Теплообменник для бассейна: расчет мощности, выбор и как сделать своими руками

Строение и принцип работы

Конструктивно теплообменник для бассейна представляет собой цилиндрический корпус с двумя контурами: в первом, который представляет собой прямую полость устройства, жидкость циркулирует из бассейна, а во втором находится устройство, через которое теплоноситель, вода горячая, она движется. Трубка или тарелка действует как устройство для нагрева жидкости.

Сам по себе теплообменник не обеспечивает нагрев воды — с помощью внешней арматуры второго контура он подключается к котлу системы отопления и выступает посредником при передаче тепла: сначала в систему поступает 1 л воды устройство из ванны, затем движется по корпусу, соприкасается с нагревательным устройством, забирает от него тепло и затем, уже нагретое до необходимой температуры, возвращается в ванну. Чем больше площадь контакта нагревательного элемента, тем быстрее происходит передача тепла от горячей воды к холодной.

Как устроен теплообменник для бассейна

Факторы выбора

При выборе теплообменника учитывайте следующие характеристики:

• Тип нагревательного устройства: трубчатый или пластинчатый.

Совет. Специалисты рекомендуют выбирать трубчатые теплообменники, так как они обеспечивают большую площадь контакта с водой и менее чувствительны к качеству циркулирующей жидкости.

• Пропускная способность.
• Материал корпуса: нержавеющая сталь, пластик, титан.
• Тип нагревателя, к которому будет подключен теплообменник: газовый или электрический котел.
• Термальная энергия.

Последняя характеристика является наиболее важной, поскольку она существенно влияет на производительность теплообменника. Исходя из этого, возникает логичный вопрос — как рассчитать мощность устройства для вашего бассейна? Для упрощенных расчетов необходимы следующие данные:

• V — объем чаши (л);
• ΔТ — разница между требуемой температурой нагретой воды и базовой температурой воды в бассейне (градусы);
• t1 — ожидаемое время нагрева воды (часы);
• C — удельная теплоемкость (всегда 1,16);
• q — рассеивание тепла от поверхности воды (Вт / кв.м.)

Важно! Средние тепловые потери: для открытого бассейна — 1000 Вт / м2, для частично закрытого — 620 Вт / м2, для полностью закрытого — 520 Вт / м2.

Формула расчета: P = ((VхСхΔТ) / t1) + qхS

Допустим, у нас есть полностью открытый бассейн объемом 40 литров и водоем 24 квадратных метра. Чтобы нагреть воду внутри него за 4 часа с учетом разницы температур в 15 градусов, вам понадобится теплообменник примерной мощностью P = ((40×1,16×15) / 4) + 1000×24 = 24 кВт.

Расчет мощности

Подбор мощности теплообменника для бассейна осуществляется исходя из четырех факторов:

• Размер бассейна, объем постоянных тепловых потерь;
• Температура теплоносителя и мощность источника тепла;
• Целевая температура воды в бассейне;
• Время, в течение которого необходимо нагреть воду, если только она была собрана.

Задача — как можно быстрее не нагреть весь объем воды в бассейне. Мощность теплообменника достаточна на уровне, равном максимальным постоянным тепловым потерям, так что температуру можно поддерживать на заданном уровне.

Нижний предел выбора мощности принимается равным примерно 0,7 от объема бассейна, точнее, от объема воды, когда он полностью заполнен. Это приблизительное значение потерь тепла из-за испарения и теплообмена со стенками чашки.

Превышение этого порога определяет время, в течение которого теплообменник сможет нагревать только собранную холодную воду, и очень часто этот параметр выбирается равным 1-3 дням.

Отопительный котел используется в качестве источника тепла, который работает как для обогрева дома, так и для обогрева бассейна, или в небольшом контуре только для обогрева бассейна, например, в жаркий период. Максимально возможная тепловая мощность должна точно определяться условиями отопления в доме, чтобы не брать лишнее тепло на поддержание бассейна.

Мощность, необходимая теплообменнику для нагрева бассейна за заданное время.

P = ((V * C * ΔT) / t1) + q * S

Где:

P — требуемая мощность теплообменника (Вт),

C — удельная теплоемкость воды при температуре 20 ° C (Вт / кг * K);

ΔТ — разница температур холодной и горячей воды (оС),

t1 — оптимальное время нагрева всего бассейна (часы),

q — потери тепла в час с одного квадратного метра водной поверхности (Вт / м2),

V — объем воды в бассейне (л) .

