Urządzenia KLIMORU w technice basenowej - instalacje wentylacyjne pływalni w Ciechanowie i Dębicy

Referat z Konferencji Technicznej "Klimatyzacja i Wentylacja w obiektach sportowych" Sopot 07-08.06.2001 r. Stosowanie systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, wymagane jest zarówno odpowiednimi przepisami, jak i stanowią o klasie pływalni lub całego kompleksu basenowego. Odpowiednia jakość powietrza wewnętrznego, zastosowanie urządzeń odzyskujących energię, rozbudowane i sprawnie działające systemy automatyki, odpowiednia technologia wykonania pracujących urządzeń, to podstawowe cechy, jakimi powinna się charakteryzować nowoczesna wentylacja i klimatyzacja basenów. Nowoczesne kompleksy basenowe, to nie tylko hale pływalni, ale również pomieszczenia zaplecza socjalnego, odnowy biologicznej, administracyjne, kulinarne i inne.

1. WSTĘP
Technika basenowa się rozwija. Stosowanie systemów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, wymagane jest zarówno odpowiednimi przepisami, jak i stanowią o klasie pływalni lub całego kompleksu basenowego. Odpowiednia jakość powietrza wewnętrznego, zastosowanie urządzeń odzyskujących energię, rozbudowane i sprawnie działające systemy automatyki, odpowiednia technologia wykonania pracujących urządzeń, to podstawowe cechy, jakimi powinna się charakteryzować nowoczesna wentylacja i klimatyzacja basenów. Nowoczesne kompleksy basenowe, to nie tylko hale pływalni, ale również pomieszczenia zaplecza socjalnego, odnowy biologicznej, administracyjne, kulinarne i inne. Ilość i rodzaj zastosowanych instalacji i urządzeń, wynika w bezpośredni sposób z ilości i wielkości tych pomieszczeń.
W niniejszym opracowaniu zaprezentowane zostaną dwa rozwiązania instalacji wentylacji basenowych z odzyskiem ciepła, które Klimor kilka lat temu zrealizował. Jeden układ odzysku przy pomocy układu pośredniczącego, a drugi przy pomocy wymiennika obrotowego, czyli rozwiązań innych, jak tradycyjne układy typu: wymiennik krzyżowy, rurka ciepła czy pompa ciepła. W rozwiązaniach zwrócona zostanie szczególna uwaga na zastosowane urządzenia do obróbki powietrza i sposoby regulacji pracy instalacji.
2. PŁYWALNIA W CIECHANOWIE
Pływalnia w Ciechanowie, to kompleks dużej hali basenowej z basenem sportowym o wymiarach 25x15m oraz basenem rekreacyjnym o wymiarach 15x8m, z pomieszczeniami zaplecza, szatni i natrysków, odnowy biologicznej oraz części restauracyjnej z salą klubową, kuchnią i kawiarnią.
Na obiekcie zaprojektowano cztery instalacje powietrzne nawiewno-wyciągowe, w tym jedną z odzyskiem ciepła za pomocą układu z medium pośredniczącym - 40% roztwór wodny glikolu etylenowego.
Halę basenów obsługuje instalacja powietrzna nawiewno-wywiewna N1/W1,WB.
Zadaniem instalacji jest utrzymanie na stałym poziomie temperatury powietrza w hali basenowej tj. 30°C i wilgotności φ=55=60% oraz dostarczenie niezbędnej ilości powietrza świeżego. Realizacją tego programu zajmuje się zespół nawiewno-wywiewny ZNWM z odzyskiem ciepła przy pomocy układu glikolowego, składający się z centrali nawiewnej O8Li/410-6-s-1/s i wyciągowej KJBPi/307-5-09-1/s oraz z towarzyszącej centrali wyciągowej W4Pi/62-4-91-1/s.
Układ central ZNWM składa się z: sekcji ssania i filtracji, z układu glikolowego do odzysku ciepła, z komory mieszania i recyrkulacji, z sekcji nagrzewania dogrzewającej powietrze do wymaganej temperatury oraz z wentylatora nawiewnego i wyciągowego. Praca central jest w pełni zautomatyzowana. Silniki wentylatorów są dwubiegowe.
Zastosowanie układu glikolowego do odzysku ciepła zostało wymuszone koniecznością rozdzielenia centrali nawiewnej z wyciągową ze względu na małą wysokość maszynowni wentylacyjnej (ok.2,5m) i duże wymiary urządzeń (wysokość centrali z ramą ł,9m).
Dla hali basenu przyjęto następujące trzy układy wentylacyjne:
- nawiewny (41.OOOm3/h) - nawiew prowadzony pod podłogą hali z nawiewem na okna,
- wyciągowy górny (30.700m3/h) - główny wyciąg powietrza spod stropu hali,
- wyciągowy dolny (6.200m3/h) - wyciąg brzegowy powietrza zanieczyszczonego oparami chloru.

