšana notiek efektivākāk, proti sistēma spēj nosausināt 2-4 kg ūdens tvaika patērējot elektroenerģijas 1 kWh.
Attēlā Nr.2 var redzēt, ka dzesēšanas sistēmas ar siltuma sūkni kombinācijā ar siltummaini (apzīmēta zaļā krāsā) nepieciešamā jauda ir apmēram 50% mazāka, tātad var samazināt sistēmas elektrojaudu pie tās pašās sausināšanas jaudas.
Freona kompresijas dzesēšanas sistēmu veido, lai tā neiet pārāk dziļi latentajā zonā, jo pie tālākas dzesēšanas nosausinātā ūdens tvaika daudzums pret izmantoto enerģiju samazinās. Šāda nobalansēta sistēma spēj kondensēt līdz 5kg ūdens tvaika patērējot 1 kWh elektroenerģijas.
Baseinu telpu mikoklimatu iekārtas
Menerga ThermoCond sērijas iekārtas (Typ 37, Typ 39) ir multifunkcionālas sistēmas, kas nodrošina mikroklimatu publiskajos baseinos. Šīs sistēmas veic gaisa sausināšanu, ventilāciju un baseina gaisa sildīšanu. Visu iekārtu komplektācija un funkcionalitāte ir saskaņota ar klienta vajadzībām. Augstas kvalitātes komponentes kombinācijā ar precīzu vadību un regulēšanu garantē ekonomiskāko režīmu pie nemainīgiem komforta apstākļiem. ThermoCond uztur apmeklētājiem piemērotu mikroklimatu, kā arī rada ideālu aizsardzību ēkas konstrukcijām. Papildus apkures iekārtas, tādas kā radiatori un sildītāji, nav nepieciešami.
Menerga ThermoCond Typ 37, Typ 39
Šīs iekārtas baseina gaisu sausina gan ar siltumsūkni kombinācijā ar siltummaini, gan ar ārā gaisu kombinācijā ar siltummaini un siltumsūkni. Sausināšanas veidu iekārta izvēles pēc āra gaisa parametriem, noslogojuma un nepieciešamā svaigā gaisa daudzumu, tā lai iekārta strādātu pēc iespējas energoefektīvāk. Nokomplektētā iekārtā ietilpst visas komponentes peldbaseina gaisa kondicionēšanai, kā arī ieslēgšanas un kontroles iekārtas.
Iztvaikotāja un kondensatora konstrukcija kopā ar kompresoru ļauj sasniegt maksimālās COP vērtības visos darbības režīmos. Tabulā Nr.2 ir redzams iekārtu komponentu apraksts.
Komponentu apraksts, izmaiņu ieguvumi:
- Siltummainis – augstas veiktspējas šķērsplūsmas siltummainis izgatavots no polipropilēna, kas nekorodē baseina agresīvajā gaisa plūsmā. Siltummaiņa nosūces gaisa siltuma atgūšana efektivitāte ir līdz 80%.
- Ventilātoru sistēma – jaunā energoefektīvā eC motoru sistēma atbilst IE3 klasei, kura salīdzinot ar solVent sistēmu ietaupa gadā ap 30% elektroenerģijas . Tie ir kompaktāki un viegli nomaināmi. Ventiekārtas ar gaisa daudzumiem virs 10 000m3/h tiek aprīkotas ar ventilatoru sienām EffiVent(Attēls Nr.2), kuru salīdzinot ar solVent ļauj ventilatora sekcijas garumu samazināt par 50%. Šis risinājums nodrošina vienmērīgāku gaisa plūsmu (vienmērīgs filtru un siltummaiņa noslogojums) , kā arī efektīvāku gaisa daudzumu regulēšanu, samazinot nepieciešamo enerģijas patēriņu. Abas ventilatoru sistēmas ir aprīkotas ar aktīvo plūsmas kontrolieri un tiek veikts vibrāciju monitorings.
- Kompresors – iekārtas tiek aprīkotas ar spirālveida kompresoru , kuram, salīdzinot ar virzuļu kompresoru, ir augstāka efektivitāte. Jaunā Typ 39 paaudzes ventiekārta aprīkota ar bezpakāpju invertera tipa kompresoru. Tas dod iespēju precīzi kontrolēt sausināšanas jaudu un līdz ar to iespējams nodrošināt nepieciešamo svaigā gaisa daudzumu neatkarīgi no āra gaisa un baseina gaisa parametriem, kā rezultātā patstāvīgs mitruma saturs baseinā ir garantēts pie minimāla enerģijas patēriņa.
- Iztvaikotājs – tā konstrukcija un novietojums aiz siltummaiņa nodrošina zemus spiediena zudumus un efektīvu sausināšanu/dzesēšanu vienmērīgās gaisa plūsmas sadales dēļ.
- Kondensators – jaunā kondensatora konstrukcija samazina tā biezumu par 70% pie tās pašas kondensatora jaudas, kā rezultātā spiediena zudumi samazinās par 50%.
- Vārstu sistēma – „Air flaps” vārstu sistēma ir aprīkota potencionmetriem precīzai gaisa daudzuma kontrolei, kā arī pie pilna atvēruma samazināti spiediena zudumi.
- Filtri – tie ir aprīkoti ar diferenciālspiediena sensoriem, lai noteiktu filtru piesārņojuma līmeni.
Darbības režīmi
Sausināšana, kad baseins netiek izmantots:
Baseina miera režīmā iekārta darbojas recirkulācijā. Noteikta siltā, mitrā nosūces gaisa daļa plūst cauri šķērsplūsmas siltummaini un tiek nodzesēts siltuma sūkņa iztvaikotājā, kur liela daļa mitruma tiek kondensēts un aizvadīts. Nodzesētais, nosausinātais gaiss plūst cauri šķērsplūsmas siltummaini un tiek uzsildīts ar silto nosūces gaisu. Šajā siltuma apmaiņas procesā notiek arī nosūces gaisa priekšdzesēšana (gandrīz līdz rasas punktam). Nosausinātais gaiss tiek uzsildīts siltumsūkņa kondensatorā(Attēls Nr.4). Ja temperatūra pēc kondensatora ir par zemu, tad to piesilda līdz nepieciešamajai temperatūrai kaloriferā.
Pie vidējām āra gaisa temperatūrām (Attēls Nr.5) sausināšanai izdevīgāks režīms ir ar daļēju recirkulācijas un āra gaisa sajaukumu, uz ko Iekārta pārslēdzas automātiski. Vasarā ,kad āra gaisa temperatūra ir augsta, iekārta strādā 100% āra/izmetamā gaisa režīmā.
Sausināšana, kad baseins tiek izmantots:
Kad baseins tiek izmantots, iekārta no 100% recirkulācijas režīma pāriet uz kontrolētu svaigā gaisa padeves režīmu , lai higiēnisku iemeslu dēļ padotu apmeklētājiem nepieciešamo svaigo āra gaisu. (Attēls Nr.5) Minimālais āra gaisa daudzums ir atkarīgs no iztvaikošanas intensitātes baseinā un tas tiek nepārtraukti kontrolēts. Aukstais āra gaiss palielina priekšdzesēšanas efektu siltummainī, līdz ar to palielina iekārtas sausināšanas jaudu siltumsūkņa režīmā.
Mitruma kontrole:
Sausinātāja jauda tiek regulēta atbilstoši nosūces gaisa mitrumam, kas tiek mērīts nosūces gaisa vadā. Ja telpa nav jāsausina, iekārta strādā recirkulācijas režīmā. Ja telpas mitrums pieaug, mitruma regulēšana notiek pa pakāpēm(Attēls Nr.6):
1. Siltuma sūknis ir aktīvs un iekārta darbojas ar maksimālajiem gaisa apjomiem. Sausināšana tiek nodrošināta recirkulācijas režīmā, iekārtas automātikai izvēloties optimālāko režīmu. Gaisa daudzums caur iztvaikotāju tiek regulēts atkarībā no procesorā pastāvīgi pārrēķinātās nepieciešamās sausināšanas jaudas.
2. Āra gaiss 66%. Siltuma sūkņa optimāla darbība tiek regulēta pēc aktuālā f spiediena. Gadījumā, ja siltuma sūknis nav aktīvs, tiek padots mazāks āra gaisa daudzums.
3. 100% āra gaiss.
Energoefektīva mitruma regulēšana baseina miera režīmā
Atkarībā no āra gaisa temperatūras uzstādītā mitruma vērtība iekārtas „Sandby” režīmā automātiski tiek paaugstināta. To drīkst darīt pie augstām āra gaisa temperatūrām, piem., vasaras naktīs, nekaitējot ēkas konstrukcijām. Paaugstināts mitruma daudzums telpās baseina miera režīmā ļauj samazināt iekārtas darbības laiku ar lielajiem gaisa apjomiem, samazināt kompresora darbības laiku un āra gaisa daļu. Tādējādi miera režīmā papildus tiek ietaupīta enerģija.
Iekārtu papildaprīkojums Baseina ūdens kondensators
Mikroklimata iekārta, kurai nav iebūvēts baseina ūdens kondensators, pārtrauc telpu sausināšanu ar kompresoru tai brīdī, kad pie intensīvas sausināšanas pieplūdes temperatūra pēc gaisa kondensatora ir par augstu. Pretējā gadījumā telpas tiktu pārkarsētas. Tālāk sausināšana tiek veikta ar āra gaisu. Iekārtai ar baseina ūdens kondensatoru gaisa tālākā sausināšana notiek ar siltuma sūkni un ‘’liekais’’ siltums tiek atdots baseina ūdenim, kas padara kopējo sistēmu energoefektīvāku.
Baseina mikroklimata iekārtās ar ūdens kondensatoru temperatūras kontrole notiek divos līmeņos (Attēls Nr.7) . Dotajā piemērā vēlamā ūdens temperatūra ir 28 oC:
1. baseina ūdens tiek sildīts no apkures sistēmas un arī ar baseina ūdens kondensatoru līdz baseina ūdens temperatūrai 28 oC.
2. Ja baseina ūdens temperatūrai ir virs 28 oC, tikai iekārtas liekais siltums tiek atdots baseina ūdenim, līdz tiek pārsniegta 1 oC robeža.
Ieguvumi:
- Ietaupīta siltumenerģija baseina ūdens sildīšanai,
- Iekārta sausinot nepāriet uz āra gaisa režīmu.
Svaigā ūdens sildītājs (freona starpdzesētājs – KMU)
Iekārta var tikt aprīkota ar svaigā ūdens sildītāju, kas piesilda daļu no baseinam nepieciešamā svaigā ūdens papildināšanas daudzuma vidēji no 10oC līdz nepieciešamajiem, piem., 28oC (jāpapildina normatīvi prasītais un iztvaikojušais ūdens daudzums). Tas ļauj nodzesēt freonu kompresijas dzesēšanas ciklā par 20 K, kā rezultātā tiek palielināta iztvaikotāja dzesēšanas jaupa par 20% pie tās pašas kompresora jaudas(Attēls Nr.8).
Ieguvumi:
1. Papildināšanas ūdens sildīšana.
2. Recirkulācijas -sausināšanas režīmā kalpo kā freona cikla starpdzesētājs
- Palielinās sausināšanas jauda
- Palielinās kopējā siltuma sūkņa jauda (gaisa sildīšana + svaigā ūdens sildīšana) pie tā paša kompresora jaudas
3. Režīmā „Āra gaiss- izplūde” KMU kalpo kā freona cikla starpdzesētājs
- Palielinās kopējā siltuma sūkņa jauda (gaisa sildīšana + svaigā ūdens sildīšana) pie tā paša kompresora jaudas
Papildus āra gaisa līnija – mikroklimata uzturēšana vasarā
Tā kā vasaras periodā ekonomiski izdevīgāk ir sausināt ar āra gaisu, taču āra gaiss ir bieži ir mitrs. Lai vasaras režīmā sasniegtu nepieciešamo mitrumu atbistoši vācu baseinu projektēšanas normām VDI 2089, būtu nepieciešams sausināt āra gaisu,izmantojot papildus vārstu sistēmu. Šādā veidā āra gaiss tiek sausināts ar siltuma sūkņa palīdzību (Attēls Nr.9)
Nākošā rakstā Menerga jaunās paaudzes baseina mikroklimata iekārta ThermoCond Typ 38., kurai siltuma atgūšanai tiek izmantots pretplūsmas siltummainis ar efektivitāti virs 95%)