При расчетах следует учитывать потери тепла водоемом за счет испарения. Принимаются следующие значения:

• Бассейн полностью открытый — 1000 Вт / м2.
• Частично прикрытая навесом или часть здания — 620 Вт / м2.
• Полностью крытый бассейн — 520 Вт / м2.

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

Если вы хотите разделить время работы теплообменника на ночное и дневное, при использовании электрокотла для горячей воды необходимо соответственно увеличить мощность теплообменника. Достаточно умножить полученное выше число на 24 и разделить на количество часов, которые следует посвятить подогреву бассейна.

При выборе важно не забывать, что реальная мощность теплообменника напрямую зависит от разницы температур в обоих контурах и от максимальной теплотворной способности. При меньшем перепаде температур уменьшается и выходная мощность, и наоборот.

При выборе циркуляционного насоса следует учитывать сопротивление потоку воды, кроме того, вместе с фильтровальной станцией сопротивление труб, форсунок и всех остальных элементов трубопроводов.

Максимально допустимая температура в горячем контуре определяется номинальной температурой, подаваемой котлом или отопительным котлом.

По той же формуле легко вычислить время нагрева бассейна, зная мощность имеющегося в продаже теплообменника. За сверхбыстрым нагревом гнаться не стоит, достаточно, чтобы бассейн прогрелся от полностью холодного состояния до комфортной температуры за двое суток.

Сервисное обслуживание

Основная неисправность любого теплообменника (как кожухотрубного, так и пластинчатого) — образование налетов на поверхности теплообменных пластин и трубок. Из-за этого снижается производительность теплообменников, так как теплопроводность водяного камня в десять раз ниже теплопроводности нержавеющей стали. Кроме того, уменьшение сечения каналов увеличивает гидравлическое сопротивление контуров.

Подобные проблемы устраняются промывкой теплообменников.

Промывка пластинчатых теплообменников

Пластинчатые теплообменники, требующие промывки, разбираются. С помощью металлической щетки и струи высокого давления очищают пластины теплообменника от накипи и грязи.

Съемная мойка позволяет визуально оценить качество выполненной очистки и определить пригодность теплообменных пластин и уплотнительных элементов для дальнейших операций.

Промывка кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубные теплообменники, которые не подлежат разборке, промываются химическим методом CIP, поэтому работы проводят сервисные организации, имеющие специальные моющие реагенты, оборудование и квалифицированных инженеров. Неправильно подобранное моющее средство легко повредит металлические трубки теплопередачи.

Во время химической мойки невозможно напрямую оценить качество стирки, однако, измерив гидравлическое сопротивление теплообменника до и после стирки, можно сделать выводы об эффективности проведенной очистки.

Периодическое мытье следует проводить каждые три года. Не запрограммировано: когда теплообменник перестает поддерживать требуемый температурный режим воды в бассейне.

Введение

Согласно действующим санитарно-гигиеническим нормам СанПиН 2.1.2.1188-03 температура воды, содержащейся в бассейне спортивных бассейнов, должна быть в пределах 24-28 °. А в бассейнах аквапарков, принимающих посетителей в возрасте до семи лет, необходимо нагреть воду до 30-32 ° С. Из-за физических характеристик воды поддерживать вышеперечисленные температурные режимы без с использованием оборудования дополнительного отопления. Поэтому и в крупных спортивных комплексах, и в крупных аквапарках широко используются рекуперативные теплообменники для бассейна, с помощью которых нагревают воду до комфортной для человека температуры.

Подключение

Теплообменник бассейна является неотъемлемой частью общей системы водоподготовки, используемой в водопроводной конструкции. Устанавливайте после циркуляционных насосов и фильтроэлементов — перед дозаторами химреагентов.