Nawiew i wyciąg górny obsługuje zespół central ZNWM, a wyciąg brzegowy instalacja WB. Układ central ZNWM oprócz instalacji glikolowej, jest ze sobą połączony również kanałem recyrkulacyjnym. Powietrze recyrkulacyjne jest wykorzystywane do pracy nocnej całej instalacji, jak również służy do regulacji wilgotności całego układu w okresie zimowym. Osuszone powietrze na chłodnicy glikolowej jest wtłaczane za nagrzewnicą glikolową centrali nawiewnej. Oba strumienie powietrza po wymieszaniu się, podgrzewane są na nagrzewnicy do właściwej temperatury nawiewu.
Taka kolejność sekcji obróbki powietrza powoduje:
- maksymalne wykorzystanie układu glikolowego do odzysku ciepła ze względu na dużą różnicę temperatur, a tym samym zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło dla nagrzewnicy wodnej,
- możliwość osuszenia powietrza recyrkulacyjnego na chłodnicy glikolowej przy 100% odzysku ciepła dla pełnej recyrkulacji (przy założeniu zerowych strat ciepła na przesyle glikolu),
- mieszanie strumieni powietrza powyżej krzywej nasycenia.

Układ automatyki w oparciu o sterownik IAC400 firmy Satchwell steruje pracą instalacji powietrznej w oparciu o niżej wymienione założenia:
1. Siłownik rewersyjny ze sprężyną na przepustnicy powietrza świeżego i usuwanego zamyka przepustnice w wyniku przerwy w pracy wentylatora.
2. Presostat różnicowy filtra sygnalizuje przekroczenie wartości nastawy (zabrudzenie filtra). 3. Presostat różnicowy wentylatora wyłącza zasilanie centrali w przypadku braku przepływu powietrza (awaria wentylatora).
4. Zabezpieczenie układu glikolowego poprzez zawór trójdrogowy i termostat.
5. Termostat przeciwzamrożeniowy zabezpiecza nagrzewnicę i wyłącza wentylator w przypadku spadku temperatury powietrza za wymiennikiem poniżej nastawy (awaria zasilania nagrzewnicy w czynnik grzewczy lub za niska temperatura powietrza zewnętrznego).
6. Zawór regulacyjny z siłownikiem elektrycznym z czujką w kanale wyciągowym reguluje temperaturę powietrza wyciąganego.
7. Dodatkowe czujki temperatury: w kanale powietrza świeżego, w komorze mieszania i w kanale nawiewnym dla zabezpieczenia przed spadkiem temperatury powietrza nawiewanego.
8. Czujka wilgotności powietrza w kanale wyciągowym zabezpiecza przed wzrostem wilgotności powietrza poprzez otwieranie przepustnicy powietrza świeżego.
9. Zblokowana praca wentylatorów nawiewnego i wyciągowych z możliwością samodzielnej pracy wentylatorów wyciągowych dla lata. Silniki wentylatorów dwubiegowe.
3. PŁYWALNIA W DĘBICY
Pływalnia w Dębicy, mieści się w kompleksie sportowym, w którym zlokalizowano halę basenową z basenem sportowym o wymiarach 25x15m, basenem rekreacyjnym, z pomieszczeniami zaplecza, szatni i natrysków oraz części restauracyjnej z kuchnią i kawiarnią. W drugiej hali zlokalizowano lodowisko funkcjonujące cały rok.
Na hali basenowej zaprojektowano dwie instalacje powietrzne nawiewno-wyciągowe, obie z odzyskiem ciepła i recyrkulacją.
Halę basenów obsługuje instalacja powietrzna nawiewno-wywiewna NW5. Widownię i zaplecze instalacja NW4.
Zadaniem instalacji NWS jest utrzymanie na stałym poziomie temperatury powietrza w hali basenowej tj. 27°C i wilgotności φ=60% oraz dostarczenie niezbędnej ilości powietrza świeżego. Realizacją tego programu zajmuje się zespół nawiewno-wywiewny ZNWR z odzyskiem ciepła przy pomocy wymiennika rotacyjnego, składający się z:
- zestawu nawiewnego MCK9L25-358/5//E1/A8/H1B6/C3//V2;H2/H1-S
- wyciągowego MCK9P25-382/4,5//A8H1C2//H2/H2.
Zespół ZNWR składa się z: sekcji ssania i filtracji, wymiennika obrotowego do odzysku ciepła, z komory mieszania i recyrkulacji, z sekcji nagrzewania dogrzewającej powietrze do wymaganej temperatury oraz z wentylatora nawiewnego i wyciągowego. Praca central jest w pełni zautomatyzowana. Silniki wentylatorów są dwubiegowe. Za sekcją wymiennika obrotowego w części wyciągowej oraz w komorze mieszania w części nawiewnej zamontowano odkraplacze.
