Расчет теплообменника для бассейна

Расчет мощности электрического нагревателя

Q = Qs2 т.е. мощность электронагревателя равна половине мощности теплообменника.

Монтаж электронагревателя

Устанавливать электронагреватель следует горизонтально. При монтаже использовать гибкие вставки. При горизонтальном монтаже необходимо учесть, чтобы после выключения насоса фильтровальной установки электроды нагревателя оставались в воде. Электронагреватель нельзя располагать вблизи легко воспламеняющихся материалов.
Электронагреватель должен работать только при включенном насосе фильтровальной установки. Для этого
необходимо использовать автоматику, которая подключается к блоку управления фильтровальной установки.
В электронагреватель встроена защита от сухого хода с минимальным давлением включения 0,2 бара.

servisbas.org.ua

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 = ((V*С * ΔТ)/t1) + q*S

Где:

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.

udobnovdome.ru

Естественно, что данные нормативы рассчитаны исходя из предположения о длительном пребывании человека в бассейне. Если купание будет занимать не более десяти минут, то относительно безопасными будут водные процедуры и при более низкой температуре.

Однако большинство владельцев бассейнов предпочитают более комфортные температуры при купании. В связи с этим возникает вопрос подогрева воды в бассейне. Добиться нужной температуры не так просто, ведь емкость даже среднего бассейна весьма велика, а вода отличается отличной теплопроводностью. Это значит, что нагревать воду придется долго, а остывать она будет быстро. На обогрев затрачивается много энергии, поэтому эксплуатация бассейна влетает в копеечку. Как подогреть воду в бассейне максимально экономно? Существует несколько способов обогрева воды, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Поэтому определить какой способ окажется более выгоден в каждом отдельном случае можно будет только после детального изучения обстоятельств. Прочитав эту статью, вы узнаете, как подогреть воду в бассейне максимально удобно для вас.

Какие бывают типы обогревателей для бассейнов?

Обогреватели для бассейнов делятся на четыре типа:

солнечные нагреватели;

электронагреватели;

теплообменники;

тепловые насосы.

В нашем магазине представлены все типы обогревателей.

Желательно определиться с системой нагрева воды в бассейне еще на стадии проектирования искусственного водоема, ведь в таком случае можно будет заранее учесть множество нюансов. В результате система обогрева будет более эффективной. Однако оборудование бассейна системой обогрева после его постройки, а также смена типа обогревательной системы не являются нерешаемыми задачами. Конечно, полностью переоборудовать бассейн под новую систему обогрева воды труднее, нежели встроить ее в гидротехническое устройство во время его постройки, но это не составит труда опытным специалистам. Поэтому многим владельцам бассейнов имеет смысл задуматься насколько их нынешняя система нагрева воды в бассейне выгодна.

Как уже упоминалось, в нашем магазине вы сможете приобрести устройства, которые поддерживают четыре способа подогрева воды в бассейне. Для того, чтобы определить какой из них окажется предпочтителен для вас, необходимо тщательно разобрать преимущества и недостатки каждого способа подогрева воды в бассейне.

Наиболее важные критерии, которыми необходимо руководствоваться при выборе способа нагрева воды следующие:

объем бассейна;

состояние гидрокоммуникаций;

расположение бассейна — на улице или в помещении.

Теплообменники для бассейна.

Теплообменник для бассейна обычно питается от система отопления дома. Принцип его работы тот же самый, что и у отопительной батареи. Теплообменник представляет собой нержавеющую колбу с помещенным в нее змеевиком, по которому циркулирует горячая вода. Вода из бассейна нагревается посредством взаимодействия с змеевиком. Как видно, теплообменник, действительно, сильно напоминает обычную батарею. Однако для его функционирования необходим циркулярный насос, который обеспечивает поступление горячей воды из системы центрального отопления. Чем активнее работает циркулярный насос, тем сильнее будет нагреваться вода в бассейне. Регулирование мощности обогрева осуществляется на термостате теплообменника. Обогрев может осуществляться не только от системы центрального отопления, но и от газового или твердотопливного котла. В последнем случае возможен подогрев бассейна дровами.

