Как рассчитать теплообменник для бассейна?
Teplotehnika33.ru

Отопление и водоснабжение

Как рассчитать теплообменник для бассейна?

Подогрев воды бассейна.

Сегодня существует множество разных типов и видов бассейнов. Покупка небольшого бассейна для дачи или постройка его на территории собственного участка всегда связана с возникновением некоторых сложностей. Одной из таких является подогрев воды в бассейне, ведь далеко не всегда температура воды будет приятной для человека.

  • Теплообменник (22)
  • Электронагреватель (24)
  • Тепловые насосы (13)

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 3 кВт с термостатом и датчиком потока 141600

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 6 кВт с термостатом и датчиком потока 141601

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 9 кВт с термостатом и датчиком потока 141602

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 12 кВт с термостатом и датчиком потока 141603-01

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 15 кВт с термостатом и датчиком потока 141604

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN пластик 18 кВт с термостатом и датчиком потока 141605-02

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 3 кВт с термостатом и датчиком потока 13981403

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 6 кВт с термостатом и датчиком потока 13981406

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 9 кВт с термостатом и датчиком потока 13981409

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 12 кВт с термостатом и датчиком потока 13981412

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 15 кВт с термостатом и датчиком потока 13981415

Электрический нагреватель для бассейна PAHLEN сталь 18 кВт с термостатом и датчиком потока 13981418

Теплообменник для бассейна PAHLEN HI-FLO сталь 13 кВт 11391

Теплообменник для бассейна PAHLEN HI-FLO сталь 28 кВт 11392

Теплообменник для бассейна PAHLEN HI-FLO сталь 75 кВт 11394

Теплообменник для бассейна PAHLEN MAXI-FLO сталь 40 кВт 11365

Теплообменник для бассейна PAHLEN MAXI-FLO сталь 60 кВт 11366

Теплообменник для бассейна PAHLEN MAXI-FLO сталь 75 кВт 11367

Теплообменник для бассейна PAHLEN MAXI-FLO сталь 120 кВт 11368

Теплообменник из пластика Hi-Temp 40кВт (11312)

Как рассчитать подогрев бассейна. Калькулятор.

Расчет нагрева воды в бассейне.

1. Температура воды в бассейне

Норматив температуры воды для бассейнов

Тип и местонахождение бассейна Значение параметра потери тепла Zu
Бассейн в помещении 180 (Вт/метр кв. )
Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место) 1000 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место) 620 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место) 520 (Вт/метр кв.)

Для примера, дано. Общественный бассейн в помещении объёмом 500 м3. Размер 25м х 11,4м = 285 м2. Время нагрева 72 часа. Требуемая температура 24С. Начальная 10С.

Воспользуйтесь калькулятором.

Определение необходимой мощности нагревателя

Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.

Тип и место использования водонагревателя

Значение требуемой мощности водонагревателя

Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен объему бассейна (куб. метр)

Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

Подогрев для бассейна – важная сторона ухода за резервуаром, относиться к которой необходимо со всей серьезностью.

Есть несколько способов подогрева воды для бассейна

  • проточные электронагреватели
  • тепловой насос
  • теплообменники, подключаемые к котлу
  • солнечные коллекторы

Ни для кого не секрет, что за солнечную энергию платить не надо. Она эффективная и явно неисчерпаемая. За счёт относительной дешевизны этот способ может быть оптимальным для подогрева воды в бассейне в летний период. Солнечный водонагреватель для бассейна может использоваться при наличии трубопровода с горячей водой или антифризом.

Подогрев воды для бассейна при помощи электронагревателей. Источником тепла используется электрическая энергия. К бассейну подсоединяются ТЭНы, мощность которых рассчитывается исходя из объема воды в бассейне. Отдавая предпочтение электронагревателю, вы должны понимать, что эксплуатация электронагревателя несопоставима с ценой эксплуатации теплообменника и теплового насоса.

Тепловой насос работает по принципу преобразования тепла окружающей среды в тепло на подогрев бассейна. Если вы находитесь в поиске экономичного способа для подогрева бассейна, вам стоит задуматься об использовании данного вида насоса или теплообменника.

Нагреватель-теплообменник, который подключается непосредственно к центральной системе отопления, позволяет заметно сэкономить на электричестве и на семейном бюджете в частности. Это оборудование подходит для любого вида установки, где имеются бойлеры, тепловые насосы, солнечные панели и другие источники тепла.

