Розрахунок тепловтрат відкритого басейну взимку. Обладнання басейну від котельні. Декілька узагальнених формул для правильного підбору водонагрівача для басейну

Вода у басейні потрібна комфортної температури, до того ж весь час. Прогріти настільки великий обсяг рідини, та ще й рівномірно не під силу жодному нагрівачеві прямої дії. Необхідно прогріти великий об'єм води та постійно поповнювати втрати тепла, які в басейні чималі лише за рахунок великої площі поверхні. Джерелом тепла може бути як опалювальний котел, сонячні панелі або геотермальне тепло, а для передачі тепла воді знадобиться теплообмінник для басейну.

Найпростіше нагріти басейн, якщо розмістити теплообмінник послідовно з фільтрами та циркуляційним насосом, який постійно перекачує рідину від донного зливу та скімера та повертає назад через форсунки, розташовані по периметру чаші. Таким чином, вода в басейні не застоюється, регулярно очищається та підігрівається. Ніякого додаткового обладнанняв самому резервуарі немає, все виведено за його межі і розміщується найчастіше нижче за рівень ґрунту в спеціальному кесоні.

Принцип роботи

Теплообмінник сам не нагріває воду. Він лише оптимізований пристрій для ефективного теплообміну між двома середовищами. Одна з них – це теплоносій від безпосереднього джерела тепла, а друга – саме вода з басейну.

У теплообміннику два середовища поділяють лише тонкі стінкитруб або пластин із високою теплопровідністю. Чим вище площа такого контакту, тим більше тепла встигне перейти від нагрітої рідини до холодної.

За змістом теплообмінник завжди потоковий, хоч і можуть істотно відрізнятися обсяг камер і секцій для перекачування двох середовищ. Для басейнів використовуються трубчасті та пластинчасті теплообмінники. Перевага на стороні трубчастих пристроїв, так як вони дозволяють знизити опір струму води, що вносяться пристроєм, і менш вимогливі до чистоти рідини, що перекачується.

Корпус формує першу камеру для рідини, що нагрівається. Це довгастий циліндр із труби великого діаметра, закритий з обох кінців заглушками, в яких є штуцер для підключення труб. Зверху він утеплений для усунення зайвих тепловтрат.

Усередині корпусу розподіляються трубки, ізольовані від внутрішнього простору пристрою, з виведеними на зовнішній бікштуцерами. Трубка може бути одна вигнута по спіралі для збільшення площі контакту і тягнеться від краю теплообмінника до іншого. Але ефективніше використовувати паралельно багато трубок, які на кінцях об'єднуються колектором. Так істотно знижується гідроопір теплообмінника контуру з теплоносієм і збільшується площа контакту, меж між двома рідинами.

Основні характеристики теплообмінника:

• Максимальна робоча температура. Максимальне нагрівання теплоносія, що витримується пристроєм.
• Теплова потужність. Залежить не тільки від площі контакту, а й від типу рідини в обох контурах та перепаду температур.
• Пропускна здатність, що вимірюється в метрах кубічних на годину, визначає, за скільки часу весь об'єм басейну пройдечерез теплообмінник.

Розрахунок потужності

Підбір за потужністю теплообмінника для басейну виконується, відштовхуючись від чотирьох факторів:

• Розмір басейну, обсяг постійних тепловтрат;
• Температура теплоносія та потужність джерела тепла;
• Цільова температура води у басейні;
• Час, за який потрібно нагріти воду за умови, що її тільки набрали.

Не варто завдання нагріти максимально швидко весь об'єм води у чаші басейну. Потужності теплообмінника достатньо на рівні, що дорівнює максимальним постійним тепловтратам, так щоб можна було підтримувати температуру на заданому рівні.

Нижня межа підбору потужності береться приблизно приблизно 0,7 від об'єму чаші басейну, точніше, води при повному заповненні. Це приблизне значення тепловтрат за рахунок випаровування та теплообміну зі стінками чаші.

Перевищення цього порога визначає час, за який теплообмінник зможе прогріти лише набрану холодну водуі найчастіше цей параметр підбирається рівним 1-3 дням.

Як джерело тепла використовується опалювальний котел, що працює і на обігрів будинку і на підігрів басейну або в малому контурі тільки на підігрів басейну, наприклад теплий період часу. Максимально можливу віддачу по теплу слід визначати за умови роботи обігріву в будинку, щоб не забирати зайвого тепла на підтримання басейну.

Потрібна потужність теплообмінника для нагрівання басейну за певний час.

P = ((V*С * ΔТ)/t1) + q*S

P – необхідна потужність теплообмінника (Вт),

З – питома теплоємність води за нормальної температури 20оС (Вт/кг*К);

ΔТ – різниця температури холодної та гарячої води(ЗС),

t1 – оптимальний часдля нагрівання всього басейну (годинник),

q – втрати тепла за годину з квадратного метра поверхні води (Вт/м2),

V – обсяг води у басейні (л) .