Теплообменники значительно отличаются друг от друга в зависимости от своей мощности. Встречаются устройства мощностью от 13 кВт до 120кВт. Подбор теплообменника для бассейна зависит от емкости бассейна. Чем больше воды необходимо будет нагревать, тем более мощное устройство потребуется. Маломощный теплообменник не сможет справиться с обогревом воды в большом бассейне.

Расчет теплообменника для бассейна осуществляется исходя из следующих показателей:

как уже упоминалось, большое влияние оказывает объем бассейна;

температура воды в змеевике;

пропускная способность змеевика (обычно указана в паспорте изделия).

Формула: 1 м.куб воды бассейна = 1 кВт потребляемой тепловой энергии теплообменика, который нагреет на 1 градус за 1-1.5 часа!!!

В паспорте теплообменника должна быть приведена корректная форма расчета скорости прогрева воды, которую может обеспечить это конкретное изделие. Пользователю остается подставить значение температуры воды в сети и объема бассейна, чтобы узнать сколько времени уйдет на прогрев воды.

Теплообменник встраивается в замкнутую систему фильтрации воды в бассейн. Он всегда располагается перед хлорирующим устройством. Дело в том, что после хлорирующего устройства выходит большая концентрация хлора и более агресивно влияет на теплообменник чем монтаж теплообменника перед хлорирующим устройством. В то же время теплообменник необходимо располагать после систем очистки и фильтров. Если вода в бассейне слишком сильно хлорируется, то стоит отдать предпочтение теплообменнику, изготовленному из пластмассы и титановых пластин. Вот такие:

Такие устройства намного лучше противостоят негативному воздействию хлора. То же самое касается и бассейнов с соленой водой. Последняя тоже очень негативно воздействует на устройства для обогрева воды. После установки оборудования первый прогрев воды осуществляется приблизительно сутки. Столь долгий нагрев необходим, чтобы теплообменник смог нагреть воду в бассейне до нужной температуры. После достижения максимальной температуры воды теплообменник можно использовать в стандартном режиме.

Для того, чтобы добиться корректной работы теплообменника, необходимо поручить подбор оборудования и его установку профессионалам. Ошибка в расчетах или неправильно смонтированное оборудование являются причиной большинства проблем с обогревом воды.

Теплообменники обладают рядом преимуществ, которые делают их чрезвычайно выгодными для обогрева воды. Прежде всего, стоимость обогрева воды с помощью теплообменника значительно ниже, нежели при использовании электронагревателей. Устройства обладают большой мощностью, благодаря чему могут нагреть воду в бассейне с большой емкостью. Теплообменник легко настраивается и может самостоятельно поддерживать заданную температуру, способен беспрерывно поддерживать температуру воды в бассейне на заданном уровне. Если бассейн используется часто, то эта особенность позволяет добиться определенного выигрыша в затратах. Ведь поддерживать определенный температурный режим легче, чем каждый раз нагревать воду заново.

Основные преимущества теплообменников:

низкие затраты на обогрев;

большая мощность устройства;

легкость управления температурой воды.

Недостаток у теплообменников следующий:

дом должен быть подключен к центральному отоплению или быть оборудован котлом.

Проточные электронагреватели для бассейна.

Этот вид оборудования для нагрева воды в бассейне отличается простотой в установке и эксплуатации. Принцип действия электронагревателя для бассейна, по большому счету, тот же, что применяется в электрочайниках и бойлерах. Нагревающий элемент непосредственно контактирует с водой и передает ей тепло, которое выделяет. Важно знать что электронагреватели проточные работают только при прожодящем потоке холодной воды, в противном случает если поток воды остановился — срабативает автоматическая защита — реле протока воды. Нагревательные элементы изготавливаются из различных сплавов нержавеющей стали. Материал должен выдерживать множество негативных воздействий. Разрушающее влияние на нагревательный элемент оказывает сама вода, содержащиеся в ней элементы, вроде хлора и соли. ТЭН должен выдерживать и высокие температуры, до которых он разогревается. Корпус электронагревателя для бассейна может быть изготовлен как из металла, так и из пластика.