ООО «Торговый Дом МС» поможет решить проблему подогрева воды для бассейна

Всегда в наличии теплообменники и электронагреватели для бассейнов любых мощностей. Обратитесь к нам, и мы подберем нужную модель для вашего бассейна. Широкий ассортимент и приемлемые цены приятно удивят вас. Осуществите свою мечту о здоровье, бодрости, о приятном проведении времени с родными и близкими!

Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей.

1. Общие понятия

Температура окружающего воздуха основательно влияет на температуру воды в открытом бассейне. При температуре воздуха 18-20 градусов человек чувствует себя еще мало-мальски комфортно, однако, плавать при такой температуре мало кому захочется. Зачастую, такие условия в теплом периоде в средней полосе и севернее, составляют львиную долю. В связи с этим, вопрос подогрева воды в бассейне актуален.

Норматив температуры воды для бассейнов

Плавательные и спортивные бассейны

Гидромассажные и спа-бассейны

Для исключения проблем с поддержанием необходимой температуры воды уже на этапе проектирования подбирают необходимое нагревательное оборудование. В статье мы поможем Вам освоиться с этой проблемой и выбрать подходящую модель по типу и мощности.

Устройства обогрева воды работают по принципу передачи тепла «от горячего к холодному». Установки различаются принципом получения тепла для нагрева.

Тип бассейна Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)
Типы и принцип работы водоподогревателей

Тип установки обогрева воды

Принцип получения тепла

Рекурперативные теплообменники (теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, теплообмен происходит через стенку)

Циркулирующая вода нагретая любым способом передает через стенки тепло, нагревая воду.

Нагреваются за счет электроэнергии. Тепло передается воде напрямую от трубчатых электронагревателей (ТЭН)

2.Теплообменники

Водно-водяной теплообменник состоит из корпуса, внутри которого смонтированы два контура. Первичный контур (контур нагрева) предназначен для циркуляции воды из бойлера. Вторичный контур – для циркуляции воды из бассейна. Между контурами происходит теплообмен следующим образом. Вода из бассейна забирает тепло от воды из теплообменника. Остывшая вода снова проходит через бойлер, подогревается и снова возвращается в теплообменник для отдачи тепла воде из бассейна. И так по замкнутому кругу пока вода в бассейне не достигнет заданной температуры. Затем нагреватель в зависимости от настроек либо отключается, либо продолжает работать в режиме поддержания требуемой температуры.

Время, требуемое для нагрева воды до заданной температуры, зависит от объема бассейна и мощности нагревателя.

Тип и особенности конструкции теплообменника

Нагревательный контур в виде пучка тонких трубок, по каждой из которых протекает вода. Большое количество трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Есть конструкции с демонтируемым пучком трубок (повышение ремонтопригодности).

Нагревательный контур в форме спирали

Корпус теплообменника изготавливают из

  1. композитного пластика,
  2. нержавеющей стали,
  3. титана.

Контур нагрева изготавливают из

  1. нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
  2. титана (для бассейнов с морской водой),
  3. никеля,
  4. купроникеля.
Тип теплообменника Особенности конструкции
Достоинства и недостатки теплообменников

Достоинства Недостатки
сравнительно дешевые для работы в доме должен быть газовый котел (можно электрический котел, но это уже дорого)
не требуют больших затрат в процессе эксплуатации на заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех. паспорте разнице температур первичного и вторичного контура и соотношения скоростей жидкости в них

Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б)

3. Солнечные коллекторы (солнечные батареи)

Нагреваются под действием солнечных лучей и это тепло используется для подогрева воды в бассейне. Коллектор имеет систему тонких трубок.

Достоинства и недостатки солнечных коллекторов

Достоинства Недостатки
не требуется газовый котел малая мощность (квадратный метр батареи выдает тепловую энергию 0.6 – 0.9 кВт/час. Для покрытия мощности слабого водно-водяного теплообменника потребуется площадь батарей равная площади поверхности бассейна.)
не тратится электричество применяется в южных широтах нашей Родины с большим количеством солнечных дней

4. Электронагреватели

Электронагреватели являются устройствами альтернативными теплообменникам. Принцип действия: в корпусе размещается трубчатый электронагревательный элемент (ТЭН). Он передает тепло протекающей воде. Особых различий между моделями нет.

При выборе электронагревателя ориентиром является:

  1. выходная мощность,
  2. материал, из которого изготовлен корпус,
  3. материал, из которого изготовлен ТЭН.