У розрахунках слід враховувати тепловтрати із дзеркала води за рахунок випаровування. Приймаються такі значення:

• Басейн повністю на вулиці – 1000 Вт/м2.
• Частково закритий навісом чи частиною будівлі – 620 Вт/м2.
• Повністю критий басейн – 520 Вт/м2.

Отримане значення – це саме той параметр, який слід насамперед орієнтуватися під час виборів теплообмінника. Інші параметри необхідно узгодити з наявним обладнанням.

За бажанням розділити час роботи теплообмінника на нічний і денний, коли використовується електричний водогрійний котел, потужність теплообмінника відповідно потрібно збільшити. Достатньо помножити отримане раніше число на 24 і розділити кількість годин, яке передбачається відвести для нагріву басейну.

При виборі важливо пам'ятати, що реальна потужність теплообмінника безпосередньо залежить від різниці температур в обох контурах і від максимального значеннянагріву. При меншому перепаді температур вихідна потужність також менше і навпаки.

Опір струму води слід враховувати при виборі циркуляційного насоса, причому разом з фільтруючої станцією, опором труб, форсунок та інших елементів обв'язки.

Максимально допустима температура гарячого контуру визначається за номінальною температурою, яку видає бойлер або опалювальний котел.

З цієї ж формули легко вивести час нагріву басейну, знаючи потужність теплообмінника, що є у продажу. Гнатися за надшвидким нагріванням не варто, достатньо, якщо басейн прогріватиметься з повністю холодного стану до комфортної температури за дві доби.

Підключення

Теплообмінник включається вже після фільтра та циркуляційного насоса, але перед дозатором хімічних реагентів, хлору, віддушки тощо. Підключення обох контурів здійснюється лише через запірні вентилі для можливості контролювати увімкнення та демонтаж з нагоди технічного обслуговування.

Керувати нагрівом повинен регулюючий клапан, розташований на подачі гарячого контуру від котла. Він у свою чергу регулюється термостатною головкою, у якої датчик температури закріплюється на вихідному патрубку контуру, що нагрівається. За допомогою стаціонарного занурювального термометра з індикацією виставляються налаштування термоголовки для керування подачею теплоносія.

Теплообмінник для басейну слід встановлювати нижче напірної лінії, фактично нижче труб, що приєднуються до нього, нижче фільтра та відвідника повітря, виключаючи попадання та акумулювання повітря.

Найчастіше контур від котла опалення до басейну та теплообмінника виходить протяжним. На лінії встановлюється додатковий циркуляційний насос. Для його безперешкодної роботи слід організувати байпас паралельно теплообміннику та перед регулюючим клапаном. В результаті теплообмінник постійно контролює температуру води в басейні та підігріває, якщо це необхідно.

Вентиляційна установка критого басейну служить насамперед для осушення повітря. Осушка повітря здійснюється за рахунок повітрообміну, тобто заміни внутрішнього повітрясухішим за рахунок підігріву зовнішнього повітря.
При випаровуванні води з ванни басейну також витрачається тепло – у середньому 0,70 кВт год (540 ккал) на 1 кг води.
До втрат енергії на випаровування також відноситься електроенергія, що витрачається вентиляційною установкою- 0,0 5 - 3 В т "год на 1 м3 повітря.
Витрата тепла кВт год/м3 на початковий підігрів свіжої води становить QG = O (VVw - KVf,)) U1,1663.
Це означає, що для того, щоб нагріти воду з температурою 10°С до температури води, необхідної в басейні (27°С), необхідно 20 кВт год, а для душової води з температурою 45°С-40 кВт-год на 1 м3 води.
При розрахунку витрати води для прийняття душу виходять із норми 40 л на 1 чол. У індивідуальних басейнахця витрата не набагато перевищує звичайну норму, встановлену для ванних кімнат, і може не братися до уваги. У готельних басейнах витрати гарячої води при користуванні душами становлять 20-100% витрати гарячої води в системі центрального опалення.
Витрата тепла на теплопередачу насамперед може бути знижений за рахунок удосконалення теплоізоляції конструкцій, що захищають. Особливо надійну теплоізоляцію повинні мати ділянки, де встановлені нагрівальні прилади, що мають вищу температуру, ніж повітря у приміщенні.
Дуже важливого значення набувають тепловтрати через вікна, зменшення їх площі може сприяти суттєвій економії, проте знижує якість зали. Тому рекомендується застосовувати скла з високою теплоізолюючою здатністю (три- і чотиришарове скління, а також двошарове скління типу «Термолюкс» з к = 1, 4), де випадання конденсату можливе лише за відносно низьких температур зовнішнього повітря (для стекол «Термолюкс» - мінус 6 ° С) і, отже, не потрібно спеціального обігріву вікон. При цьому не тільки спрощується вентиляційна система та знижується її потужність, але й відпадають додаткові втрати тепла при обдуві вікон гарячим повітрям або їх обігрівання іншими методами. Поверхні вікон з к = 2 можуть мати втрати тепла, що дорівнює нулю, або навіть акумулювати тепло. Істотний недолікта небезпека для вікон має традиційне розташування опалювальних приладів безпосередньо під вікнами. Теплове випромінювання опалювальних приладів, що становить до 2/з тепловіддачі залежно від їхньої конструкції, майже наполовину втрачається.

