Energy saving at operation of outdoor swimming pools

<jats:p>Purpose. Energy saving is a major problem in modern power engineering and various energy-consuming devices. They include outdoor swimming pools. In order to maintain them in working condition, especially in winter period, it takes significant amount of thermal energy. Task of heat loss substantial decrease in open swimming pools is considered in the article (on DNURT example). Methodology. The method of determining the mass and heat loss on the basis of criteria equations of heat and mass transfer theory is used. Findings. Calculations of the actual DNURT pool heat loss for different seasons, as for natural convection both for air forced motion above the free water surface are performed. It is shown that for the adiabatic evaporation conditions of water from the pool in winter during blow-off with wind the heat loss can be up to 2 kW/m2 on surface. To reduce these losses it is offered to cover water surface in a pool with a special material with low thermal conductivity on the basis of porous polyethylene during the time when the pool is not used for other purposes. It is shown that the implementation of these standards will reduce the actual heat loss, at least 5-6 times. Originality. The solution of important environmental and energy problem thanks to reducing heat losses by the pool in different times of a year and correspondingly lower emissions of power generating enterprises. Practical value. It is shown that the coating surface of the pool with poorly heat-conducting and easy to install coating will let, at a minimum, to reduce the actual heat loss on 5-6 times and reduce the emissions of power plants generating energy for pool heating. </jats:p>

section_content: Цель. Экономия энергоресурсов является основной задачей современной энергетики и различных энергопотребляющих устройств. К энергоемким устройствам относятся открытые плавательные бассейны, для поддержания рабочего состояния которых требуется значительное количество тепловой энергии, особенно в зимнее время. В работе ставится задача существенного снижения теплопотерь открытых плавательных бассейнов на примере плавательного бассейна ДНУЖТа. Методика. Используется методика определения массо-и теплопотерь на основе критериальных уравнений теории тепло-и массообмена. Результаты. В работе выполнены расчеты реальных тепловых потерь бассейна ДНУЖТа для различных времен года, как для условий естественной конвекции, так и для вынужденного движения воздуха над свободной поверхностью воды. Показано, что для условий адиабатного испарения воды с поверхности бассейна в зимнее время при обдуве ветром теплопотери могут доходить до 2 кВт/м 2 поверхности. Для их снижения в работе предлагается на время, когда бассейн не используется по назначению, покрывать поверхность воды специальным материалом с малой теплопроводностью на основе пористого полиэтилена. Это позволит снизить реальные теплопотери как минимум в 5-6 раз. Научная новизна. Решение важной эколого-энергетической проблемы благодаря снижению потерь тепла бассейном в различные времена года и соответственно уменьшению выбросов энергогенерирующих предприятий. Практическая значимость. В работе показано, что покрытие поверхности бассейна низкотеплопроводным легкомонтируемым покрытием позволит снизить реальные теплопотери как минимум в 5-6 раз и уменьшить вредные выбросы электростанций, вырабатывающих энергию для подогрева бассейна.
section_name: ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОТКРЫТЫХ ПЛАВАТЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ

section_content: Целью настоящей работы является оценка реальных теплопотерь со свободной поверхности бассейна ДНУЖТа и оценка снижения этих потерь путем покрытия его специальным энергосберегающим материалом. 

Оценка теплопотерь с поверхности бассейна в зависимости от времени года и состояния воздушной среды над ним показала, что их можно разделить на три составляющие:

-при естественной конвекции; -при вынужденной конвекции; -при испарении жидкости с зеркала бассейна. В соответствии с этим в работе выполнена оценка влияния каждой из этих составляющих. 

плотность окружающего воздуха и воздуха в пограничном слое (вода-воздух) соответственно. Расчеты выполнялись для зеркала бассейна площадью 10 25 F B l = × = × м, температуры поверхности зеркала п 27 t = °C в диапазоне изменения температуры окружающего воздуха от + 23 до -24 °C (минимум для Днепропетровска) [11, 12]. 

В целях применимости для расчетов формулы (1), которая справедлива в диапазоне изменения произведения )

где w t и в t -температуры поверхности воды и окружающего воздуха соответственно. 

Теплопотери при вынужденном движении воздуха над свободной поверхностью воды. Коэффициенты теплоотдачи для данных условий оценивались по критериальным зависимостям, справедливым для процессов адиабатного испарения воды [7] 0,9 0,33 0,175 Nu 0,027 Re Pr Gu

где Gu -температурный фактор, Gu ДНУЖТа путем покрытия зеркала бассейна рулонным вспененным полиэтиленом в ночное и в неиспользуемое для плавания время. 

Применение данного покрытия сразу исключит из перечня вышеприведенных теплопотерь потери за счет испарения жидкости. Исходя из этого, процесс передачи тепла от зеркала воды бассейна через покрытие в окружающий воздух можно представить как теплопередачу от воды к воздуху через разделяющую стенку. 

Оценка теплопотерь бассейна с учетом покрытия его теплоизолирующим материалом выполнялась по зависимости ( )

где k -коэффициент теплопередачи от воды к воздуху; F -площадь зеркала бассейна;
section_name: Цель

section_content: Предложен способ защиты открытых подогреваемых плавательных бассейнов от тепловых потерь с помощью специального теплоизолирующего покрытия. 

Применение его позволит в несколько раз снизить тепловые потери бассейнов, уменьшить расход тепла на их подогрев и снизить тепловое загрязнение окружающей среды.
section_name: Научная новизна и практическая значимость

section_content: Сравнение расчетных теплопотерь открытого бассейна и бассейна с теплоизолирующим покрытием показало, что использование его может на порядок уменьшить теплопотери. А если учесть, что время полезной эксплуатации бассейна к времени простоя составляет величину порядка 50 %, то реальные потери тепла бассейном ДНУЖТа могут быть уменьшены как минимум в 5-6 раз.
section_name: Выводы

section_name: СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

section_content: Мета. Економія енергоресурсів є основним завданням сучасної енергетики. До енергоємних пристроїв належать відкриті плавальні басейни, для підтримання робочого стану яких потрібна значна кількість теплової енергії, особливо в зимовий час. У роботі ставиться завдання суттєвого зниження тепловтрат відкритих плавальних басейнів на прикладі плавального басейну ДНУЗТу. Методика. Використовується методика визначення масо-і тепловтрат на основі критеріальних рівнянь теорії тепло-і масообміну. Результати. У роботі виконано розрахунки реальних теплових втрат басейна ДНУЗТа для різних пір року, як для умов природної конвекції, так і для вимушеного руху повітря над вільною поверхнею води. Показано, що для умов адіабатного випаровування води з поверхні басейну в зимовий час у разі обдування вітром тепловтрати можуть доходити до 2 кВт/м 2 поверхні. Для їх зниження в роботі пропонується на час, коли басейн не використовується за призначенням, покривати поверхню води в басейні спеціальним матеріалом з малою теплопровідністю на основі пористого поліетилену. Показано, що впровадження цих заходів дозволить знизити реальні тепловтрати басейну як мінімум у 5-6 разів. Наукова новизна. Вирішення важливої екологоенергетичної проблеми завдяки зниженню втрат тепла басейном у різні пори року й відповідно зменшенню
section_name: ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ПІД ЧАС ЕКСПЛУАТАЦІЇ ВІДКРИТИХ ПЛАВАЛЬНИХ БАСЕЙНІВ