При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.

Достоинства и недостатки электронагревателей

Достоинства Недостатки
для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру воды огромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна)
оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке воды модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети
изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы

Особенности монтажа

Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз. В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.

Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.

Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.

В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:

  1. термическое покрывало,
  2. покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
  3. использование системы солнечных батарей.

5. Тепловые насосы для подогрева воды

Тепловой насос предназначен охлаждать или обогревать воду в плавательном бассейне с помощью преобразования энергии атмосферного воздуха в тепло.

Устанавливается вне помещения.

Достоинства

— очень простое подключение — достаточно подключить воду и электропитание теплового насоса.

встроенная система автоматически выставляет оптимальные режимы работы компрессора и вентилятора для получения максимального КПД, путём замера соотношения температуры воздуха и теплоносителя. Управление осуществяется цифровым пультом, есть несколько автоматических настроек работы поддержания температуры.

— установлены датчики и системы защиты: защита от малого и большого давления теплоносителя, датчик высокой температуры теплоносителя, датчик потока воды, система отключения при низкой температуре воздуха, система автоматического оттаивания.

Выводы:

1. Для нагрева воды в бассейне в основном используются водно-водяные теплообменники, электронагреватели и солнечные батареи. Последний вариант используется в основном в качестве дополнительного источника нагрева.

2. Выбор модели основывается на мощности нагревателя.

3. В бассейне с морской водой требуется нагреватель из антикоррозийных материалов.

4. Нагрев воды в бассейне занимает продолжительное время

6. Порядок расчета времени работы теплообменника

Оценим время работы теплообменника по нагреву бассейна. Для этого воспользуемся эмпирической формулой (без учета отклонений от имеющейся мощности и потерь тепла):

t – искомое время в часах,

V – объем воды в бассейне в кубометрах,

T – требуемая разница температур в градусах,

P – заявленная мощность.

Пример расчета.

По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов, а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и мощности теплообменника 6 кВт.

t = 1.16 * 30 * 6 / 6, t = 34,8 час.

7. Определение необходимой мощности нагревателя

Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.

Определение мощности водонагревателя

Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен объему бассейна (куб. метр)

Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

Расчет мощности нагревателя воды описан в разной литературе. Мы же будем использовать формулы из книги «Planung von Schwimmbadern» C. Saunus

Мощность теплообменника определяется из условий первичного нагрева воды в бассейне. Обычно принимается время первичного нагрева 2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.

Qs – мощность нагревателя (Вт)

V – объем бассейна (л)

C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)

tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)

tK – температура заполняемой воды (град. по Цельсию)

S – площадь зеркала воды (кв. метр)

Za – требуемое время нагрева

Zu – потери тепла (в час.)

Тип и место использования водонагревателя Значение требуемой мощности водонагревателя
Тип бассейна и значение параметра потери тепла

Тип и местонахождение бассейна Значение параметра потери тепла Zu
Бассейн в помещении 180 (Вт/м 2 )
Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место) 1000 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место) 620 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место) 520 (Вт/метр кв.)

При расчете по этой формуле условно – 1 кг = 1 л.

Таким образом, мы рассмотрели современные устройства подогрева воды в бассейне. Они имеют разные принципы действия, форму, технические характеристики и цену. Выбор подходящего именно для своего бассейна за Вами, а также можете обратиться к специалистам в нашу компанию и получить крайне граммотную консультацию.

Теплообменники для бассейна: какими бывают и как подобрать?

Для многих бассейн – это место, где можно расслабиться после тяжелого трудового дня и просто приятно провести время и отдохнуть. Но дороговизна эксплуатации данного сооружения заключается даже не в сумме денег, потраченных на его строительство. Речь идет о качественном подогреве воды, ведь объем ее велик, а теплопотери очень высоки. Наилучшим решением данной проблемы будет постоянная циркуляция воды с разной температурой. И справиться с этой задачей может теплообменник для бассейна. Попытаемся разобраться, что это такие и каких типов он может быть.

Особенности

Следует понимать, что нагревание водяного бассейна с большим количеством воды – удовольствие не из дешевых. И способов сделать это на сегодняшний день существует 3:

  • использование теплового насоса;
  • применение электрического нагревателя;
  • установка кожухотрубного теплообменника.