Внутрішній басейн

Опалення басейнів в літній періодє необхідною умовоюдля комфортного перебування у них людей. Опалення потрібно насамперед у перехідні місяці — квітень, травень, вересень та жовтень. Традиційний варіант опалення басейну - використання системи опалення з використанням протиточного теплообмінника або прямоточний нагрівач з електроприводом. Однак сьогодні все більше набувають поширення варіанти опалення басейнів з використанням відновлюваних джерел енергії — теплові насоси та сонячні колектори.

Підігрів води в басейні тепловим насосом економічніший та ефективніший, ніж підігрів іншими джерелами енергії. На відміну від сонячних панелей, тепловий насос має можливість точного автоматичного регулювання процесу підігріву.

Вигоди інтеграції підігріву басейну в опалювальну систему з тепловим насосом:

• низький тариф електроенергії для теплового насоса, який буде поширюватись на цілий будинок;
• тепловий насос з більш високою потужністю, призначений для опалення цілого будинку, значно скоротить витрату електроенергії на опалення басейну;
• опаленням басейну можна керувати за допомогою регулятора з дому.

Вуличний басейн. Підігрів води у вуличному басейні

На споживання тепла для вуличного басейнувпливають звички людей, які їм користуватимуться і тип басейну. Якщо підігрів басейну здійснюється в міжсезоння, немає сенсу враховувати споживання басейну в обсязі тепла, що поставляється тепловим насосом.

Приблизний розрахунок споживання тепла залежить від таких параметрів, як температура води в басейні, площа басейну, частота та тривалість використання, чи захищений басейн дахом, тентом або поверхня басейну відкрита.

Розподіл теплових витрат відкритого басейнувиглядає приблизно так:

• конвекція в навколишнє середовище 15-20%;
• віддача тепла до атмосфери 10-15%;
• випаровування з поверхні води 70-80%;
• віддача тепла стін басейну 5-7%.

Заходи щодо зниження теплових витрат.

Ефективним заходом зниження теплових витрат є закриття поверхні басейну плівкою на той час, коли він не використовується. Загалом цей простий захід можна зберегти до 50% тепла. У внутрішніх басейнівзакривання поверхні нестиме ще іншу важливу функцію- зниження вологості в інтер'єрах приміщення і, як наслідок, нижчий ризик псування будівельних конструкцій. Плівка, що закриває, повинна бути стійка до УФ випромінювання, особливо у зовнішніх басейнів.

Внутрішній басейн

Опалення приміщення басейну

Приміщення, як правило, опалюється за допомогою радіаторів, системи «тепла підлога» або опалювальними регістрами. У всіх випадках розрахунок споживання тепла необхідний і залежить від технічного рішенняпроекту.

Вентиляція приміщення басейну

Щоб уникнути підвищення вологості в басейні, потрібна якісна вентиляція басейну. При використанні рекуператора з тепловим насосом у системі вентиляції басейну, тепло не вилітає «в трубу», рекуператор зберігає тепло і передає його через теплообмінник повітря, що входить, відповідно повітря приходить в приміщення басейну вже підігрітим, що знижує витрати на опалення.

Докладніше про застосування теплового насоса в системі вентиляції басейну та повторного використання тепла див.

Споживання тепла залежить від температури води у басейні, від різниці між температурою води у басейні та температурою приміщення, а також від частоти користування басейном. Таблиця актуальна для підігріву та користування басейном між травнем та вереснем.

Для початкового нагрівання 1 м3 води в чаші басейну на дельту 10 ° С необхідно приблизно 12 кВт. Час повного циклупідігріву басейну залежить від його величини та встановленої опалювальної потужності (може протікати до кількох днів)

Розрахунок вартості нагріву 1 куб. води у басейні:

Початкова температура води, що надходить +10°С, необхідна температура +28°С.

Формула кількості теплової енергії, необхідної для нагрівання 1 куб води:

W = C * V * (T 1 - T 2),

де C - питома теплоємність води, що дорівнює 4,19 кДж / (кг * С);

V = 1000 л; T 1 = +10 ° С; T 2 = 28°С.

W=4,19*1000*18=75400кДж чи 75,4мДж необхідно витратити теплової енергії на нагрівання 1 куб. м води до необхідної температури.

Вартість нагріву 1 куб.води для басейну тоді складе:

Електрокотел (ККД = 90%): 75,4 / 0,9 / 3,6 = 23,3 кВт * 2,22 руб. = 51,6 руб.

Газовий котел (ККД = 80%): 75,4 / 0,8 / 31,8 = 2,96 куб.м. * 4,14 руб. = 12,3 руб.