Популярными материалами для изготовления корпусов нагревателей являются нержавеющая сталь и армированный полипропилен(пластик). Оба материала способны выдерживать неблагоприятную водную среду. Однако иногда более выгодно отдать предпочтение нагревателю с пластиковым корпусом. Этот материал менее прочен, поэтому он не может обеспечить устройству высокую степень защиты от механических повреждений. Зато пластиковому корпусу совершенно не страшна коррозия. Стоит отметить, что риск механического повреждения для электронагревателя очень невелик, поэтому не стоит слишком высоко оценивать фактор большей защищенности устройств с нержавеющими корпусами.

Пластмассовые корпуса имеют одно важное преимущество – их стоимость существенно ниже, чем из нержавеющей стали. Благодаря этому многие потребители отдают предпочтение нагревателям с пластиковыми корпусами. Рабочая эффективность электронагревателя практически не зависит от материала, из которого изготовлен корпус. Главное, чтобы он не разрушался от коррозии.

Электрический водонагреватель занимает относительно мало места, поэтому его очень удобно монтировать. Установка электронагревателя занимает мало времени и может осуществляться в небольших технических помещениях.

Как подобрать электронагреватель для бассейна? Стоит помнить, что электрические нагреватели не приспособлены для работы с большими бассейнами. Предел емкости уличного бассейна, с которым может эффективно работать электронагреватель, составляет 45 кубометров воды. Для крытых бассейнов этот показатель выше и составляет 60 кубометра. Самые мощные электронагреватели выдают напряжение в 18 кВт. Именно они могут эффективно обслуживать бассейны с емкостью в 45 кубометров воды для бассейнов на улице. Это соотношение желательной мощности нагревателя и емкости бассейна постоянно. То есть для того, чтобы эффективно нагревать 5 кубометров воды, необходимо 2 кВт электроэнергии. Однако, если бассейн расположен в здании, то эффективность каждого кВт возрастает на треть, поэтому предельный объем бассейна составляет уже 60 кубометров воды.

для уличного бассейна: объем бассейна умножаем на коефициент 0.4 = количество кВт необходимого электронагревателя который за 3-4 часа нагреет воду на 1 градус!!!

для бассейнов внутри помещения(комнатная температура): объем бассейна умножаем на коефициент 0.3 = количество кВт необходимого электронагревателя который за 3-4 часа нагреет воду на 1 градус!!!

Как видно, электронагреватели подходят для относительно небольших бассейнов. Стоит отметить, что обычно электронагреватели применяются в бассейнах, емкость которых намного ниже, нежели 45 кубометров или для больших бассейнов — как дополнительный источник нагрева воды. Дело в том, что обогрев воды с помощью электроэнергии стоит довольно дорого, поэтому для поддержания приемлемой температуры в средних и больших бассейнах выгоднее использовать другие способы. Зачастую не позволяют применить электрический нагрев ограниченность возможностей электропроводки и малый объем доступных мощностей. Эти факторы имеют большое значение в случае с загородными домами. А ведь бассейны часто расположены именно в таких домах.

Удобная система управления позволяет оперативно изменять целевые показатели. Благодаря этому вы всегда сможете поддерживать необходимую на данный момент температуру. Автоматизированная система сама следит за постоянством температурного режима. Если вода начнет охлаждаться, то устройство автоматически включается.