Из этих вариантов наилучшим будет применение теплообменника из-за следующих особенностей:

  • его стоимость сравнительно невелика;
  • он потребляет меньшее количество энергии, чем 2 других устройства;
  • его можно использовать с альтернативными источниками нагрева, стоимость работы которых будет ниже;
  • имеет небольшие размеры;
  • отличается высокой пропускной способностью и отличными гидравлическими характеристиками (касаемо нагрева);
  • высокая устойчивость к коррозии под воздействием фтора, хлора и солей.

В общем, как можно убедиться, особенности данного устройства позволяют говорить, что на сегодняшний день это лучшее решение для нагрева воды в бассейне.

Принцип работы

Теперь разберемся, как работает теплообменник для бассейна. Если говорить о конструкции, то он выполнен в форме корпуса цилиндрической формы, где имеется 2 контура. В первом, который является непосредственной полостью устройства, происходит циркуляция воды из бассейна. Во втором располагается устройство, где осуществляется перемещение горячей воды, выступающей в данном случае теплоносителем. А в роли прибора для нагревания жидкости будет либо трубка, либо пластинка.

Следует понимать, что теплообменник сам по себе подогрев воды не осуществляет. При помощи внешних штуцеров на втором контуре его подключают к отопительной системе. Из-за этого он является посредником в передаче тепла. Сначала туда из бассейна идет вода, которая, перемещаясь по корпусу, нагревается из-за соприкосновения с нагревающим элементом и возвращается обратно в чашу бассейна. Следует добавить, что чем больше будет площадь контакта нагревающего элемента, тем быстрее тепло будет переходить к холодной воде.

Обзор видов

Следует сказать, что существуют различные виды теплообменников. Как правило, они различаются по следующим критериям:

  • по физическим габаритам и объему;
  • по мощности;
  • по материалу, из которого изготовлен корпус;
  • по типу работы;
  • по типу внутреннего элемента нагрева.

Теперь скажем немного подробнее о каждом типе.

По объему и размерам

Необходимо сказать, что бассейны различаются конструкцией и объемом помещаемой воды. В зависимости от этого существуют и различные виды теплообменников. Маленькие модели просто не справятся с большим объемом воды, и эффект от их использования будет минимальным.

Часто бывает так, что приходится осуществлять расчеты под конкретный бассейн и заказывать теплообменник специально под него.

По мощности

Отличаются модели и по мощности. Тут нужно понимать, что на рынке можно найти образцы с мощностью и 2 кВт, и 40 кВт и так далее. Среднее значение равно где-то 15–20 кВт. Но, как правило, необходимая мощность также рассчитывается в зависимости от объема и размеров бассейна, где он будет установлен. Тут нужно понимать, что модели с мощностью 2 кВт не смогут эффективно справиться с огромным бассейном.

По материалу корпуса

По материалу корпуса теплообменники для бассейна также бывают разными. Например, их корпус может быть сделан из различных металлов. Наиболее распространенными являются титан, сталь, железо. Многие пренебрегают данным фактором, чего делать не следует по 2 причинам. Во-первых, любой из металлов по-разному реагирует на соприкосновение с водой, и использование одного может быть лучше другого с точки зрения долговечности.

Во-вторых, теплоотдача у каждого из металлов является разной. А значит, при желании можно найти модель, использование которой позволит существенно снизить теплопотери.

По типу работы

По типу работы теплообменники для бассейна бывают электрические и газовые. Как правило, автоматика используется в обоих случаях. Более эффективным решением с точки зрения скорости нагрева и энергозатратности будет газовый прибор. Но не всегда есть возможность подвести к нему газ, из-за чего популярность электрических моделей выше. Но электрический аналог имеет большую энергозатратность, и воду он нагревает несколько дольше.

По типу внутреннего нагревательного элемента

По данному критерию теплообменник может быть трубчатый либо пластинчатый. Пластинчатые модели являются более популярными по причине того, что здесь площадь соприкосновения холодной воды с камерой обмена будет больше. Еще одна причина – здесь будет более низкое сопротивление току жидкости. Да и трубы не так чувствительны к возможному загрязнению в отличие от пластин, из-за чего отпадает надобность в предварительном очищении воды.

В противовес им пластинчатые аналоги забиваются очень быстро, из-за чего для больших бассейнов использовать их смысла нет.

Расчет и выбор

Необходимо отметить, что правильно подобрать теплообменник для бассейна не так просто, как может показаться на первый взгляд. Чтобы это сделать, требуется рассчитать ряд параметров.