Wymagania wysokiego stopnia odzysku ciepła (w granicach 80%) były spowodowane ograniczoną możliwością rozbudowy węzła cieplnego dostarczającego czynnik grzewczy. Jedynie zastosowanie wymiennika obrotowego z systemem zabezpieczeń pracy urządzenia oraz odpowiednio zaprojektowany system automatyki, potrafił sprostać temu zadaniu.
Dla hali basenu przyjęto następujące układy wentylacyjne:
- nawiewny NS (35.800m3/h) - nawiew prowadzony pod podłogą hali z nawiewem na okna,
- wyciągowy górny WS (38.200m3/h) - wyciąg powietrza spod stropu hali,
- nawiewny N4 (17.SOOm3/h) - nawiew na widownię,
- wyciągowy W4 (17.SOOm3/h) - wyciąg z widowni.

Odzysk ciepła dla warunków zimowych przy dużej wilgotności powietrza usuwanego wymagał zastosowania odpowiedniego zabezpieczenia wymiennika obrotowego. Zrealizowano to zarówno poprzez zastosowanie układu z presostatem różnicowym i zmiennej prędkości obrotowej rotora jak i możliwości pracy układu na niższym biegu wentylatorów.
Powietrze recyrkulacyjne jest wykorzystywane do pracy nocnej całej instalacji, jak również służy do regulacji wilgotności całego układu w okresie zimowym.
Czysty proces odzysku ciepła na wymienniku rotacyjnym wymaga uzupełniania powietrza nawiewanego poprzez wilgotniejsze powietrze recyrkulacyjne, które wtłaczane jest do komory mieszania centrali nawiewnej. Oba strumienie powietrza po wymieszaniu się, podgrzewane są na rotorze i na nagrzewnicy do właściwej temperatury nawiewu.
W czasie pracy nocnej układ pracuje na pełnej recyrkulacji lub jest przełączany na niższy bieg. Jeżeli jest wymagane obniżenie wilgotności w pomieszczeniu hali basenowej wówczas następuje wytrącanie wilgoci z powietrza recyrkulacyjnego poprzez zassanie suchszego i zimniejszego powietrza świeżego. Nadmiar wilgoci wykrapla się na przegrodach odkraplacza.
Układ wentylacyjny w pierwszym okresie swojego działania działał w priorytecie utrzymania na hali basenu odpowiedniej (dość wysokiej, bo 43°C) temperatury nawiewu, co występowało ze względu na duże straty ciepła przez tymczasową przegrodę oddzielającą halę z basenem rekreacyjnym, który był w budowie. Po zakończeniu budowy układ pracuje zgodnie z projektowanymi parametrami obróbki powietrza.
Schemat automatyki (rys. Nr 4) realizuje następujące funkcje:
1. Siłownik rewersyjny ze sprężyną na przepustnicy powietrza świeżego i usuwanego zamyka przepustnice w wyniku przerwy w pracy wentylatora.
2. Presostat różnicowy filtra wyłącza wentylator centrali w przypadku przekroczenia wartości nastawy (zabrudzenie filtra).
3. Presostat różnicowy wentylatora wyłącza zasilanie centrali w przypadku braku przepływu powietrza (awaria wentylatora).
4. Presostat różnicowy zabezpiecza wymiennik obrotowy przed szronieniem. Wzrost oporów przepływu przez wymiennik zmniejsza prędkość obrotową wirnika wymiennika.
5. Termostat przeciwzamrożeniowy zabezpiecza nagrzewnicę wodną i wyłącza wentylator w przypadku spadku temperatury powietrza za wymiennikiem poniżej nastawy (awaria zasilania nagrzewnicy w czynnik grzewczy lub za niska temperatura powietrza zewnętrznego).
6. Zawór regulacyjny nagrzewnicy z siłownikiem elektrycznym z czujką w kanale wyciągowym do regulacji temperatury powietrza wyciąganego.
7. Dodatkowe czujki temperatury: w kanale powietrza świeżego, w komorze mieszania i w kanale nawiewnym dla zabezpieczenia przed spadkiem temperatury powietrza nawiewanego.
8. Czujka wilgotności powietrza w kanale wyciągowym zabezpiecza przed wzrostem wilgotności powietrza poprzez otwieranie przepustnicy powietrza świeżego.
9. Zblokowana praca wentylatorów nawiewnego i wyciągowych. Silniki dwubiegowe.
10. Pompa obiegowa w układzie nagrzewnicy.