Тепловий насос (ККД = 90%, COP = 5.5): 75,4 / 0,9 / 3,6 / 5,5 = 4,2 кВт * 2,22 руб. = 9,4 руб.

ВИСНОВОК:

Тепловий насос є економічно вигідним рішенням для підігріву води в басейні. ТН — екологічно чистий метод опалення та кондиціювання як для навколишнього середовища, так і для людей, які перебувають у приміщенні. Застосування теплових насосів – це збереження невідновлюваних енергоресурсів та захист навколишнього середовища, у тому числі шляхом скорочення викидів СО 2 в атмосферу.

Комфорт - це поєднання умов зовнішнього середовища, у яких людина почувається добре, не ризикуючи погіршити своє здоров'я. Так, наприклад, для комфортного самопочуття одягнених людей у ​​приміщенні температура повітря при відносній вологості повітря 40-60% повинна бути від 18°С до 20°С, температура поверхні огороджувальних конструкцій (стін) - від 14°С до 19°С, температура статі - близько 20°С. У цьому допускається рух повітря зі швидкістю до 0,3 м/с.

Ці цифри ґрунтуються на таких середніх біофізичних характеристиках людини:

• Маса, кг. 60
• Площа поверхні, м 2 1,8
• Темп.тіла 36,5-37°C
• Темп.шкіри 32-33 ° C
• Теплообмін, Вт 82
• Об'єм дихання м 3 /год 0,5
• Частота дихання, раз/хв 16
• Частота пульсу, уд/хв 70-80
• Постійна потужність, Вт 85

При нижчій температурі поверхні стін і на відкритому повітрілюдина втрачає велика кількістьтепла за рахунок випромінювання, і тому навіть за відсутності руху повітря виникає відчуття протягу.

Необхідна температура поверхонь досягається за рахунок їхньої гарної теплоізоляції, застосування повітряних теплових завіс або підігріву тепловипромінювачами.

Низькі температури поверхні підлоги можуть призвести до простудних захворювань, особливо в тих випадках, коли верхні шари підлоги мають високу теплопровідність (кахель, бетон). Уникнути цього можна за рахунок гарної теплоізоляції, застосування теплих покриттів чи підігріву підлог; останній захід рекомендується здійснювати тільки при великій площі підлоги та температурі повітря в приміщеннях нижче 30°С. Температура поверхні підлоги, що перевищує у звичайних приміщеннях 24-25 ° С, а в приміщеннях з басейном 32-33 ° С, також шкідлива для здоров'я людей.

Надто низька вологість повітря в приміщенні (особливо в зимовий час, коли зовнішнє повітря містить дуже мало водяної пари) веде до висихання слизових оболонок і збільшує можливість простудних захворювань. Висока вологість повітря знижує випаровування через шкіру та обмежує регулюючі можливості організму щодо підтримки температури тіла на постійному рівні (відчуття задухи).

За дуже високої швидкості руху повітря зростає частка тепла, що віддається тілом за рахунок конвекції. в цілому тепловіддача організму знижується (звуження кровоносних судин, в екстремальному випадку "гусяча шкіра"), і поряд з охолодженими зонами, виникають зони перегріву, що призводять до відчуття протягу.

Комфорт у басейні

Температура повітря в приміщенні, де знаходяться роздягнені люди, повинна становити 26-30 ° С залежно від їхньої рухливості: чим вище рухливість людини, тим більше тепла виділяє його тіло. У басейну температура повітря повинна на кілька градусів перевищувати температуру води, тому що при випаровуванні вологи з водяної плівки, що покриває тіло людини після виходу з басейну, відбувається додаткове відведення тепла, і виникає відчуття холоду при дуже низькій температурі повітря в приміщенні. Під час руху босоніж відведення тепла через підлогу значно зростає, тому для забезпечення додаткового комфорту в басейнах з "холодними" покриттями підлог рекомендується застосовувати безпосередній підігрів підлоги або стельове променисте опалення та інфрачервоні випромінювачі. Однак, підігрів підлог потрібно лише при температурі повітря нижче 28 ° С або поганої теплоізоляції підлоги. Вимоги до вологості повітря такі самі, як і окремих приміщень, а швидкість руху повітря у робочій зоні критих басейнів має перевищувати 0,3 м/с.

Допустима температура води, як і температура повітря біля басейну, певною мірою залежить від можливої ​​активності людей. Крім того, слід пам'ятати, що при однаковій температурі води та повітря охолодження у воді відбувається приблизно у 20 разів швидше, ніж на повітрі. у стандартних і великих басейнах з довжиною доріжки 25-50 м, де активно займаються люди, які вміють плавати, достатня температура води близько 22°С, а в навчальних басейнах з довжиною доріжки 8-16 м температура води повинна бути 23-26° З. При використанні плавання в медичних цілях (для розвантаження хребта не зовсім здорових людей) температура води повинна перевищувати 26 ° С, а найкраще дорівнювати 28 ° С (при температурі нижче 25 ° С можуть з'явитися судоми). У зв'язку з цими ж міркуваннями в індивідуальних критих басейнахрекомендується температура води 24-28°С, а басейнах для маленьких дітей 28-30°С.

