За последние десятилетия в развитых странах всё большее распространение получило строительство бассейнов на приусадебных участках и внутри жилых зданий для индивидуальных владельцев. Это характерно как для регионов с тёплым климатом, так и для стран Центральной и Северной Европы. Поэтому в районах с умеренным и холодным климатом обеспечение комфортных условий для купания в таких бассейнах связано с необходимостью использования соответствующих строительных приёмов и усовершенствованного инженерного оборудования.
|
|
Для улучшения комфортных условий в открытых приусадебных бассейнах и с целью продления сезона их использования в последние годы стали применять прозрачные покрытия бассейнов, состоящие из нескольких передвижных сегментов Такие раздвижные телескопические покрытия в прохладные или ветреные дни образуют над бассейном помещения, в которых создаются вполне комфортные параметры воздуха и воды. Прозрачные стенки плотно вмонтированы в алюминиевые профильные элементы, сдвигаемые вручную или автоматически на роликах. Как показал опыт эксплуатации таких бассейнов, летом даже при наружной температуре +12оС внутри этого объёма за счёт солнечного облучения температура поднимается до +25оС. Но при облачной погоде для повышения внутренней температуры прибегают к использованию специальных покрытий зеркала бассейна. Эти покрытия марки Solcon выполнены в виде рулонов из чёрных ребристых трубок, которые изготовлены из термопластичного этилена, стойкого к воздействию хлора. С помощью такого покрытия удаётся даже при слабом солнечном облучении повышать внутреннюю температуру в закрытом объёме до +30 С По данным фирмы, при использовании таких солнечных абсорберов в отапливаемых бассейнах с большим остеклением в весенний и в осенний периоды года удаётся снизить расход энергии в 4 раза.
Продолжаются исследования и внедрение в практику устройств и систем по использованию солнечной энергии для нагрева воды и для создания комфортных условий в бассейнах и саунах. Фирма Alfa-Vogt Energie- und Wassertechnik GmbH, например, разработала оригинальную систему, в которой в качестве абсорберов солнечной энергии применены оребрённые чёрные трубки из термопластического этилена марки ТРЕ. Эти трубки не поддаются коррозии, выдерживают изменение температуры от -40°С до +110°С и не подвержены воздействию хлора, озона и ультрафиолетового облучения. По данным этой фирмы, в условиях климата Центральной Европы в течение купального сезона такой солнечный абсорбер способен воспринять энергию в количестве 4,8 кВт/м2 за один день.
Другой вариант использования солнечной энергии для небольших внутриквартирных семейных бассейнов и для душей предложен фирмой Solarpower GmbH, которой разработан солнечный бак-аккумулятор имеющий размеры 2,15х1,28 м2 и высоту 0,78 м. Он способен в течение года накопить до 2000 кВт.ч тепловой энергии в климатических условиях центра Германии, а в странах Средиземноморья - до 5000 кВт.ч.
Техническая особенность этого аккумулятора состоит в том, что его теплоизолированный корпус из материала марки Reziklat имеет покрытие, выполненное из прозрачной пластмассы марки РММА, которая пропускает ультрафиолетовые лучи. Благодаря этому обеспечивается обеззараживание содержащейся в аккумуляторе воды, и снижается возможность зарастания его водорослями. Днище и стенки бака площадью 3 м2 имеют абсорбирующую способность, благодаря чему в нём аккумулируется столько воды температурой 50–60°С, сколько необходимо, чтобы в марте месяце 5 раз в течение дня принимать душ, а летом – до 9 раз. Такой аккумулятор, ориентированный на южную или юго-западную стороны, может быть установлен на плоской или наклонной крыше дома или на приусадебном участке. Бак соединяется трубопроводами и автоматически регулируемыми вентилями с потребителем горячей воды.
Интенсивные работы по обеспечению микроклимата в помещениях бассейнов ведутся фирмой Menerga. Основная задача разработок этой фирмы состоит в том, чтобы с помощью регенеративных и рекуперативных теплоутилизаторов сократить расход энергии в установках и системах вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения. При этом в системах, обслуживающих бассейны, основной резерв этой экономии состоит в том, что при конденсации водяных паров удаётся эффективно утилизировать тепло удаляемого воздуха. Кроме того, в установках этой фирмы теплоутилизаторы рационально комбинируются с тепловыми насосами. В результате такого сочетания удаётся покрыть до 80% энергии, необходимой для подогрева приточного воздуха без использования рециркуляции. Для помещений бассейнов фирмой Menerga разработана целая серия установок марки Thermo Cond с многоступенчатой системой теплоутилизации различной производительностью от 300 до 5300 м3/ч (рис.5а). Основной элемент конструкции этой установки включает в себя перекрёстно-противоточный пластинчатый рекуперативный теплоутилизатор. Для надёжной работы этого теплообменника установка снабжена высоко эффективными воздушными фильтрами на потоках приточного и вытяжного воздуха. Рекуперативный теплоутилизатор имеет обводной байпас-клапан для регулирования объёма обрабатываемого приточного воздуха. Воздухозаборный клапан и клапан на выбросном потоке позволяют создать условия для оттаивания замерзающего на стенках теплообменника конденсата.
Кроме способов утилизации выбросного тепла удаляемого воздуха фирмой Menerga разработана также и установка, позволяющая утилизировать энергию тёплой воды бассейна. По гигиеническим требованиям необходимо всё время добавлять в ванну бассейна свежую воду взамен отработанной, которую сбрасывают в канализацию. Для утилизации тепла этой отработанной воды фирма Menerga и предлагает теплообменную комбинированную установку Aqua Cond которая содержит водо-водяной телообменник и тепловой насос. Такое устройство совместно с водоочистным аппаратом Whirpool-Adapter на 90% сокращает расход энергии на подогрев свежей добавляемой воды.
Следует отметить, что вопросу водоподготовки и особенно очистке и обеззараживанию воды в бассейнах, саунах, банях и т.п. за рубежом уделяется большое внимание. Кроме очистки воды от механических примесей требуется ещё и её дальнейшая обработка с целью обеспечения высоких гигиенических требований. Для выполнения этой задачи многими фирмами разработаны различные устройства и системы.
В качестве адсорбирующих материалов используют обычно порошковый или гранулированный активный уголь, диатомитовую суспензию или комбинацию этой суспензии с добавленной к ней целлюлозой.
Учитывая, что использование хлора в качестве обеззараживающего средства создаёт неприятное воздействие на посетителей бассейна, многие фирмы ведут исследовательские работы с целью замены традиционных способов обеззараживания воды. В этом отношении представляет интерес технология, предложенная фирмой Technopol. Основная идея этой технологии состоит в электролизном разложении обычной поваренной соли. В результате такого электролиза образуется химическое основание HOCl, обладающее высоким окислительным потенциалом, способным обеззараживать воду. Такая технология осуществляется следующим образом. На байпасном трубопроводе располагается электролизная установка. С её помощью в воду подаётся слабый раствор поваренной соли в концентрации менее 0,2 %. Следует попутно подметить, что в морской воде концентрация различных солей достигает 3,6 %. Для купания в бассейне наиболее приемлемой считается концентрация солей в пределах от 0,4 до 0,7 %. Электролиз в описываемой установке происходит в прозрачной трубе, в которой размещены титановые электроды. При электролизе образуется химическое основание HOCl, и одновременно с этим в процессе так называемого анодного окисления на электродах образуются атомарный кислород и атомарный водород. Известно, что атомарный кислород обладает высоким окислительным воздействием. Таким образом оба химических вещества - основание HOCl и атомарный кислород совместно создают высокий обеззараживающий эффект. Такой метод имеет явное преимущество по сравнению с другими способами обеззараживания, включая мембранный. При таком методе обеззараженную воду можно подавать непосредственно в бассейн, в то время как в других системах необходимо сепаратное размещение обеззараживающих установок. При этом отпадает необходимость в устройстве герметичных хранилищ хлора. Система подключается к электросети напряжением 230 В, потребляет 2,1 кВт энергии и обеспечивает обеззараживание воды для бассейна объёмом 2500 м?.
Электролизная очистка воды получила своё дальнейшее развитие в исследованиях фирмы Necon. Этой фирмой разработана патентованная система медно-серебряной ионизации воды, которая создаёт условия для эффективного удаления из неё бактерий, включая бактерии холеры, вирусов и других опасных микробов. Специалисты фирмы подчёркивают, что ещё древние римляне отмечали оздоровительное воздействие на организм человека меди и серебра. Основными элементами разработанной фирмой Necon системы являются две электродные кассеты – одна медная, а вторая серебряная. Обе эти электродные кассеты подключены к сети питания слабым постоянным электротоком. В результате, в воде, протекающей через эти кассеты, образуются положительно заряженные ионы меди и серебра, которые разрушают аминокислотную основу бактерий.
Полярность постоянного электротока, поступающего на электродные кассеты, изменяется каждые 5 минут. Постепенно на электродных кассетах появляются хлопьевидные отложения уловленных органических веществ. Этот процесс продолжается в течение нескольких месяцев, после чего необходимо смыть с металлических электродов налипшие на них хлопья. Этим и исчерпывается необходимое обслуживание такой системы, которое гарантирует бесперебойную работу в течение 5 лет. Система NEC-3000 рассчитана на обслуживание бассейна объёмом резервуара 3000 м3. По данным фирмы Necon, капитальная стоимость и эксплуатационные расходы при работе такой системы примерно в два раза ниже по сравнению с химическими способами обеззараживания воды. Однако эта система не исключает необходимости применения химических веществ для удаления с днищ и стенок бассейнов всяческих жировых загрязнений, отложений карбонатов, окислов металлов, «мочевого камня» и водорослей. С этой целью фирмой Rabbasol-Chemie предлагается целая гамма химических добавок.
|