1. Теплообменник монтируется в самой нижней горизонтальной точке — под фильтрами, трубами, вентиляционным отверстием, чтобы исключить возможность попадания атмосферного воздуха в гидравлические контуры. Подключение контуров теплообменника к трубам теплоносителя и нагретой воды осуществляется с помощью запорной арматуры, позволяющей производить демонтаж оборудования на технологическое обслуживание без нарушения герметичности присоединяемых труб.
2. На подаче контура, по которому движется теплоноситель, устанавливается регулирующий клапан, изменяющий объем поступающей горячей воды.
3. Электромагнит регулирующего клапана соединен с термостатической головкой датчика температуры, установленного на выпускном патрубке контура нагретой жидкости. Головка термостата, настроенная на определенный диапазон температур, подает сигналы на открытие / закрытие регулирующего клапана для подачи теплоносителя.
4. Если теплообменник и бассейн расположены на значительном удалении от ЦО, в ответвление трубопровода, по которому идет охлаждаемый теплоноситель, вставляется дополнительный циркуляционный насос. Беспрепятственная работа насосного оборудования обеспечивается за счет создания байпаса, который позволяет транспортировать горячий теплоноситель параллельно регулирующему клапану и теплообменнику.

При реализации указанной схемы подключения теплообменника к существующей системе водоподготовки в бассейн подается чистая и подогретая вода.

Упрощенный расчет мощности

Для того, чтобы пользователь мог правильно выбрать теплообменник для бассейна, существует метод упрощенного расчета необходимой мощности теплообменного агрегата. Для его запуска необходимо знать следующие параметры:

• V — объем бака бассейна, л;
• S — площадь зеркала бассейна, м2;
• Tтреб — требуемая температура воды в бассейне, ° С;
• Тнабр — температура воды, только что всасываемой в бассейн из водопровода, ° С;
• t — время нагрева воды от начальной до конечной температуры (обычно 2-3 суток), ч;
• C — удельная теплоемкость воды, всегда 1,16 Вт / кг * K;
• q — потери тепла из бассейна за счет испарения воды с поверхности, Вт / м2.

Стандарт теплоотдачи бассейна (q):

• на открытом воздухе — 1000 Вт / м2;
• место в доме — 520 Вт / м2;
• полузакрытые резервуары — 620 Вт / м2.

Зная все вышеперечисленные значения, легко определить мощность теплообменника по формуле:

P = V * C * (Treb — Tnabr) * 1 / t + q * S,

где P — мощность, необходимая для теплообменника, Вт.

Пример расчета

Допустим, есть открытый бассейн, предназначенный для спортивного плавания:

• глубина 2 метра;
• длина 10 метров;
• ширина 5 мт.

Читайте также: Какова мощность ксеноновых ламп

он был наполнен водопроводной водой, имеющей температуру 12 ° C, и теперь требуется три дня, чтобы нагреть воду в бассейне до 26 ° C.

Приступим к расчету:

1. Определите объем бассейна в литрах: V = 5 * 10 * 2 * 1000 = 100 000 литров.
2. Определите площадь бассейна в м2: S = 5 * 10 = 50 м2.
3. Определите время нагрева и выберите коэффициент теплопотери: t = 3 * 24 = 72 часа (q = 1000 Вт / м2, так как бассейн находится на улице).
4. Требуемая мощность: P = 100000 * 1,16 * (26-12) * 1/72 + 1000 * 50 = 72,556 Вт.

Для нагрева воды в таком бассейне будет достаточно теплообменника мощностью 75 кВт.

Основные правила эксплуатации

Чтобы теплообменники бассейна работали долго, производители оборудования рекомендуют:

• Ежедневно измеряйте уровень активности водорода в воде в резервуаре бассейна. Уровень pH должен быть в пределах 7,4-7,6 единиц. Если pH поднимается выше 7,8 или опускается ниже 7,2, теплообменные трубки и пластины начинают изнашиваться. При необходимости характеристики водной среды меняются.
• Избегайте значительных перепадов температур в отопительных и отопительных контурах. Из-за значительного температурного дисбаланса произойдет деформация деталей теплообменника.
• Следите за целостностью фильтрующих элементов, особенно песчаных. Попадание песка в каналы теплообменника вызывает эрозию теплообменных пластин и трубок.
• Регулярно очищайте поверхность бассейна от листьев, травы и другого гниющего мусора. Процесс гниения увеличивает pH, что сказывается на сроке службы металлического оборудования.
• Добавляя хлор в емкость бассейна, не допускайте добавления в воду всего объема препарата в одном месте. При таком применении химический реагент не может быть равномерно распределен в жидкости, и поэтому возникает область с высокой кислотностью. Когда такая вода проходит через теплообменник, металлические трубы будут повреждены.