Загалом в індивідуальних басейнах мають бути такі характеристикимікроклімату: температура води 24-28 ° С; температура повітря на 2-3°С вище за температуру води (26-31°С). При нижчих температурах повітря виникають неприємні відчуттята небезпека застуди. Слід пам'ятати, що вища температура повітря знижує випаровування з ванни і, отже, зменшує витрати тепла на обігрів води. Відчуття задухи виникає лише за дуже високої відносної вологості повітря. Не слід знижувати температуру повітря в нічний час, оскільки через зростання випаровувань підвищується витрата енергії на обігрів.

У відкритих басейнах рухливість людей зазвичай вища, ніж у критих. Крім того, температура повітря тут часто нижча, а температура випромінювання вища, але принаймні за наявності сонячної інсоляції. До цього слід додати сприятливий вплив свіжого повітрящо зберігає комфортність відчуттів також і при нижчих температурах і високих швидкостяхруху повітря.

Тепловтрати у відкритих басейнах

Температура у відкритому басейні зазвичай нижча, ніж у критому, і становить 21-25°С. Для покращення мікроклімату та створення додаткового комфорту, особливо при тривалому купальному сезоні або користуванні басейном у зимовий час рекомендується здійснювати підігрів підлоги чи променисте опалення обхідної доріжки та підходів до ванни басейну за допомогою електричних інфрачервоних випромінювачів; ванну та підходи до неї по можливості слід захистити від вітру, а за наявності покриття – встановити тепловипромінювачі над ванною. Опалення потрібно насамперед у перехідні місяці (квітень, травень, вересень та жовтень), причому тривалість купального сезону приймається рівною 6 місяців: з середини квітня до середини жовтня.

Оскільки має місце значний теплообмін між поверхнею води та навколишнім повітрям, відкриті басейни слід розміщувати з урахуванням захисту від вітру. При цілорічній експлуатації басейну рекомендується влаштовувати покриття з механічним приводом, що дозволяє значно знизити втрати і довести експлуатаційні витрати до рівня, порівнянного з літнім періодом.

Відкритий басейн без опалення зазвичай придатний лише для короткочасної експлуатації, тому що в цьому випадку мають місце постійні втрати втрати (особливо вночі). Тепловтрати відкритого басейну включають такі:

• Втрати тепла через випаровування води з поверхні ванни та нагрівання підживлювальної води.
• Втрати тепла через природну конвекцію, коли температура повітря нижче температури води.
• Втрати тепла разом з водою, що переливається через краї ванни і розбризкується при виході людей з ванни.
• Втрата тепла за рахунок випромінювання в навколишнє середовище в нічний час.
• Втрати тепла за первинного підігріву води.
• Втрати тепла в ґрунт, що примикає до ванни, та навколишнє повітря.
• Втрати тепла під час заповнення ванни теплою водоюдля промивання фільтрів.

Необхідно відзначити, що в рівняннях, що застосовувалися до теперішнього часу, для розрахунку тепловтрат на випаровування не враховували процеси на межі шарів, що знижувало точність одержуваних результатів. Середня температураповітря в літнє півріччя приймалася рівною 10°С, тоді як фактично ця величина становить 14-14,5°С, а розрахункова швидкість руху повітря над ванною 1-4 м/c відповідає фактичної швидкості руху повітря безпосередньо над поверхнею води, яка значно нижча. Випромінювання ванни басейну має завжди розглядатися разом із зустрічним випромінюванням атмосфери.

Температура води у ванній басейну фактично перевищує задане значення на величину 4°К через сонячну інсоляцію.

Сильне сонячне випромінювання передбачає наявність ясного неба, проте зазвичай зустрічне випромінювання атмосфери дуже незначне, а випромінювання ванни, особливо вночі, значно вище, ніж випромінювання атмосфери при хмарній погоді. У зв'язку з цим для розрахунку рекомендується приймати для всього сезону постійну величину сонячної інсоляції, маючи на увазі, що чим сильніша інсоляція, тим вища температура води і більше випромінювання ванни басейну.

Глибина води у ванні басейну не робить істотного впливу на енергобаланc і виступає лише як характеристика об'єму. Від площі поверхні води залежить співвідношення між зниженням температури та тепловтратами кожної ванни, причому дрібний басейн остигає і нагрівається швидше, ніж глибокий, при однакових величинах втрат та надходжень тепла.

Тепловтрати відкритих басейнів зі стінками в ґрунті в літній час зазвичай можна не враховувати, як ґрунт погано проводить тепло і акумулює теплоту, отриману при первинному підігріві. Тепловтрати в ґрунт практично дуже невеликі в порівнянні з іншими видами тепловтрат. Інша картина має місце в зимовий час для ванн з стінами, що вільно стоять, і критих басейнів.

Як боротися з тепловтратами

Теплоізоляція завтовшки 1 см знижує тепловтрати на 80%. Додаткові втрати стінки становлять лише 15,5KBтч/день, що відповідає 0,55кВтч/м 2 щодня і за зниженні температури на 0,37К.

Теплоізоляцію бетонних стінок ванни доцільно виконувати з зовнішньої сторони. У збірних ваннах рекомендується викладати жорсткі теплоізоляційні мати між плівкою та зовнішньою оболонкоюстінки ванни.

Дослідження показали, що застосування темних плиток для облицювання значно збільшує абсорбцію сонячного випромінювання. p align="justify"> Середні зміни величини поглинання сонячної інсоляції при зміні кольору облицювальної плитки ванн різняться дуже істотно, навіть при зміні кольору плитки від біло-блакитного до синьо-блакитного. Повноцінна експлуатація басейнів у зимовий час потребує великих енерговитрат. Тому для відкритих басейнів рекомендується взимку використовувати укриття.

На відміну від літнього сезонувзимку на температуру води впливає тепловіддача в прилеглий ґрунт. Вже за товщини піноматеріалу в 1см досягається економія понад 25%.

При циркулярному циклі тривалістю 8 год, включаючи час промивання одного піщаного фільтра, при глибині ванни 1,5м і різниці температур між водою у ванні та свіжою водою 13ОК втрати тепла на кожне промивання становлять 0,23 кBтч/м 2 (203 ккал ). В індивідуальних басейнах, де промивання фільтрів здійснюється не частіше одного разу на тиждень, тепловтратами на промивання можна знехтувати, а в басейнах готелів, де потрібне щоденне промивання фільтрів, з цим фактором доводиться рахуватися. У громадських басейнах, до яких належать і готельні, відповідно до норм Потрібна добавка свіжої води в кількості 30 л на одного купається що призводить до тепловтрат на підігрів свіжої води в розмірі близько 0,45 кBтч/м 2 в день (390 ккал/м 2 на день).

Істотний елемент тепловтрат відкритих басейнів – випаровування - значною мірою залежить від температури повітря. При низьких температурах у нічний час випаровування води значно вище, ніж за більш денних температур.

Поверхневе укриття

Таким чином, у відкритих басейнах без опалення температура води зростає або залишається постійною вдень, а вночі значно знижується. Пристрій укриття над ванною значно знижує випаровування, суттєво зменшує випромінювання та деякою мірою знижує тепловтрати за рахунок конвекції. За допомогою установки укриття в період найбільших тепловтрат можна досягти їх зниження у відкритих басейнах на 80%. Слід мати на увазі, що у зв'язку з великою питомою вагою випромінювання у сумарних тепловтратах істотне значення має теплоізоляція укриття. Економія від застосування укриттів без теплоізоляції становить лише 30-40% порівняно з теплоізольованим укриттям. Для використання сонячної радіації укриття слід зняти у денний час. З поверхні укриття повинна видалятися вода (отвори, перфорація тощо), оскільки скупчення дощової води лежить на поверхні укриттів сприяє втратам тепла під час випаровування.

Укриття у вигляді сонячного колектора може залишатися над ванною і вдень, коли не користуються басейном. Таке укриття із світлопрозорого теплоізолюючого верхнього шару та прилеглого до води абсорбуючого шару значно покращує поглинання сонячних променів у порівнянні з відкритою ванною. Як показали дослідження, за сприятливих погодних умовахзастосування укриття у вигляді сонячного колектора дозволяє експлуатувати басейн із температурою води 23С без додаткового опалення.

Підігрів води у басейнах

При визначенні вартості опалення відкритих басейнів важливе значення має середня витрата тепла, залежно від сезону року та температури води.

Для розрахунку витрат на опалення необхідно витрати тепла помножити на вартість 1 кВтг електроенергії у регіоні експлуатації басейну.

Колись відкриті басейни обігрівалися від системи опалення з використанням протиточного теплообмінника. Однак у Останніми рокамиз'явилося багато нових варіантів обігріву ванн з використанням агрегатів, що випускаються серійно промисловістю. Серед цих варіантів слід назвати:

• Обігрів ванн від опалювального котла;
• Прямотувальні паливні нагрівачі;
• Прямоточні нагрівачі з електроприводом;
• Теплові насоси;
• Обігрів ванн за допомогою сонячних колекторів.

У всіх системах вода підігрівається до надходження у ванну басейну. Прямі системи обігріву за допомогою труб, розташованих безпосередньо у ванні, або електронагрів облицювальних плиток не знайшли застосування з гігієнічних та економічних міркувань.

Обігрів басейну від котельні свого часу обігрів відкритого басейну зазвичай здійснювався шляхом підключення до будинкової системи опалення. в літню пору, коли опалення приміщень будинку відключено, потужність котла використовувалася не повністю, що сильно знижувало ефективність його роботи.

