Рациональное потребление энергии в плавательных бассейнах

Для правильного поддержания должных гигиенических характеристик воды бассейна требуется обязательная норма свежей воды – 30 л в день на посетителя. Это относится также к гидромассажным ваннам кроме тех, которые имеют свою систему подготовки воды и должны опорожняться ежедневно. Вытесняемая вода бассейна при экономичном ведении хозяйства используется для промывки фильтров, но в основном она просто сливается в отводную систему. Путем многократного анализа воды в бассейне можно снизить расходы на заполнение и слив воды. Одновременно уменьшение потребления питьевой воды в так называемом процессе повторной переработки вносит заметный вклад в защиту окружающей среды. Замена или слив отфильтрованной и хлорированной воды бассейна обеспечивает в сочетании с недорогой установкой повышения давления и пластмассовым (полиэтиленовым) сборным резервуаром очень интересные возможности использования. Они подходят для промывки унитазов и писсуаров, для чистки и т. п. Вода для душа кроме подогрева, как правило, требует гигиенической обработки, которую необходимо согласовать со службой здравоохранения. По соображениям безопасности работы у сборного резервуара необходимо предусмотреть подключение к городскому водопроводу. Для защиты от коррозии система водоснабжения должна быть выполнена из пластмассы, например недорогого ПВХ, а для подогреваемой воды душа – из полиэтиленовых или полипропиленовых труб. Описанная система может использоваться в сочетании с обратным получением тепла для воды в бассейне.

Обратное получение тепла из сточной воды

Методы и системы для обратного получения тепла из сточной воды часто не приносят ожидаемой экономии. Кроме того, имеют место существенные проблемы технического обслуживания, если сточная вода без предварительной очистки направляется прямо в обычный теплообменник. Загрязнения в сточной воде, например, душа, для ополаскивания фильтров и т. п. за короткое время приводят к отложениям, зацветанию воды и, как следствие, выходу из строя установки. Легко очищаемые пластиночные теплообменники оказались на практике очень восприимчивыми к этому. Кроме того, гигиенически неприемлемые повторяющиеся проблемы технического обслуживания не могли быть решены и химическим путем. С помощью системы рекуперативного обратного получения тепла при относительно небольших затратах можно наполовину снизить затраты на энергию, например, из душевой воды. Затраты на техническое обслуживание такой системы в зависимости от сточной воды не будут незначительными. Рекуперативная система, включающая тепловой насос с автоматической чисткой теплообменника с энергетической точки зрения существенно превосходит рекуперативное обратное получение тепла. Правда, большая техническая сложность требует увеличения вложений и дополнительных эксплуатационных расходов из-за затрат энергии на тепловой насос. Кроме того, при питьевой воде необходимо точнейшим образом выполнять все нормы и требования по выдерживанию ее качества. При использовании бытовой сточной и других видов воды передача тепла (обратное получение тепла) должна производиться через промежуточную среду – в противном случае необходимо разделение сетей. Требуется как минимум два раза в неделю промывать фильтры бассейна в соотношении 6 м3 воды на 1 м2 поверхности фильтра и обязательно ежедневно заменять воду бассейна свежей водой в количестве 30 л на посетителя. Большая часть (около 59 % – тепла) с точки зрения гигиены и надежности функционирования может быть рекуперативно возвращена с помощью дополнительного пластиночного теплообменника из отфильтрованной воды бассейна. Определенные объемы воды в бассейне и свежей воды непрерывно протекают через теплообменник. После фильтрационной установки перед нагревателем воды в бассейне забираемая чистая вода отдает часть своего тепла свежей. Первая, охлажденная, течет в отдельный резервуар промывочной воды, вторая – в проточный. Поток обоих видов зависит от уровня промывочной воды, причем размер резервуара определяется площадью фильтра (около 6 м3 воды на 1 м2 поверхности фильтра). С помощью установки для многократного использования воды в бассейне можно повысить эффективность системы. Кроме того, имеются компактные устройства, комбинируемые с пластиночным теплообменником и тепловым насосом, для обратного получения тепла из воды бассейна и дополнительного обратного получения тепла из воды душа.

Рекуперативное обратное получение тепла из воды душа

Независимо от того, планируется ли обратное получение тепла или нет, система стока душевой воды в плавательном бассейне устанавливается отдельно от канализационной воды, чтобы обеспечить простоту последующего дооборудования. Далее необходимо установить экономичную арматуру для душа в целях снижения расхода душевой воды до 30 л на человека. Дальнейшая работа состоит в установке самозакрывающейся арматуры или выключателя подачи с предварительно смешанной душевой водой температурой около 40 °С. Повышение температуры с 10 °С до 41 °С в душе требует тепла в объеме 36 кВтч/м3. С помощью теплообменника душевая вода (сточная вода) охлаждается с 31 °С до 15 °С, и одновременно с этим свежая вода нагревается с 10 °С до 26 °С. Это соответствует обратному получению тепла в количестве 18,6 кВтч и потребности в оставшемся тепле в количестве 17,5 кВтч, чтобы нагреть 1 м3 с 26 °С до 41 °С. Стоит помнить, что загрязнение душевой воды, например, мылом, жирами и т. п. при использовании обычных в продаже теплообменников из-за взвешенных частиц и эмульсий приводит к гидравлическим и термодинамическим трудностям (снижение мощности, помехи при функционировании). Кроме того, в зоне отложений бурно развиваются бактерии. Поскольку загрязнения и проблемы технического обслуживания не устраняются постоянной чисткой, требуются соответствующим образом сконструированные фильтрующие установки грубой или предварительной очистки с возможностью промывки или автоматические системы очистки теплообменников с пористыми очищающими материалами. Так как установки с последовательной автоматической чисткой теплообменника по сравнению с простыми рекуперативными установками относительно дороги, то целесообразно их планировать в комбинации, например, с системой обратного получения тепла из воды бассейна (промывания фильтра). Так как увеличение объема сточной воды со временем компенсируется увеличением потребления теплой воды, необходимо иметь соответствующие накопители сточной и свежей воды. Экономичность систем существенно зависит от стоимости энергии и величины нагрузки и поэтому интересна для средних и больших бассейнов.

Использование дождевой воды

Использование дождевой воды интересно в первую очередь в связи с необходимостью экологической защиты водных ресурсов и из-за постоянного роста цен на питьевую воду. Поэтому при совершенствовании техники предприятиям приходится считаться и с увеличением срока амортизации не менее, чем 15 лет. Дождевую воду при годовом выпадении осадков 500–1200 мм можно разумно использовать для полива газонов, смыва унитазов и писсуаров, чистки и т. п. Следующие виды воды предлагается использовать в качестве технической: дождевая вода, стекающая с крыши, вода с других поверхностей, незагрязненная вода, получаемая при дренаже, из колодцев, источников и т. д., которая через канализацию нагружает очистные сооружения нежелательными дополнительными расходами. Обеспечение технической водой требует отдельных трубопроводов в здании, которые выполняются, как правило, из стойких к коррозии пластмасс. Прямое соединение такой системы с питьевой водой не допускается. Демонстрационные установки показывают, что профессиональная техника и профессионально организованная работа не создают гигиенических проблем. При планировании установок для использования осадочной воды, в первую очередь, требуется своевременное их согласование с ответственными службами. При планировании и строительстве душевой системы в плавательных бассейнах необходимо точнейшим образом соблюдать действующие технические и гигиенические установки, так как речь идет об общественных сооружениях. Легионеллы – это палочкообразные бактерии, которые являются обычной составной частью любой питьевой воды. Кроме эпидемиологически относящегося сюда вида бактерий имеется еще 30 других видов. Кроме опасной легионелловой пневмонии, которая может привести к летальному исходу, имеется легко текущая форма легионелловой инфекции – понтиаковская лихорадка. Особенно опасным кругом являются люди с ослабленной иммунной системой или люди со слабым здоровьем. При температуре между 30 °С и 45 °С рост легионелл усиливается. Заражение происходит не через питье, а только при вдыхании загрязненного аэрозоля, например в душе, гидромассажной ванне и т. п. Поэтому при планировании душевой системы основное внимание должно быть уделено прокладыванию водопровода с теплой водой. Так, накопители теплой воды должны иметь большие окна обзора для чистки и технического обслуживания. Соответственно европейской норме для нагревания питьевой воды, необходимо придерживаться следующих параметров:

• температура теплой воды в накопителе >60 °С
• температура переключения регулятора <5 К
• температура выхода из накопителя >55 °С
• разность температур в трубопроводе <5К
• температура циркуляции – обратного хода >50 °С

Линии подключения теплой воды с объемом более 3 л необходимо подключить к циркуляции. Циркуляция в день не должна прерываться более чем на 8 часов. Вместо линий циркуляции допускаются саморегулирующие сопровождающие нагревательные ленты. Из-за высокой температуры воды в системе обязательно требуется децентрализованная защита на арматуре душа. Инструкции для строительства бассейнов рекомендуют, кроме того, систему термической дезинфекции во внерабочее время при температуре воды > 60 °С с интервалами в 10 минут. Далее необходимо обеспечить циркуляцию до последнего места расхода воды (в душевых – до каждого душа), при этом чтобы циркуляционные насосы работали непрерывно. В памятке 64.01, выпущенной Федеральным союзом специалистов по общественным бассейнам Германии в 1997 г. «Профилактика легионеллы в системах с теплой водой в бассейнах» описывается система с термической дезинфекцией. При этом рекомендуется холодную воду в течение 6 минут нагревать до 65 °С, чтобы затем направить ее в систему нагревания и циркуляции при температуре 42 °С. Циркулирующий поток будет частично дезинфицироваться. Далее предусматривается вариант термической дезинфекции при температуре > 65 °С. Против использования дренажной воды и т. п. в основном нет возражений. Однако у служб, ответственных за воду, необходимо прояснить, требуется ли разрешение относительно этой воды. Поскольку речь идет не о так называемой грунтовой или дренажной воде, близкой к поверхности, т. е. об осадочной впитанной воде, а о настоящей грунтовой воде, такое разрешение требуется. Самыми важными компонентами установки для использования дождевой воды являются: фильтрационная шахта, сборный резервуар или цистерна, система подачи питьевой воды, насосная установка, трубопроводы. Величина накопителя просто определяется с учетом местного запаса и расхода воды с помощью компьютерного моделирования. Сток дождевой воды должен в основном впитываться землей. Для этого в большинстве случаев достаточно простого заявления о разрешении спланировать фильтрационную шахту и ямы для песочного фильтра в соответствии с нормами, причем строительные службы должны дать справку о фильтрующей способности почвы. Между тем имеются различные модели использования дождевой воды с «эффектом на целый год». Так, например, дождевая вода сначала течет через открытую фильтрующую подстилку из гальки в пруд для дождевой воды в качестве так называемого буферного накопителя, при необходимости с растительной очистной подстилкой. После этого следует задержанный отвод в насосную шахту или, например, в подземную насосную шахту с фильтрующими платами из минерального пористого бетона и т. п. и в цистерны с встроенной насосной станцией, причем слив заканчивается водяным биотопом.

Использование внешнего тепла и технологической воды

Использование внешних источников тепла, многократное использование технологической и природной воды снижает нагрузку на окружающую среду и экономит воду. Так, в общественных зданиях излишнее тепло с низкой температурой может разумно использоваться в закрытых и открытых бассейнах. Технологическая вода, например нагретая вода или естественная вода из термальных источников, просто предназначены для прямого использования тепла и воды в бассейне, для душа и т. д. Благодаря этому одновременно снижаются расходы на энергию, воду и на удаление воды. При единой системе электроснабжения следует принимать во внимание как экономичную теплоизоляцию, так и правильный выбор материалов, чтобы позже не возникли проблемы с электролитической или электрогальванической коррозией. Так, например, в существующих установках с медными трубами нельзя подсоединять никаких магистральных оцинкованных линий в качестве так называемых смешанных установок. Если в непосредственной близости от плавательного бассейна имеется центральное отопление, то вложения в подключение к тепловой сети на 70-80 % меньше, чем стоимость котловой установки. Далее снижаются расходы на техническое обслуживание, эксплуатационные расходы, а также на создание запаса топлива. При этом удельные затраты на энергию будут несколько выше, что опять-таки вытекает из цен на энергию и труд. При этом для определения экономичности необходимо учитывать не только размер инвестиций, но и эксплуатационные расходы, по крайней мере, за 20 лет (расчет полных расходов).

Статья любезно предоставлена журналом "Банбас"