Как видно, проточные водонагреватели плюсы и минусы свои имеют. Если вкратце резюмировать, то к преимуществам электронагревателей относится:

компактные размеры устройств;

удобное регулирование заданного уровня температуры;

система автоматического поддержания температуры воды на заданном уровня.

Недостатки у электронагревателей следующие:

неспособность к работе с большими бассейнами;

большой расход энергии;

неспособность работать в домах со слабой проводкой и подачей электроэнергии.

Таким образом, можно сделать вывод, что электронагреватели хорошо подходят для бассейнов с небольшой кубатурой, которыми пользуются время от времени, а не постоянно. В таких условиях электронагреватели превосходит своих конкурентов с точки зрения эффективности работы, экономии средств и удобства. При выборе нагревателя, прежде всего, необходимо обращать внимание на кубатуру бассейна. На каждые два с половиной дополнительных кубических метра необходим один кВт мощности устройства.

Солнечный нагреватель для бассейна.

Все предыдущие способы нагрева воды предполагали относительно большие постоянные затраты. Солнечный нагреватель для бассейна дает возможность свести расходы к минимуму. Как понятно из названия, это устройство использует в своей работе солнечную энергию, именно поэтому его эксплуатация почти не вызывает затрат. Почти вся используемая энергия поступает вместе с солнечными лучами. Благодаря этому еще одним достоинством солнечного нагревателя является его высочайшая экологичность.

Принцип работы устройства элементарен. Солнечные лучи улавливаются полотном, которое обычно имеет черный цвет. Это неспроста – черные предметы улавливают больше солнечных лучей. Вода из бассейна проходит через полотно. В результате она нагревается и возвращается в бассейн уже теплой. Благодаря этой системе вода прогревается до необходимых значений даже не в самую солнечную погоду. Циркуляция воды обеспечивается насосом для бассейна, поэтому устройство не полностью независимо от традиционных источников энергии. Однако запитать циркуляционный мотор можно и от солнечной электробатареи.

Солнечные нагреватели обладают множеством существенных преимуществ, но вытеснить устройства с другими принципами работы им не позволяет один существенный недостаток. Нагреватели могут успешно работать только в относительно солнечную погоду. Зимой или осенью эффект от их использования равен нулю и поэтому данный вид нагрева воды бассейна не используется. Поэтому в условиях умеренных широт солнечные нагреватели могут использоваться лишь в теплую пору года. Идеально это устройство работает в местностях, расположенных близко к экватору.

Дорогостоящее оборудование вынужденно простаивает зимой, ведь оно не может нагреть воду в это время года. Однако в летнюю пору солнечный нагреватель дает возможность отказаться от затрат на обогрев бассейна. Владельцу дома стоит хорошо обдумать доводы за и против установки солнечного нагревателя.

Таким образом, солнечный нагреватель обладает следующими преимуществами:

почти отсутствуют затраты на обогрев воды;

эффективность устройства в летний период.

Недостаток у нагревателей несколько:

в пасмурную погоду КПД устройства падает;

системы можно включать только в определённое время года.

Тепловые насосы.

Тепловые насосы работают за счет разницы температур. При помощи системы многоступенчатой передачи температуры от более теплых носителей к более холодным тепло собирается и концентрируется в нужном месте. Система основана на постоянной циркуляции теплоносителя. Подземные воды и грунт на глубине на несколько градусов теплее, чем на поверхности. Циркулирующий теплоноситель улавливает это тепло и доставляет его к теплообменнику, где оно концентрируется. Благодаря этой системе теплообмена можно не только нагревать воду в бассейне, но и отапливать большой дом зимой.

Тратить энергию приходится только на работу циркуляционного насоса. Стоит отметить, что затраты на работу насоса немаленькие, ведь он должен обеспечивать беспрерывный кругооборот теплоносителя на большой глубине. Система коммуникаций, по которой циркулирует теплоноситель, как правило, очень обширна. Однако затраты на работу циркуляционного мотора с лихвой окупаются экономией потребления электроэнергии или топлива.