Назначение

Теплообменник для бассейна — это специальное теплоэнергетическое устройство, которое нагревает воду в бассейне. Теплообменник обеспечивает циклический нагрев жидкости (только что всасываемой в ванну бассейна системой водоснабжения) до необходимой температуры, затем поддерживает заданный температурный режим, восполняя тепловые потери, вызванные испарением воды и ее контактом с резервуаром стены. Рекуперативный теплообменник для бассейнов:

• не потребляет лишнее электричество;
• имеет простую конструкцию;
• легко подключается к системе очистки воды в бассейне и трубам центрального отопления;
• служит достаточно долго, так как изготовлен из коррозионно-стойких материалов;
• имеет высокую эффективность теплообмена.

Типы конструкций

Разборные пластинчатые и кожухотрубные теплообменники используются для нагрева большого объема воды, содержащейся в резервуарах спортивных бассейнов. У каждого типа оборудования есть как свои эксплуатационные преимущества, так и индивидуальные недостатки, которые не позволяют использовать определенный тип теплообменника в определенных плавательных бассейнах.

Разборные пластинчатые теплообменники

Охлаждающая жидкость и нагретая вода движутся по контурам, образованным пакетом металлических пластин. Резиновые прокладки, закрепленные на столешнице пластин, предотвращают попадание жидкости в циркуляцию. Каждая посуда промывается с одной стороны горячей охлаждающей жидкостью, а с другой — пресной водой из бассейна. Металлическая перегородка толщиной 0,5-0,6 мм не мешает процессу передачи тепловой энергии от нагретой жидкости к холодной. Потоки жидкости, движущиеся с высокой турбулентной скоростью, очищают каналы пластин от мелкого механического мусора.

Преимущества пластинчатых теплообменников:

• эффективность теплообмена 90-95%;
• уменьшенный размер и вес;
• низкий расход теплоносителя;
• возможность подключения всех трубопроводов с одной стороны;
• возможность регулировки теплоотдачи теплообменника за счет изменения количества пластин в упаковке;
• простое оперативное обслуживание;
• замена вышедших из строя пластин теплообменника нормальной сантехнической бригадой.

Недостатки пластинчатых теплообменников:

• повышенные требования к качеству очистки оборотных жидкостей;
• необходимость заземления корпуса теплообменника из-за возникающих паразитных электрических токов, способных повредить металлические пластины;
• ощутимые гидравлические потери.

Кожухотрубные теплообменники

Процесс теплообмена в кожухотрубных теплообменниках для бассейнов происходит через поверхность металлических труб. Горячая жидкость системы отопления поступает со стороны межтрубного пространства теплообменного бака и контактирует с поверхностью труб, по внутренним каналам которых нагретая жидкость вытекает из бассейна. Горячий хладагент передает тепловую энергию металлу в трубах, который передает ее холодной воде. Холодная вода закачивается во впускной коллектор теплообменника, распределяется по трубам отопления, проходит по ним, получая определенное количество тепловой энергии, собирается в выпускном коллекторе и направляется в бассейн. Чем больше труб установлено в корпусе теплообменника, тем больше его мощность.

Преимущества кожухотрубных теплообменников:

• простота конструкции;
• большая площадь теплообмена;
• устойчивость к водным ударам;
• возможность осуществлять качественный теплообмен между теплоносителем и нагретой жидкостью при небольшом перепаде температур;
• низкие требования к качеству очистки нагретой воды.

Недостатки кожухотрубных теплообменников:

• меньший КПД (по сравнению с пластинчатыми теплообменниками;
• отсутствие возможности повышать потенцию;
• отсутствие доступа к трубчатым каналам при проверке чистоты при обслуживании;
• большие размеры и металлоемкость конструкции, требующие подготовки специального монтажного фундамента;
• необходимость теплоизоляции корпуса теплообменника;
• невозможность обнаружения протечек жидкости из теплообменных труб без разборки теплообменного агрегата;
• замена вышедших из строя патрубков теплообменника — только при капремонте теплообменника.

Как видно из приведенного выше сравнения, пластинчатые теплообменники проще в обслуживании, они имеют более высокий КПД и небольшие размеры. Однако владельцы бассейнов стремятся покупать именно кожухотрубные теплообменники, поскольку:

• имеют большую площадь теплообмена;
• не создавать гидравлических препятствий прохождению нагретой жидкости;
• меньше засорения во время работы.