  • Объем чаши бассейна.
  • Количество времени, которое потребуется для нагрева воды. Помочь в этом моменте может то, что чем дольше осуществляется нагрев воды, тем ниже будет мощность устройства и его стоимость. Нормальным показателем будет время от 3 до 4 часов для полного нагревания. Правда, для уличного бассейна лучше выбирать модель с более высокой мощностью. То же самое касается, когда теплообменник будет использоваться для соленой воды.
  • Коэффициент водной температуры, что задается прямо в сети и на выходе из контура применяемого устройства.
  • Объем воды, находящейся в бассейне, что проходит через устройство за определенный временной промежуток. В данном случае важным аспектом будет то, что если в системе присутствует циркуляционный насос, который производит очищение воды и последующую ее циркуляцию, то расход рабочей среды можно принять за коэффициент, который указан в техпаспорте насоса.

Схема подключения

Приведем схему установки теплообменника в систему. Но перед этим рассмотрим вариант, когда было решено изготовить этот прибор самостоятельно. Это легко, учитывая простоту его устройства. Для этого нам потребуется иметь под рукой:

  • анод;
  • трубу, выполненную из меди;
  • бак в форме цилиндра, выполненный из стали;
  • регулятор мощности.

Для начала нужно проделать в торцевых сторонах бака 2 дырки. Одна будет служить входом, через который будет поступать холодная вода из бассейна, а вторая – выходом, откуда нагретая вода будет попадать обратно в бассейн.

Теперь следует свернуть трубу из меди в некое подобие спирали, которая будет нагревательным элементом. Прикрепляем ее к баку и выводим оба конца на внешнюю часть бака, предварительно проделав в нем соответствующие отверстия. Теперь к трубке следует подключить регулятор мощности и поместить в бак анод. Последний нужен для защиты емкости от температурных перепадов.

Остается выполнить монтаж теплообменника в систему. Это требуется осуществлять после установки насоса и фильтра, но до установки различных дозаторов. Интересующий нас элемент обычно устанавливается ниже труб, фильтров и воздухоотводчика.

Монтаж производится в горизонтальном положении. Отверстия бака присоединяются к бассейному контуру, а выход и выход трубки нагрева – к контуру теплового носителя от отопительного котла. Наиболее надежными для этого будут резьбовые соединения. Все подключения лучше делать при помощи вентилей запорного типа. Когда контуры будут присоединены, на патрубке входа теплового носителя от котла следует установить клапан регулировки, оснащенный термостатом. На выходе воды в бассейн следует поставить датчик температуры.

Бывает так, что контур от котла нагрева до теплообменника слишком длинный. В таком случае нужно дополнительно поставить насос для циркуляции, чтобы система работала бесперебойно.

Что такое теплообменник для подогрева воды в бассейне, смотрите далее.

Как выбрать теплообменник для бассейна

Вода в бассейне нужна комфортной температуры, притом все время. Прогреть столь большой объем жидкости, да еще и равномерно не под силу ни одному нагревателю прямого действия. Необходимо прогреть большой объем воды и постоянно пополнять потери тепла, которые в бассейне немалые только за счет большой площади поверхности. Источником тепла может быть как котел отопления, солнечные панели или геотермальное тепло, а для передачи тепла воде потребуется теплообменник для бассейна.

Проще всего нагреть бассейн, если разместить теплообменник последовательно с фильтрами и циркуляционным насосом, который постоянно перекачивает жидкость от донного слива и скиммера и возвращает обратно через форсунки, расположенные по периметру чаши. Таким образом, вода в бассейне не застаивается, регулярно очищается и подогревается. Никакого дополнительного оборудования в самом резервуаре нет, все выведено за его пределы и размещается чаще всего ниже уровня грунта в специальном кессоне.

Принцип работы

Теплообменник сам по себе не нагревает воду. Он лишь является оптимизированным устройством для эффективного теплообмена между двумя средами. Одна из них – это теплоноситель от непосредственного источника тепла, а вторая – как раз вода из бассейна.

В теплообменнике две среды разделяют только тонкие стенки труб или пластин с высокой теплопроводностью. Чем выше площадь такого контакта, тем больше тепла успеет перейти от более нагретой жидкости к холодной.