Недостатком устройства является его очень высокая стоимость, затраты на установку теплового насоса окупаются довольно долго. Тем не менее, тепловой насос очень сильно сокращает постоянные расходы на обогрев бассейна и дома.

Преимущества теплового насоса:

небольшие расходы на эксплуатацию;

быстрый нагрев воды;

высокая экологичность.

Единственным недостатком является высокая стоимость устройства.

Выводы.

В зависимости от конкретных условий более предпочтительной может оказаться та или иная система обогрева воды. Для того, чтобы остановить свой выбор на наиболее удачном варианте, необходимо проконсультироваться со специалистами.

vodomag.com

Бассейны с подогревом воды — удовольствие в любое время года и в любых климатических условиях. Одним из важных элементов в оборудовании для бассейнов является обогрев воды. Возможность регулировать и поддерживать нужную температуру воды создает дополнительные преимущества использования бассейна: ведь для оптимальных физических нагрузок необходима постоянная температура воды 27 градусов, тогда как для наибольшего эффекта расслабления, для гидротерапии или массажа бассейн нужно нагреть до 30-33 градусов. Кроме того, следует помнить, что при одинаковой температуре воды бассейна и воздуха охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе.

Для начала следует определиться, чем будет обогреваться бассейн. Существуют два типа обогревателей для бассейнов. Это электронагреватель и теплообменник. Поскольку нужно будет все равно делать какой-то выбор, то рассмотрим плюсы и минусы каждого, а потом подберем то, что нам нужно.

Посмотреть оборудование для подогрева воды воды в нашем магазине.

Электронагреватели.

Для подогрева воды в бассейнах используют проточные электронагреватели. Нагреватель представляет собой колбу из материалов слабо подвергающихся коррозии. Это нержавеющая сталь, титан или пластик. Внутри колбы расположены электрические ТЭНы. Снаружи 2 резьбовых отверстия для входа и для выхода воды. Вода, из бассейна, протекая через электронагреватель, во время работы оборудования фильтрации, постепенно нагревается до необходимой температуры. На электронагревателе имеется регулятор температуры. Для защиты электронагревателя от аварийных ситуаций предусмотрен датчик перегрева, датчик потока или датчик давления.

Плюсы установки электронагревателя, наверное, в простоте установки. Ведь для того, чтобы нагреть бассейн стоящий, например, на улице или в отдельном помещении, не надо думать о тепловых расчетах, о подводе теплоносителя и т.п. Минусы, и весьма существенные – это конечно цена на электронагреватель и цена на электричество. Кроме того не всегда существует возможность подведения к бассейну необходимо электрической мощности. Такой подогрев актуален лишь в небольших бассейнах, таких как, например, сборно-разборные бассейны, или бассейны объемом до 15м3. Конечно, если с электричеством проблем нет, то все это можно и не читать, а сразу переходить к подбору необходимого нагревателя.

Расчет электронагревателя.

Расчет и подбор любого нагревателя для бассейна это непросто. И это действительно так. Сделать подробный теплотехнический расчет, учесть все нюансы и подводные камни, могут только специалисты в этом деле. Но мы упростим задачу. Точные расчеты оставим для общественных бассейнов.

Объем нашего бассейна 27м3. Для бассейна в помещении берем 1/3 от этой цифры, получаем: 9 кВт эл.мощности.

Параметры электронагревателей практически у всех производителей одинаковы. 3,6,9,12,15,18 кВт. У нас получилось  точно  9кВт. Но если так не получается, например при делении получается 9,3кВт, то выбираем нагреватель следующий за 9кВт – это 12кВт. Это позволит учесть возможные теплопотери и быстрее нагреть воду до требуемой температуры.

Для уличного бассейна все  почти также, только объем бассейна делим пополам. В нашем случае это 13,5 кВт. Двигаемся вперед к большему и получаем 15кВт. Все просто.

Теплообменники.

Для подогрева воды используют водо-водяные теплообменники. Теплообменник это все та же колба, только отверстий в ней 4, и 2 независимых контура. По одному контуру, собственно через колбу, движется вода из бассейна, по другому, расположенному в корпусе теплообменника в виде спирали или трубок, движется теплоноситель от котла, нагретый до 90С. Поток воды, пересекаясь с горячей спиралью контура теплоносителя, постепенно нагревается до определенной температуры.

Для того, чтобы пластиковые трубы обвязки бассейна, подсоединенные к теплообменнику не перегрелись из за остановки насоса фильтровальной установки, на теплообменник устанавливают дополнительное оборудование. Это циркуляционный насос и электромагнитный клапан.

Циркуляционный насос устанавливается на выходе теплоносителя из теплообменника, на «обратке», а электромагнитный клапан на входе теплоносителя, на «подаче».

Управляет работой этой системы нагрева воды блок управления фильтрацией. Если температура воды понизилась, то открывается электромагнитный клапан, включается циркуляционный насос и теплоноситель движется через теплообменник.

Как только вода нагрелась, циркуляционный насос отключается, клапан закрывается, теплоноситель останавливается. Температурный датчик может устанавливаться прямо в теплообменник, или отдельно в трубную обвязку до теплообменника.

Расчет теплообменника.

Расчет теплообменника так же упростим. Для бассейна в помещении возьмем мощность теплообменника равной 3/4 от объема бассейна. Для нашего бассейна это 20,25.

Теплообменники выпускаются тоже довольно стандартные по параметрам. 13,28,40,75,120 кВт.

13кВт не подходит, выбираем следующий за ним — 28 кВт. Для уличного бассейна даже считать ничего не надо. Какой объем, такая и цифра, и движемся в большую сторону для подбора. Для нашего бассейна получаем 28кВт, но это не совсем верно. Потери температуры теплоносителя гораздо вероятнее потерь электричества в электронагревателях, поэтому для компенсации тепловых потерь необходимо выбрать немного больше, хотя бы 40кВт.

Посмотреть оборудование для подогрева воды воды в нашем магазине.

www.infopool.ru

Расчет и подбор теплообменника, электронагревателя для бассейнов

Как выбрать нагреватель? 
Нагреть и поддерживать температуру воды в бассейне можно при помощи теплообменника, подключенного к отопительному котлу(схемы обвязки), или используя специальный электрический водонагреватель.
Для работы системы с теплообменником можно использовать как отдельный котел, так и котел системы отопления жилого дома.

Упрощенно теплообменник можно подобрать следующим образом:
— Для уличных бассейнов мощность теплообменника ( кВт) равна объему бассейна (м3)
— Для бассейнов, расположенных в помещении, мощность теплообменника ( кВт) равна 3/4 объема бассейна (м3)

Фактическая производительность теплообменника зависит от жидкостей в первичном и вторичном контуре, а также от разницы температур в этих контурах. Для коррекции номинальной производительности, указанной в таблицах, следует пользоваться диаграммами А и Б (Паспорт производителя).

Для ориентировочного расчета потребной энергии P, без учета потерь, для нагрева воды на ΔT °С за t
часов, можно воспользоваться эмпирической формулой (1). Для расчета времени нагрева воды на ΔT °С
при заданной проиводительности теплообменника P, можно воспользоваться формулой (2).

Где: P = энергия, кВт
t = время, часы
ΔT = разница температур в контурах, °С
V = объем воды, м3

Пример: Требуется расчитать время нагрева воды бассейна до температуры от 5 °С до 25 °С
— Объем бассейна: 30 м3
— Температуры начальная и заданная: Т1 = 5 °С, Т2 = 25 °С
— Производительность теплообменника: Р = 6 кВт
Результат: t = 1,16 x (25 — 5) / 6 x 30 = 116 часов.

Калькулятор для подбора теплообменников Pahlen

Электрические проточные водо нагреватели

Электрические водонагреватели предназначены для нагревания непрерывного потока жидкости с минимально возможным перепадом давлений. Компактная конструкция позволяет производить монтаж в ограниченном пространстве. Водонагреватели поставляются с различными комбинациями защиты от перегрева и термостатами.

Упрощенно электрические водонагреватели подбираются так:
— Для уличных бассейнов мощность водонагревателя (кВт) равна 1/2 объема бассейна (м3)
— Для закрытых бассейнов, мощность водонагревателя (кВт) равна 1/3 объема бассейна (м3)

poolmasters.ru

Сам столкнулся с данной проблемой, поэтому решил создать отдельную ветку для обмена опытом, расчетами и мнениями. Опишу свою ситуацию и ход своих мыслей.

Описание того что имею:
Бассейн Atlantic Pool Esprit-Big 4,6х1,32 (20 м3). (Углублен на 60 см. в землю с утеплением и изоляцией дна и стенок).
Насос и фильтр: бочка с песком Behncke Koln D400 + насос Speck Badu Magic 6 м3/ч.
Перед фильтром стоит УФ обеззораживатель DELTA-UV ES 20.

Цель: организовать прогрев воды в начале сезона и её подогрев на протяжении сезона.

Что для этого имею:
Газовая проточная бытовая колонка Electrolux GWH 285 ERN NanoPro:
Максимальная полезная мощность – 19,2 кВт
Производительность при Δ= 50°С – 5,5 л/мин.
Производительность при Δ= 25°С – 11 л/мин
2 шт. спиральных теплообменников Pahlen Hi-Flow 11391 — 13 кВт, пока были подключены параллельно. Теплоноситель подавался тоже параллельно.
Циркуляционный насос теплоносителя Termica Comfortline CP 25-43 180
При 0 напоре:
Режим 3 – 3,6 м3/час
Режим 2 – 2,7 м3/час
Режим 1 – 2,1 м3/час

Что было сделано:
Теплообменники в параллель;
Подача теплоносителя на 3 режиме в параллель;

В итоге:
Выход с колонки 90С. Обратка в колонку 64С. Вода бассейна нагревается всего на 1 градус при прохождении через два теплообменника и прогрев бассейна с 20С до 28С занимает 40 часов. Что совсем не устраивает.

Чего хочется:
Прогрев бассейна с 20С до 28С примерно за 10 часов.

Ключевые моменты:
На подогрев воды влияют несколько компонентов:
1. Насос-фильтр бассейна.
2. Источник тепла и его мощность + производительность.
3. Теплообменник и его характеристики.

Проанализировав все теплообменники (спиральные, трубчатые и пластинчатые всех производителей (Behncke, Bowman, Xenozone, PoolKing, Pahlen, Emaux и Elecro) и их паспортные характеристики пришел к выводу что их номинальная мощность сильно зависит от трёх параметров:
1. Скорость первичного потока (теплоноситель);
2. Скорость вторичного потока (вода бассейна);
3. Дельта температур первичного и вторичного потоков;

Исходя из всего изложенного сделал следующие выводы:
1. Менять насос фильтр бассейна это дорого и влечет за собой замену бочки-фильтра с песком, что вообще дорого. Поэтому отпадает.
2. Остаются несколько бюджетных вариантов:
a. Замена источника тепла. Чем мощнее, тем больше тепла.
b. Замена теплообменника.
c. Замена циркуляционного насоса теплоносителя.

a. Источник тепла.
У меня магистральный газ, это облегчает ситуацию, но какой мощности нужен котел или колонка? И что лучше котел (1 или 2-х контурный или проточная колонка)? У меня проточная колонка, но боюсь её мощности не достаточно. Давайте подсчитаем сколько нужно тепла чтобы нагреть мой бассейн.

