Теплообменники сами не генерируют тепловую энергию, но опосредуют теплопередачу через образуемую ими поверхность теплообмена (поверхность пластин или труб).
Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей.
Температура окружающего воздуха оказывает большое влияние на температуру воды в открытом бассейне. При температуре 18-20 градусов Цельсия человек чувствует себя более или менее комфортно, но вряд ли кто-то захочет купаться при такой температуре. Такие условия часто преобладают в теплые месяцы в центральных и самых северных районах. Поэтому вопрос подогрева воды в бассейне является важным.
Спойлер: таблица примерного выбора подогрева бассейна в зависимости от объема воды — в конце статьи.
Плавательные и спортивные бассейны
Гидромассажные ванны и спа
Чтобы избежать проблем с правильной температурой воды, необходимо выбрать правильный нагреватель еще на этапе планирования. В этой статье мы поможем вам приступить к решению этой задачи и выбрать подходящую модель в зависимости от типа и мощности.
Водонагреватели работают по принципу передачи тепла от горячего к холодному. Эти агрегаты различаются по способу выработки тепла для отопления.
Тип водонагревательного агрегата
Принцип передачи тепла
Теплообменник с рекуперацией (теплообменник, в котором горячая и холодная вода течет по разным каналам, тепло передается через стенку)
Вода, циркулирующая и нагретая каким-либо образом, передает тепло через стены и нагревает воду.
Она отапливается с помощью электричества. Тепло передается непосредственно воде с помощью электрических трубчатых нагревательных элементов (ТЭН).
Теплообменники
Теплообменник вода/вода состоит из корпуса, в котором установлены два контура. Первичный контур (контур отопления) предназначен для циркуляции воды из котла. Вторичный контур предназначен для циркуляции воды в бассейне. Теплообмен между контурами происходит следующим образом. Вода в бассейне отбирает тепло у воды в теплообменнике. Охлажденная вода проходит обратно через бойлер, нагревается и возвращается в теплообменник, чтобы обеспечить теплом воду в бассейне. И так далее по замкнутому контуру, пока вода в бассейне не достигнет заданной температуры. Затем, в зависимости от настройки, нагреватель либо выключается, либо продолжает работать при желаемой температуре.
Время, необходимое для нагрева воды до заданной температуры, зависит от объема бассейна и мощности нагревателя.
Отопительный контур выполнен в виде пучка тонких труб, по каждой из которых течет вода. Большое количество трубок в пучке увеличивает поверхность теплопередачи. Существуют версии со съемным трубным пучком (повышенная простота обслуживания).
Нагревательный контур в виде змеевика
Корпус теплообменника изготовлен из точеного алюминия.
- композитного пластика,
- нержавеющей стали,
- титана.
Нагревательный контур выполнен из Ø 1,5 мм и состоит из пластинчатого теплообменника, который нагревается солнцем.
- нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
- титана (для бассейнов с морской водой),
- никеля,
- купроникеля.
Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б)
Солнечные коллекторы (солнечные батареи)
Он нагревается солнечными лучами, и это тепло используется для нагрева воды в бассейне. Коллектор состоит из системы тонких трубок.
| Преимущества | 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 |
Разборные пластинчатые теплообменники
В этой статье речь идет исключительно о складных пластинчатых теплообменниках для плавательных бассейнов. Нередко оказывается, что трубчатая конструкция лучше, поскольку она не так сильно забивается грязью и мусором. Однако вода поступает в теплообменник через фильтр. Если вы не забываете вовремя устанавливать и обслуживать его, грязь не сможет попасть внутрь устройства. Пластинчатые конструкции более эффективны из-за большой нагреваемой поверхности.
Установка нагревателя непосредственно в резервуар неэффективна и опасна. Поэтому источник тепла (электричество, солнце, газ) имеет свой собственный контур. Нагрев и нагретая жидкость не смешиваются. Температура передается через теплообменник.
Из каких материалов изготавливаются
За некоторыми исключениями теплообменники для нагрева воды в бассейне изготавливаются из двух материалов: Нержавеющая сталь или титан.
Нержавеющая сталь используется из-за ее прочности и устойчивости к коррозии, она без проблем выдерживает удары воды и может использоваться в течение 10 лет и более. Этот металл намного дешевле меди или титана и вызывает нагрев пресной воды.
Титан используется для бассейнов с соленой водой. Несмотря на высокую стоимость, материал не вступает в реакцию с фтором, солями и хлором. Кроме того, он легкий, прочный и нечувствительный к нагреву.
Принцип работы пластинчатого теплообменника в бассейне
Устройство относится к группе водо-водяных устройств. Принцип работы прост: внутри корпуса находятся 2 контура. В первичный контур поступает горячая вода из бойлера. Во вторичном контуре холодная вода подается из бассейна. Резиновые уплотнения предотвращают смешивание сред. Нагрев осуществляется путем передачи тепла от греющей среды к нагреваемой среде через пакет пластин в теплообменнике.
Вода во втором контуре нагревается и поступает в бассейн. Охлажденная жидкость в первом контуре поступает обратно в нагреватель, где она нагревается. Содержимое контуров никогда не смешивается напрямую.
Выбор теплообменника
От того, насколько тщательно подобрано устройство, зависит качество работы и скорость нагрева.
- Максимальный уровень рабочей температуры. Означает наибольшую температуру теплоносителя.
- Пропускная способность. То есть за какое время через устройство пройдет весь объем резервуара. Подбирается вместе с циркуляционным насосом.
- Величина тепловой мощности. Это основной параметр. Если он меньше требуемой, то вода не будет прогреваться до желаемой температуры. Больше тоже ничего хорошего – это значит нерациональный перерасход денег.
Упрощенный расчет мощности
Вы можете рассчитать мощность устройства по формуле:
P = V × C × (Tz — Tv) × 1/t + q × S, где.
- V — емкость резервуара, л;
- S —площадь соприкосновения с воздухом, м 2 ;
- Тз — заданная температура, °С;
- Тн — температура поступающей жидкости из водопровода, °С;
- t — время нагрева воды до Тз (как правило, 2–3 суток), ч;
- С — показатель удельной теплоемкости жидкости (равен 1,16 Вт/кг·K);
- q — величина утечки температуры из-за испарения, Вт/м 2, равна 1000 для открытых резервуаров, 520 – находящихся в помещении и 620 – полузакрытых.
Например: у вас есть открытый бассейн размером 3 x 7 м и глубиной 2 м. Температура в трубах составляет 18 °C, и необходимо нагреть жидкость до 28 °C в течение 2 дней.
По формуле: 3 × 7 × 2 × 1000 × 1,16 × (28 — 18) × ½ × 24 + 1000 × 3 × 7 = 31150 Вт.
Если вы указываете размер в метрах, умножьте на 1000 (количество литров в 1 кубическом метре).
Лучше получить мощность с небольшим запасом. Согласно приведенному в примере расчету, вам потребуется около 31 кВт. Стоит добавить 10 %. Было установлено, что достаточно 34-35 кВт.
Подключение
Теплообменник устанавливается непосредственно после циркуляционного насоса и фильтра. За ним установлен дозатор реагента. Изменение последовательности установки не допускается.
Устройство должно быть установлено ниже всех других компонентов, чтобы предотвратить попадание воздуха в контуры. Перед устройством установлен клапан управления потоком жидкости, соединенный с датчиком температуры. Это позволяет автоматически регулировать отопление.