По смыслу теплообменник всегда поточный, хоть и могут отличаться существенно объем камер и секций для перекачки двух сред. Для бассейнов используются трубчатые и пластинчатые теплообменники. Преимущество на стороне трубчатых устройств, так как они позволяют снизить вносимые устройством сопротивление току воды и менее требовательные к чистоте перекачиваемой жидкости.

Корпус формирует первую камеру для нагреваемой жидкости. Это продолговатый цилиндр из трубы большого диаметра, закрытый с обоих концов заглушками, в которых имеются штуцера для подключения труб. Сверху он утеплен для устранения лишних теплопотерь.

Внутри корпуса распределяются трубки, изолированные от внутреннего пространства устройства, с выведенными на внешнюю сторону штуцерами. Трубка может быть одна изогнутая по спирали для увеличения площади контакта и тянущаяся от одного края теплообменника к другому. Но эффективнее использовать параллельно много трубок, которые на концах объединяются коллектором. Так существенно снижается гидросопротивление теплообменника контуру с теплоносителем и увеличивается площадь контакта, границ между двумя жидкостями.

Основные характеристики теплообменника:

  • Максимальная рабочая температура. Максимальный нагрев теплоносителя, выдерживаемый устройством.
  • Тепловая мощность. Зависит не только от площади контакта, но и от типа жидкости в обоих контурах и перепада температур.
  • Пропускная способность, измеряется в метрах кубических в час, определяет, за сколько времени весь объем бассейна пройдет через теплообменник.

Расчет мощности

Подбор по мощности теплообменника для бассейна выполняется, отталкиваясь от четырех факторов:

  • Размер бассейна, объем постоянных теплопотерь;
  • Температура теплоносителя и мощность источника тепла;
  • Целевая температура воды в бассейне;
  • Время, за которое необходимо нагреть воду при условии, что ее только набрали.

Не стоит задача нагреть максимально быстро весь объем воды в чаше бассейна. Мощности теплообменника достаточно на уровне, равном максимальным постоянным теплопотерям, так чтобы можно было поддерживать температуру на заданном уровне.

Нижняя граница подбора мощности берется равной примерно 0,7 от объема чаши бассейна, точнее, воды при полном заполнении. Это приблизительное значение теплопотерь за счет испарения и теплообмена со стенками чаши.

Превышение данного порога определяет время, за которое теплообменник сможет прогреть только набранную холодную воду и чаще всего этот параметр подбирается равным 1-3 дням.

В качестве источника тепла используется отопительный котел, работающий и на обогрев дома и на подогрев бассейна или же в малом контуре только на подогрев бассейна, например теплый период времени. Максимально возможную отдачу по теплу следует определять как раз с условием работы обогрева в доме, чтобы не забирать лишнего тепла на поддержание бассейна.

Требуемая мощность теплообменника для нагрева бассейна за определенное время.

P – требуемая мощность теплообменника (Вт),

С – удельная теплоемкость воды при температуре 20оС (Вт/кг*К);

ΔТ – разница температуры холодной и горячей воды (оС),

t1 – оптимальное время для нагрева всего бассейна (часы),

q – потери тепла в час с квадратного метра поверхности воды (Вт/м2),

V – объем воды в бассейне (л) .

В расчетах следует учитывать теплопотери с зеркала воды за счет испарения. Принимаются следующие значения:

  • Бассейн полностью на улице – 1000 Вт/м2.
  • Частично закрытый навесом или частью здания – 620 Вт/м2.
  • Полностью крытый бассейн – 520 Вт/м2.

Полученное значение – это именно тот параметр, на который следует в первую очередь ориентироваться при выборе теплообменника. Остальные параметры необходимо согласовать с имеющимся оборудованием.

При желании разделить время работы теплообменника на ночное и дневное, когда используется электрический водогрейный котел, мощность теплообменника соответственно нужно увеличить. Достаточно умножить полученное ранее число на 24 и разделить на количество часов, которое предполагается отвести для нагрева бассейна.

Сопротивление току воды следует учитывать при выборе циркуляционного насоса, притом совместно с фильтрующей станцией, сопротивлением труб, форсунок и всех остальных элементов обвязки.

Максимально допустимая температура по горячему контуру определяется по номинальной температуре, которую выдает бойлер или отопительный котел.

Из этой же формулы легко вывести время нагрева бассейна, зная мощность теплообменника, имеющегося в продаже. Гнаться за сверхбыстрым нагревом не стоит, достаточно, если бассейн будет прогреваться с полностью холодного состояния до комфортной температуры за двое суток.