Количество теплоты необходимое для нагревания равно:
Q = c * m * (t2 — t1),
Где:
с = 4183 Дж*кг*К — удельная теплоемкость для воды
m = 1000 — масса 1 м3 воды
t2 – целевая температура (28С)
t1 – начальная температура (20С)

Итого: Q = 4183 * 20 000 (28 — 20) = 669 280 000 Дж = 669 280 кДж = 185,911 кВт * ч
т. к. 1 кДж = 0,277 Вт*ч

Делим на 10 часов нагрева и получаем что 20 м3 воды можно нагреть с 20С до 28С используя источник тепла мощностью 18,6 кВт всего за 10 часов. Это все при условии что теплопотери равны 0.

В моём случае вроде с колонкой все ОК, но почему тогда бассейн греется 40 часов вместо 10? Будем искать дальше слабые места. Начнем с теплообменника.

b. Номинальная мощность теплообменника Pahlen Hi-Flow 11391 (13 кВт) рассчитана для номинального расхода 1,8 м3/час (в первичном контуре) и 15 м3/час (во вторичном контуре), при разности температур подведённых потоков 60 С и имеет следующие характеристики:

Это значит что свои 13 кВт каждый теплообменник выдаёт при трёх условиях:
1. 100% тепловой мощности достигается при разнице Т подводящих контуров = 60 °С.
2. 100% теплопроизводительности достигается при скорости вторичного контура = 15 м3/час.
3. 100% теплопроизводительности достигается при скорости первичного контура = 1,8 м3/час.

С первым условием проблем нет, у меня даже 90 – 20 = 70 С. В результате имеем повышающий коэффициент для тепловой мощности 1,15. Что очень хорошо.

С вторым условием имеет неустранимую проблему, т. к. имею фильтр-насос на 6 м3/час, а требуется 15 м3/час, в результате имеем понижающий коэффициент для эффективности теплопроизводительности 0,6.

С третьим условием все не однозначно, т. к. производительность циркуляционного насоса для теплообменника сильно зависит от напора. А как узнать напор? Проблема. Но основываясь на опыте других пришел к выводу что реальная скорость соответствует напору в 3,5-4 метров, т. е. мой насос имеет реальный расход в Режиме 3 всего 0,5 – 1 м3/час. Что тоже маловато для требуемых 1,8 м/час.

Итог — имеем две проблемы, которые можно бюджетно решить:
1. Замена циркуляционного насоса на более мощный.
2. Замена теплообменника на менее требовательный по мощности потоков и дельте температур, но выдающий достаточную мощность.

Проанализировав все теплообменники (спиральные, трубчатые всех производителей (Behncke, Bowman, Xenozone, PoolKing, Pahlen, Emaux и Elecro) я пришел к выводу, что следующие теплообменники имеют минимальные требования к расходу во вторичном контуре ~ 10 м3/час (основной критерий) и первичном контуре от 1.1 до 2,4 м3/час:

· Behncke QWT 100-40, 40 кВт, спиральный
· Behncke KstWT 200, 47.5 кВт, спиральный
· Bowman 40 кВт (5113-2C), трубчатый
· Bowman 40 кВт (5113-2S), трубчатый
· Bowman 40 кВт (5113-2T), трубчатый
· Elecro G2, 30 кВт, трубчатый

На мой взгляд самый из них не требовательный к потокам это Elecro G2. Обнаружил его случайно на днях. До этого не знал об этом производителе и теплообменнике.

Получается в моем случае рационально произвести замену двух Pahlen Hi-Flow 11391 — 13 кВт на один Elecro G2, 30 кВт + обновить циркуляционник на более мощный.

А потом можно подумать о смене источника тепла на более мощный – 25-40 кВт.

www.forumhouse.ru

Пример.

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.

3. Определение необходимой мощности нагревателя

Мощность теплообменника определяется из условий первичного подогрева 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.)

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.

www.montagstroi.ru

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.)

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. 

www.bassein-servis.ru