Нагрев воды в бассейне: выбираем подходящий вариант

Температура воды в бассейне для взрослых должна быть от 24 до 26, а для детей — не ниже 30. С помощью каких систем и устройств поддерживать рекомендованную температуру и как нагреть воду в бассейне вы узнаете в этой статье.

о системе нагрева воды необходимо продумать еще на этапе проектирования бассейна вместе с системами фильтрации и обеззараживания. Если пул представляет собой пул кадров, эту проблему легче решить.

Есть четыре способа нагреть воду в бассейне:

• проточный электронагреватель;
• теплообменник;
• солнечный коллектор;
• тепловой носос.

Проточный электронагреватель

Проточные устройства предназначены для нагрева непрерывного потока жидкости с минимальным перепадом давления. Электронагреватели компактны и могут быть установлены в небольших технических помещениях.

Электрокалорифер Pahlen, 3 кВт

Электронагреватели выпускаются мощностью от 3 до 18 кВт. Самый мощный обогреватель у открытого бассейна объемом до 36 м³ и внутренним объемом до 54 м³.

Мощность электронагревателя нужно выбирать в зависимости от объема воды в бассейне. Для открытой дороги мощность электронагревателя должна быть равна половине объема бассейна. Вместимость устройства закрытого бассейна должна составлять треть его объема.

Схема бассейна с электронагревателем

Устройство также включает термостаты для полного регулирования воды, в том числе ограничения максимальной температуры. Электронагреватели часто оснащены датчиком потока, который отключает нагреватель, когда вода не циркулирует.

Теплообменник

Теплообменник подключен к общей системе отопления дома и не потребляет энергию. Диапазон мощностей таких устройств широк — от 13 до 200 кВт.

Теплообменник Emaux HE, 40 кВт

Конструкция теплообменника проста — это баллон со змеевиком. По змеевику движется теплоноситель: горячая вода, которая нагревает воду в бассейне. Горячая вода из общего отопительного контура подается в змеевик циркуляционным насосом. Насос управляется электромагнитным клапаном, а клапан, в свою очередь, регулируется термостатом.

Осталось выставить заданную температуру на термостате — все будет контролировать автомат.

Особенность теплообменников — длительный первый нагрев (28 часов). Такой длительный период времени требуется, чтобы не вызвать обрушения инструмента — вода при нагревании расширяется, а слишком быстрое расширение приведет к структурным изменениям конструкции.

Схема бассейна с теплообменником

Солнечный коллектор

Вода в бассейне может нагреваться солнечным светом. Это касается как открытых, так и закрытых систем.

Коллекторы — это трубки, лампочки или большие экраны, соединенные в ряд и поглощающие прямой солнечный свет.

Коллекторы состоят из модулей, каждый из которых может нагреть до 30 м³ воды. Для увеличения производительности необходимо подключить к коллектору больше модулей.

Солнечный коллектор для нагрева воды в открытом бассейне

Солнечные лучи попадают на экран коллектора, который должен быть черным и почти полностью поглощать. Лучи нагревают теплоноситель до 140 ° С. Затем циркуляционный насос закачивает нагретый теплоноситель в теплообменник накопительного бака, при этом вода в баке также нагревается. Горячая вода из этого бака попадает в бассейн.

Тепловой насос

Особенность теплового насоса в том, что его энергия используется для многоступенчатой ​​передачи тепла от различных теплоносителей из окружающей среды путем сжатия газа, работы с конденсатом.

Источниками некачественного тепла для такого насоса являются очищенные промышленные и бытовые сточные воды, подземные и термальные воды, вода из рек, озер, которые даже на несколько градусов теплее окружающей среды.

Как работают системы тепловых насосов

выбирать способ нагрева воды в бассейне необходимо еще на этапе планирования его расположения и проектирования.

Для небольшого открытого бассейна хорошим выбором будет электрический нагреватель мгновенного действия или солнечный коллектор.

Для большого крытого бассейна нужно искать решение с подключением к общей системе отопления дома, например, теплообменник или тепловой насос.

Изготовление и монтаж

Если по какой-то причине вы не хотите покупать теплообменник для бассейна, вы можете построить его самостоятельно. Для этого подготовьте:

• цилиндрический стальной резервуар;
• медная труба;
• регулятор мощности;
• анод.