Подключение

Теплообменник включается уже после фильтра и циркуляционного насоса, но перед дозатором химических реагентов, хлора, отдушки и т.д. Подключения обоих контуров выполняется только через запорные вентили для возможности контролировать включение и демонтажа по случаю технического обслуживания.

Управлять нагревом должен регулирующий клапан, расположенный на подаче горячего контура от котла. Он в свою очередь регулируется термостатной головкой, у которой датчик температуры закрепляется на выходном патрубке нагреваемого контура. С помощью стационарного погружного термометра с индикацией выставляются настройки термоголовки для управления подачей теплоносителя.

Теплообменник для бассейна следует устанавливать ниже напорной линии, фактически ниже труб, подсоединяемых к нему, ниже фильтра и воздухоотводчика, исключая попадание и аккумулирования воздуха.

Чаще всего контур от котла отопления к бассейну и теплообменнику получается протяженным. Потому на линии устанавливается дополнительный циркуляционный насос. Для его беспрепятственной работы следует организовать байпас параллельно теплообменнику и перед регулирующим клапаном. В результате теплообменник постоянно контролирует температуру воды в бассейне и подогревает, если это необходимо.

Как рассчитать теплообменник для бассейна?

Опубликовано Mar 07, 2013 | Тэги: | Коментарии (0)

9. Расчет нагревателей воды бассейна

Общее

Возможностей рационального нагревания воды бассейна много, они существенно отличаются размерами капиталовложений и .позднейшими расходами. При осуществлении альтернативных возможностей использования энергии надо учитывать при проектировании дополнительных необходимых мероприятия как размер капиталовложений, так и позднейшие расходы.

Инвестиционные издержки часто бывают незначительным, если подогрев воды присоединяется к наличествующему паровому отоплению здания.

9.1 Бассейн под открытым небом

Бассейны под открытым небом отапливаются, как правило, только летом и в течение месяцев перехода, так что это потребность в отоплении появляется только в то время, когда для жилых домов не возникает такой острой необходимости в тепле, а нужна лишь относительно незначительная тепловая энергия. По приоритетной схеме вполне возможно экономически обеспечить дополнительное нагревание воды бассейна, является, не увеличивая при этом котёл отопления здания.

9.2 Закрытый бассейн

Закрытые бассейны обычно эксплуатируются круглый год. Поэтому, при обеспечении отопления здания нужно дополнительно учитывать подогрев воды бассейна (трансмиссия и потребность тепла для вентиляции).

9.3 Определение производительности водонагревателей бассейна

Почасовая производительность водного нагревателя частного бассейна определяется в основном продолжительностью нагрева. Она составляет 2-3 дня при обычном режиме эксплуатации, причем нужно учитывать, является ли продолжительность нагрева непрерывной или возможно прерывается во время низких тарифов при электроотоплении. Общая производительность вычисляется по следующей формуле:

Qs = производительность нагревателя воды бассейна при непрерывной эксплуатации в Вт

V = объемы воды бассейна в л

C = специфическая теплоемкость воды в Вт/(кг K) = 1,163 Вт (кг K)

tB = Температура воды бассейна в °C

tK = температура подводимой воды в бассейн в °C (разница температуры в K)

Za = необходимая продолжительность отопления в ч

Zu = фактор доплаты для потери тепла во время отопления без покрытия воды бассейна в Вт:

закрытых бассейнах ≈ 120 Вт/м 2

открытых бассейнах, свободное расположение 750 Вт/м 2 , частично защищенное расположение 433 Вт/м 2 , защищенное расположение 280 Вт/м 2 .

Пример расчета

для определения производительности водонагревателя частного бассейна:

Размер бассейна: 8 x 4 м и 1,35 м глубина

Объемы бассейна: 42 700 л,

Температура воды бассейна: 27 °C

Температура воды наполнения = 10 °C

Разницу температур 17 K

Продолжительность отопления: 2,5 дня = 60 ч

Фактор доплаты = 120 Вт/м 2 x 32 м 2 = 3840 Вт

Qs=(42700*1.163*17)/60+3840 ≈17 900 Вт

При дневном ограничений продолжительности отопления для определения производительности водонагревателя бассейна получается следующая формула:

Q = Производительность водонагревателя бассейна при длительной эксплуатации в Вт

24 = часы/день в ч

ZH = отопительное время в ч

Расширенный пример расчета при времени отопления14 ч:

Q = (17900*24)/14≈30700 Вт

Рис. 114b. Водонагреватель плавательного бассейна, слева — с трубчатым отопительным узлом

(Фабр . Fröhling), справа — в виде пластинчатого теплообменника из материала №. 1.4301 или 1.4401, или титана (фабр. Otto)

IX. Определение производительности водонагревателей открытых бассейнов

Производительность водонагревателя бассейна вычисляется из следующих значений:

— Температура воды бассейна

— Объем воды бассейна

— Температура наполняющей воды

— Продолжительность отопления
— Охлаждение

a) Температуры воды бассейна

НИС 19643 и „ Строительные директивы для медицинских бассейнов » содержат указания по температуре воды как основе вычислений для водонагревателей. Для повышения популярности, в особенности в любительских бассейнах, тенденция однозначно идет к более высоким температурам воды.

b) Объемы воды бассейна и температура наполняющей воды

Объем контейнера для воды бассейна и потока воды является фиксированные значением; температура наполняющей воды может приниматься примерно от 10 °C.

a) Продолжительность отопления

Продолжительность отопления определяется величиной бассейна, режимом эксплуатации и постоянной теплопроизводительностью. В бассейне для проведения гидрокинезитерапии — и терапевтическом бассейне с относительно маленьким объемом воды имеет смысл по возможности наиболее короткая продолжительность отопления примерно от 24 ч. Возможность кратковременного нагрева воды сокращает перерывы в эксплуатации. В меньших и средних бассейнах считают примерно 2 дня, а больших от 3 до 4 дней.

Примечание: чем короче продолжительность отопления, тем выше:

1. размер капиталовложений для водонагревателя бассейна и

2. необходимая теплопроизводительность.

b)Охлаждение

Существенные факторы охлаждения для открытых и закрытых бассейнов указаны в 2. „ Примеры бассейнов для потребности водонагревателей в энергии «.

Средняя ежедневная потеря температуры в закрытых бассейнах составляет примерно 1 °C, в открытых бассейнах около 1,3 °C, а во время разогрева в конце апреля примерно 2 °C. В открытых бассейнах потребность в подогреве существенно определяется условиями погоды, и она является наибольшей в критических фазах в начале и соответственно в конце купального сезона. В апреле и октябре при температуре воды 28 °C и средней скорости ветра (частично защищенное положение) потребность в подогреве составляет примерно 0,60 кВт/м 2 , в июне/июле примерно 0,30 кВт/м 2 . В технических документах производителей указываются следующие значения потребности в подогреве для водонагревателей:

Закрытые бассейны: 0,18 кВт/м 2

Свободное распложение:1,00 кВт/м 2

Частично защищённое расположение: 0,62 кВт/м 2

Защищённое расположение: 0,52 кВт/м 2

(См. также 9.3 «Производительность водонагревателей бассейнов»). Упомянутый фактор доплаты за потерю тепла во время отопления (Zu) может приниматься в расчёт для закрытых бассейнов с 1,2 и для открытых бассейнов с 1,3 .

В качестве нормативного показателя на примерно 100 м 2 содержимого бассейна считают теплопроизводительность от примерно 50 кВт при 24 ч продолжительности отопления в пределах 2 дней. При больших открытых бассейнах с продолжительностью отопления прим. 4 дня и частично защищенным бассейнах для неумеющих плавать и расположением на практике оправдывает себя в плавательных бассейнах и бассейнах для прыжков с поверхностью 1300 м 2 и с 100 м 3 содержимого теплопроизводительность от 850 кВт, а в детских бассейнах с поверхностью примерно 1 000 м 2 800 m3 содержимого — 550 кВт теплопроизводительности (смотри также II. «Вычисление потребности в энергии для общественного открытого бассейна»).

Нормативные показатели температуры для разных видов бассейнов

Температура воды в °C

Бассейны для начинающих Плавательные бассейны

Бассейны для прыжков

Бассейн с искусственным волнообразованием

в дни тёплого купания прим. на 2 °C выше

Бассейн для проведения гидрокинезитерапии

Теплый бассейн для лежания

Рис. 114c. Бассейн с подогревом (36°C) для ныряния и хождения из железобетона, облицован, в любительском отделении общественной сауны

Рис. 114d. Частный закрытый плавательный бассейн с интегрированным водоворотом, горным ручьем, гротом с водопадом (смотри Рис. 151)

Читать еще:  Что кладут на дно колодца
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector