Проектирование системы осушения

На множестве современных производств, для обеспечения правильного технологического процесса требуется четкое поддержание заданных климатических параметров. Смена сезонов года и параметров наружного воздуха, в сумме с внутренними источниками требуют дополнительной обработки воздуха. В зимний период, когда воздух сухой, требуется его дополнительное увлажнение, а в летнее время и переходные периоды может потребоваться его осушение, в домашних и промышленных бассейнах, например, осушение необходимо круглый год. В высокотехнологичных, так называемых «чистых комнатах» может потребоваться поддержание не только температуры и чистоты воздуха, но и его влажности, а для этого нужна установка и осушителя и увлажнителя воздуха.

Почему проектирование системы осушения необходимо?

Для качественного длительного хранения некоторых видов сырья и пищевых продуктов необходимо поддерживать низкую относительную влажность воздуха в камерах. При этом универсальные и малые холодильные склады по экономической целесообразности не могут оборудоваться сложными системами кондиционирования и технологического осушения воздуха. В работе проведено сопоставление различных способов обеспечения нормируемой относительной влажности воздуха в камерах хранения пищевых продуктов. Указаны преимущества и недостатки способа осушения при помощи охлаждающей системы холодильных камер и повторного нагрева воздуха в дополнительно обустроенных нагревателях на камерных приборах охлаждения, а также возможные области применения этого способа. На примере камеры хранения продовольственного лука разработана и продемонстрирована методика инженерного расчета мощности и времени работы нагревателей систем осушения воздуха для обеспечения нормируемой относительной влажности. В работе также сопоставлено использование электрических нагревателей и нагревателей с использованием промежуточного хладоносителя, который утилизирует вторичные энергоресурсы, а также проведена оценка организации внесения дополнительного теплопритока в холодильную камеру. 

Основной проблемой для помещений как плавательных бассейнов является высокая относительная влажность окружающего воздуха, так как с водной поверхности бассейна, а также из сырых и мокрых материалов и предметов, находящихся в помещении, происходит значительное испарение влаги. Поэтому отсутствие должного регулирования влажности приводит при охлаждении воздуха ниже точки росы к конденсации паров влаги на холодных поверхностях, что, в свою очередь вызывает коррозию, гниение материалов и образование на них грибковой плесени. Кроме того, происходит запотевание окон помещения бассейна, создавая дискомфортные условия для присутствующих людей.

Имея правильно спроектированную систему вентиляции и осушения и предусмотрев надлежащую теплоизоляцию здания, можно добиться минимального испарения влаги с водной поверхности бассейна и, таким образом, предотвратить разрушение конструктивных элементов здания и создать комфортные условия для людей.

Допустимая максимальная влажность воздуха бассейна определяется степенью изоляции помещения и минимальной температурой наружного воздуха. Например, если параметры воздушной среды в помещении бассейна 30°С/55% RH, то точка росы будет равна 20°С. Поэтому при наружной температуре -10°С здание должно иметь очень хорошую теплоизоляцию, характеризующуюся величиной удельных потерь тепла U не менее 1 Вт/м2К (класс ТЗ).

Подаваемый в помещение после обработки в систему воздух – сухой и теплый, поэтому выпадение влаги из него не происходит с такой же легкостью, как из застойного, уже охладившегося воздуха помещения. Следовательно, приточный воздушный поток, обладающий достаточно высокой скоростью, необходимо подавать вдоль стен и окон по периметру помещения, предпочтительно с трех сторон, а вытяжной влажный воздух следует забирать на более высоком уровне с четвертой стороны.

Желательно, чтобы непосредственно над водной поверхностью воздух был более или менее стационарным, так как высокая подвижность интенсифицирует испарение влаги.

В целях обеспечения комфортности относительная влажность воздуха в помещении бассейна должна быть не выше 65% (точное значение определяется температурой в помещении и соответствует влагосодержанию 14.3 г/кг 9по стандарту Общества Немецких Инженеров VDI 2086).

При определении надлежащих параметров воздушной среды в бассейне следует учитывать проблемы, как снижения влажности, так и эксплуатационных расходов. Для минимального испарения влаги с поверхности воды необходимо, чтобы температура воздуха в бассейне всегда была выше температуры воды, причем, чем выше эта разница температур, тем меньше интенсивность испарения. Однако для обеспечения в совокупности наиболее экономичных и комфортных условий эта разница температур должна быть не более 2-3°С.

Как правило, параметры окружающего воздуха в помещениях общественных плавательных бассейнов 28°С/60% - 30°С/55% RH, а температура воды составляет 26-28°С. В лечебных бассейнах температура воды на 4-8°С выше.

Расчет интенсивности испарения

Испарение влаги с водной поверхности бассейна, с поверхностей сырых и мокрых материалов и предметов, используемых в помещении, а также испарения от самих купающихся — основной фактор, влияющий на влажность окружающего воздуха.

Интенсивность испарения главным образом зависит от площади водоема, температуры воды, влажности, температуры и подвижности воздуха, а также от активности купающихся. Для расчета интенсивности испарения существует достаточно много формул, но по сравнению с экспериментальными данными они дают завышенные значения.

Инфильтрация наружного воздуха через двери, окна и неплотности, частичная занятость бассейна в течение суток, хорошее качество воздухораспределения способствуют тому, что в реальных условиях требуется меньшая производительность осушения, чем по расчету. Кроме того, снижение влажности в помещении в большей или меньшей степени, что зависит от параметров воздушной среды в помещении, происходит за счет подачи приточного свежего воздуха.

Поскольку расчетные методы определения интенсивности испарения дают значительный запас по производительности осушения, то, применяя их, не следует делать каких-либо дополнительных допусков на случай экстремальных условий работы, поскольку это приведет только к необоснованному увеличению эксплуатационных расходов. Даже если в какой-то период времени и произойдет пиковое увеличение относительной влажности, эта ситуация будет лишь кратковременной, так как влажность постепенно снизится до нормального уровня.

Следует иметь в виду, что рассматриваемые в данном руководстве расчеты приводятся только в качестве примера, поскольку в разных странах применяются различные расчетные и эмпирические методы для определения интенсивности испарения.

Подбор осушителей на стадии разработки проекта – учёт всех факторов

Правильный подбор осушителя воздуха возможен только после анализа комплекса всех факторов, сопровождающих эксплуатацию техники. Главным параметром, оказывающим влияние на выбор конкретной модели, является объём воздушной среды, зависящий напрямую от габаритов помещения. Кроме того, выбор устройств для системы осушения определяется и условиями его работы.

Например, в некоторых помещениях уровень влажности объективно выше, чем в любых других – просто в силу их специфики. Так, осуществляя подбор осушителя для бассейна, следует понимать, что для обеспечения нормального влажностного режима требуется использование осушающей техники повышенной производительности, а осушитель, например, для офиса может быть и не очень мощным.

Таким образом, профессиональное проектирование системы осушения воздуха позволит точно определиться с типом оборудования, его характеристиками и эксплуатационным режимом, оптимальным в данных конкретных условиях.

Особенности проектирования

Проектирование всех элементов осушительной системы производится в определенной последовательности: начинают с проектирования проводящей части осушительной сети, оградительной сети и, затем, проектируют регулирующую сеть.

Трасса магистрального канала прокладывается по самым низким отметкам поверхности осушаемого массива, используя в первую очередь, естественные протоки, тальвеги и другие, хорошо выраженные понижения. Магистральный канал должен принимать воду самотеком с любой точки площади, подлежащей осушению. Положение магистрального канала должно, по возможности, обеспечивать двухсторонний прием воды. Уклоны магистральных каналов определяются уклонами поверхности осушаемой территории и предельно допустимым скоростям на размыв, заиление и зарастание. Минимальный уклон - 0,0002

Расположение транспортирующих собирателей и дренажных коллекторов должно отвечать некоторым условиям. Они должны трассироваться по границам полей севооборота, севооборотных участков. При трассировании транспортирующих собирателей и коллекторов надо учитывать последующее размещение регулирующей сети. Уклоны для транспортирующих собирателей следует принимать не ниже 0,0004, а при плоском без уклонном рельефе - 0,0003. Уклон дренажного коллектора должен быть не менее 0,002, чтобы предотвратить заиление и закупорку трубы коллектора.

В случае ограждения осушаемых земель от поступления поверхностной воды, стекающей с вышележащего водостока, проектируются нагорные каналы. Они прокладываются вдоль верхней границы осушаемой территории, у подножия склона с уклонами 0,0003 - 0,0005, вода из нагорных каналов сбрасывается в проводящую сеть осушительной системы.

Регулирующая осушительная сеть состоит из сети каналов и дрен для сбора избыточной поверхностной и грунтовой воды, непосредственно на осушаемой площади, для создания и поддержания в корнеобитаемом слое оптимального водно-воздушного режима, отвода собранной воды в проводящую сеть.

Наиболее совершенным типом осушительной сети является закрытая осушительная сеть, в основе которой лежит регулирующая сеть в виде закрытых дрен. Дрена - закрытый канал, на дне которого укладывается водопроводящий материал. Наибольшее применение на практике осушения находит гончарный дренаж: керамические трубки длиной 93 см., диаметром от 5 до 25 см. укладываются на дно траншеи впритык одна к другой.

​