Розрахунок теплообмінника

Для розрахунку системи опалення можна виходити з того, що вона повинна експлуатуватися 24 години на добу. Тому мінімальна потужність протиточного апарату повинна дорівнювати приватному від розподілу максимальних щоденних втраттепла на 24 год. Час на первинний розігрів визначається як добуток площі ванни на приріст температури води та питоме теплоспоживання, поділене на потужність протиточного апарату.

Паливні навантажувачі

Для підтримки нормальної температури води в басейні застосовуються такі нагрівальні агрегати:

• нагрівачі, що працюють на рідкому нафтовому паливі; зазвичай вони мають власний водяний насос або підключаються до циркуляційної лінії (в ділянку подачі води після фільтрів). Їхня потужність становить, як правило, близько 45 кВт (40000 ккал/год). Коефіцієнт корисної дії 70-80%;
• газові нагрівачі, що працюють на пропані, із вбудованим фільтром або без нього (в останньому випадку з циркулярним насосом). Їх потужність становить 37 кВт (32000 ккал/год). Витрата пропану близько 3,2 KГ/год. Коефіцієнт корисної дії близько 80%;
• стандартні газові водонагрівачі потужністю 17,5 кВт (15000 ккал/год), 23 та 28 кВт. Підключаються до циркуляційної лінії за фільтром насоса. Система регулюється кількістю води, що пропускається. Термостат пов'язаний із насосом або змішувачем; при нестачі води відключається подача газу. Потрібне щорічне очищення внутрішніх елементів нагрівача. Коефіцієнт корисної дії близько 80%.

Електричні нагрівачі

Ці прилади випускаються спеціально для підігріву води у басейнах та обладнані регулятором температури. Працюють від електромережі з відповідними характеристиками потужності. в залежності від розмірів басейну та клімату місцевості застосовуються нагрівачі потужністю від 3 до 18 кВт, вбудовані в систему. Їх можна встановлювати в основній лінії (на ділянці фільтруючий пристрій - впускні отвори) або додаткової гілки-байпасі.

Потужність прямоточного електронагрівача, необхідного вашому басейну, визначається як відношення максимальної добової втрати втрати до тривалості роботи.

Сонячні колектори

У зв'язку з відносно невеликою різницею температур між зовнішнім повітрям і водою плавального басейну (100К) коефіцієнт корисної дії сонячних колекторів, що використовуються для обігріву відкритих басейнів, в літній час відносно високий: кожен 1 м 2 колектора дає від трьох (квітень) до п'яти кВт. (липень серпень).

Колектори, підключені безпосередньо до ванни басейну, схильні до корозії і повинні виконуватися з відповідних матеріалів. в них також можуть мати місце відкладення карбонатного накипу. Тому їх застосовують лише там, де жорсткість води суворо контролюється.

Важливою вимогою є можливість регулювання потоку води через колектор, так як він працює як нагрівач тільки в денний час, а в нічний час колектор може виявитися причиною небажаного охолодження ванни. Регулювання температури води у басейні досягається шляхом автономного підключення.

Температура навколишнього повітря ґрунтовно впливає на температуру води у відкритому басейні. При температурі повітря 18-20 градусів людина почувається ще більш-менш комфортно, однак, плавати при такій температурі мало кому захочеться. Найчастіше такі умови в теплому періоді в середній смузіі на північ, становлять левову частку. У зв'язку з цим питання підігріву води в басейні актуальне.

Для виключення проблем із підтримкою необхідної температури води вже на етапі проектування підбирають необхідне нагрівальне обладнання. У статті ми допоможемо Вам опанувати цю проблему і вибрати відповідну модельза типом та потужністю.

Пристрої обігріву води працюють за принципом передачі тепла від гарячого до холодного. Установки відрізняються принципом отримання тепла для нагріву.

2.Теплообмінники

Складається з корпусу, всередині якого змонтовано два контури. Первинний контур призначений для циркуляції води з бойлера. Вторинний контур – для циркуляції води з басейну. Між контурами відбувається теплообмін так. Вода із басейну забирає тепло від води із теплообмінника. Охолоджена вода знову проходить через бойлер, підігрівається і знову повертається в теплообмінник для віддачі тепла воді з басейну. І так по замкнутому колупоки вода в басейні не досягне заданої температури. Потім нагрівач в залежності від налаштувань або вимикається, або продовжує працювати в режимі підтримки потрібної температури.

Час, необхідний нагрівання води до заданої температури, залежить від обсягу басейну і потужності нагрівача.

Корпус теплообмінникавиготовляють з

1. композитного пластику,
2. нержавіючої сталі,
3. титану.

Контур нагрівувиготовляють з

1. нержавіючої сталі (підходить за співвідношенням ціна/якість для басейнів з прісною водою),
2. титану (для басейнів з морською водою),
3. нікелю,
4. купронікелю.

Падіння продуктивності нагрівача у разі відхилення від паспортних даних можна проаналізувати за графіками (діаграма А, Б)

3. Сонячні колектори (сонячні батареї)

Нагріваються під дією сонячних променів, і це тепло використовується для підігріву води в басейні. має систему тонких трубок.

4. Електронагрівачі

Є пристроями альтернативними теплообмінникам. Принцип дії: у корпусі розміщується трубчастий електронагрівальний елемент (ТЕН). Він передає тепло воді, що протікає. Особливих відмінностей між моделями немає.

При виборі електронагрівача орієнтиром є:

1. Вихідна потужність,
2. матеріал, з якого виготовлений корпус,
3. матеріал, з якого виготовлено ТЕН.

При використанні морської водиТЕН підбирають із титану, нікелю або купронікелю.

Особливості монтажу

Електронагрівач включають в ланцюг так, щоб труба, що входить, була спрямована вертикально вниз. У такому випадку прилад завжди буде наповнений водою і навіть при виході з ладу автомат ТЕН не перегорить.

Практика показує, що електронагрівачі використовують для басейнів до 12-ти кубометрів відкритого типу і до 20-ти кубометрів закритого типу.

Завдання щодо підтримки в басейні необхідної температури вирішується не так вже й просто. Формула для розрахунку часу нагріву води не враховує важливу її особливість - втрати при випаровуванні. Через це підігрів води відбувається триваліше, при тому, що, підігрів і так займає масу часу.

У зв'язку з цим у проект включають допоміжні засобидля підігріву:

1. покриття стінок басейну теплоізоляційним напиленням,
2. використання системи.

5. Теплові насоси для підігріву води

Призначений охолоджувати або обігрівати воду плавальному басейніза допомогою перетворення енергії атмосферного повітря на тепло.

Встановлюється поза приміщенням.

Переваги

Дуже просте підключення – достатньо підключити воду та електроживлення теплового насоса.

- вбудована системаавтоматично виставляє оптимальні режимироботи компресора та вентилятора для отримання максимального ККД, шляхом виміру співвідношення температури повітря та теплоносія. Управління здійснюється цифровим пультом, є кілька автоматичних налаштувань підтримання температури.

Встановлено датчики та системи захисту: захист від малого та великого тиску теплоносія, датчик високої температуритеплоносія, датчик потоку води, система відключення за низької температури повітря, система автоматичного відтавання.

Висновки:

1. Для нагрівання води в басейні в основному використовуються водно-водяні теплообмінники, електронагрівачі та сонячні батареї. Останній варіант використовується в основному як додаткового джереланагріву.

2. Вибір моделі ґрунтується на потужності нагрівача.

3. У басейні з морською водою потрібен нагрівач із антикорозійних матеріалів.

4. Нагрів води в басейні триває тривалий час

6. Порядок розрахунку часу роботи теплообмінника

Оцінимо час роботи теплообмінника з нагрівання басейну. Для цього скористаємося емпіричною формулою (без урахування відхилень від наявної потужності та втрат тепла):

t = 1.16 * V * T / P, де,

t - час, що шукається,

V - об'єм води в басейні в кубометрах,

T - потрібна різниця температур у градусах,

P – заявлена ​​потужність.

приклад розрахунку.

За цією формулою заздалегідь порахуємо необхідний часнагріву вашого басейну теплообмінником заявленої потужності. Наприклад, вода басейні 20 градусів, а потрібно нагріти до 26 градусів, тобто. на 6 градусів, при об'ємі басейну 30 кубометрів та потужності теплообмінника 6 кВт.

t = 1.16*30*6/6, t=34,8 год.

7. Визначення необхідної потужності нагрівача

Наведемо кілька узагальнених формул для правильного підборуводонагрівача.

Розрахунок потужності нагрівача води описаний у різної літератури. Ми ж будемо використовувати формули з книги Planung von Schwimmbadern C. Saunus

Потужність теплообмінника визначається за умов первинного нагрівання води у басейні. Зазвичай, приймається час первинного нагріву 2-4 дні при безперервній роботі нагрівача.

Qs = V * C * (tB - tK) / Za + Zu * S

Qs - потужність нагрівача (Вт)

V – об'єм басейну (л)

C - питома теплоємність води, C = 1,163 (Вт/кгК)

tB - необхідна температура води (град. за Цельсієм)

tK - температура води, що заповнюється (град. за Цельсієм)

S – площа дзеркала води (кв. метр)

Za - необхідний час нагрівання

Zu - втрати тепла (за годину)

При розрахунку за цією формулою умовно – 1 кг = 1 л.

Таким чином, ми розглянули сучасні пристроїпідігрів води в басейні. Вони мають різні принципи дії, форму, технічні характеристикита ціну. Вибір відповідного саме для свого басейну за Вами, а також можете звернутися до фахівців до нашої компанії та отримати вкрай грамотну консультацію.