4. URZĄDZENIA BASENOWE PRODUKCJI KLIMORU
Ze względu na agresywne środowisko pracy, z dużą wilgotnością i zawartością chloru w powietrzu, wykonanie urządzeń do obróbki powietrza w wentylacyjnych i klimatyzacyjnych instalacjach basenowych charakteryzują się podwyższonymi właściwościami odpornościowymi:
1. Blachy wewnętrzne izolowanej obudowy wykonane z blachy stalowej ocynkowanej i dodatkowo zabezpieczone powłoką emalii epoksydowej chemoodpornej. Uszczelnienie osłon stałych od strony wewnętrznej odpowiednim gatunkiem silikonu. Osłony dolne płaskie montowane do szkieletu w sposób pozwalający na łatwe odprowadzenie wilgoci, kondensatu.
2. Nagrzewnica Cu-Al. Obudowa - blacha stalowa ocynkowana, malowana farbą poliwinlowo-akrylową; lamele - aluminium, rurki - miedź. Dla środowiska wybitnie agresywnego lamelki wykonane z aluminium epoksydowanego.
3. Taca na skropliny wykonana z blachy stalowej ocynkowanej zabezpieczona dodatkowo powłoką ochronną emalii epoksydowej chemoodpornej lub z blachy nierdzewnej.
4. Odkraplacz chłodnicy wykonany z blachy nierdzewnej.
5. Wymiennik krzyżowy w wersji z lametami epoksydowanymi.
6. Wymiennik RC typu „rurka ciepła" z lametami epoksydowanymi w obudowie z blachy nierdzewnej (opcja).
KLIMOR produkuje centrale typu MCKB w wykonaniu basenowym, które podobnie jak centrale standardowe MCK, pozostawiają projektantowi dowolność w doborze i konfiguracji urządzeń. Odzysk ciepła jest stosowany przy pomocy urządzeń typu „rurka ciepła", wymiennik krzyżowy, układ pośredniczący przy pomocy glikolu.
Produkowany jest również typoszereg central z pompą ciepła typu powietrze-powietrze (typ MPC) w zakresie wydatków powietrza 5000-20000m3/h i standardowej mocy chłodniczej 35=70kW. Centrale z pompą ciepła mogą pracować w układach skojarzonych z innymi systemami odzysku ciepła.
Literatura:
1. Jaskólski, Micewicz - Wentylacja i klimatyzacja hal krytych pływalni
2. Opracowania własne Klimoru.

Źródło: ''