Подключение теплообменника

Сначала просверлите два отверстия на концах бассейна: вход для холодной воды бассейна, выход для возврата нагретой жидкости. Затем сверните медную трубку в спиральную структуру. Закрепите получившийся ТЭН в емкости и выведите оба его конца за пределы емкости, предварительно просверлив соответствующие отверстия в ее стенках. Далее подключите к трубке регулятор мощности и установите в бак анод — он защитит емкость от экстремальных температур.

Теперь нужно подключить теплообменник. Его необходимо устанавливать после установки насоса и фильтра, но перед подключением различных типов дозаторов. Как правило, теплообменник располагается под всеми патрубками, фильтрами, воздухозаборником.

Устройство монтируется горизонтально: вход и выход бака подключаются к контуру бассейна, а вход и выход отопительной трубы подключаются к контуру охлаждения от отопительного котла. Резьбовые соединения самые простые в использовании. Все соединения выполняются с помощью запорной арматуры. После подключения контуров на входе теплоносителя из котла монтируется регулирующий клапан с термостатом, а на выходе воды в бассейн — датчик температуры.

Совет. Если контур от котла отопления до теплообменника слишком длинный, установите в линию дополнительный циркуляционный насос, чтобы обеспечить бесперебойную работу системы.

Как видите, теплообменник — это простое, но очень полезное устройство, способное обеспечить равномерный нагрев воды в бассейне любого объема. Можно купить уже собранный прибор или сделать самому — в обоих случаях позвольте себе руководствоваться приведенными выше советами, чтобы получить именно желаемый результат: всегда теплая и комфортная вода в вашем бассейне.

Как выбрать теплообменник для бассейна

Вода в бассейне нуждается в комфортной температуре, причем всегда. Нагреть такой большой объем жидкости, и даже равномерно, не под силу никакому нагревателю прямого действия. Необходимо нагревать большой объем воды и постоянно восполнять тепловые потери, которые в бассейне значительны только из-за большой площади поверхности. Источником тепла может быть отопительный котел, солнечные панели или геотермальное тепло, а для передачи тепла воде требуется теплообменник бассейна.

Самый простой способ обогрева бассейна — это поставить последовательно теплообменник с фильтрами и циркуляционный насос, который постоянно откачивает жидкость из нижнего слива и скиммера и возвращает ее через форсунки, расположенные по периметру бассейна. Поэтому вода в бассейне не застаивается, ее регулярно чистят и подогревают. В самом баке нет дополнительного оборудования, все вынесено за пределы и чаще всего располагается ниже уровня земли в специальном кессоне.

Принцип работы

Сам теплообменник не нагревает воду. Это просто устройство, оптимизированное для эффективного теплообмена между двумя средами. Один из них — это охлаждающая жидкость от прямого источника тепла, а второй — просто вода в бассейне.

В теплообменнике две жидкости разделены только тонкими стенками трубок или пластин с высокой теплопроводностью. Чем больше площадь такого контакта, тем больше тепла успеет перейти от более теплой жидкости к холодной.

По смыслу теплообменник всегда находится на одной линии, хотя объем камер и секций для перекачивания двух жидкостей может существенно различаться. Для бассейнов используются трубчатые и пластинчатые теплообменники. Преимущество на стороне трубчатых устройств, поскольку они позволяют снизить сопротивление потоку воды, подаваемой устройством, и менее требовательны к чистоте перекачиваемой жидкости.

Корпус образует первую камеру для нагрева жидкости. Это удлиненный цилиндр, состоящий из трубки большого диаметра, закрытой с обоих концов заглушками, имеющими штуцеры для соединения трубок. Сверху он утеплен, чтобы исключить ненужные потери тепла.

Трубы распределены внутри корпуса, изолированы от внутреннего пространства устройства, при этом фитинги выведены наружу. Трубка может быть изогнута по спирали для увеличения площади контакта и проходить от одного конца теплообменника к другому. Но эффективнее использовать параллельно несколько труб, соединенных на концах коллектором. Это значительно снижает гидравлическое сопротивление теплообменника контуру с теплоносителем и увеличивает площадь контакта, границы между двумя жидкостями.

Основные характеристики теплообменника:

• Максимальная рабочая температура. Максимальный нагрев теплоносителя, поддерживаемый устройством.
• Термальная энергия. Это зависит не только от площади контакта, но и от типа жидкости в обоих контурах и разницы температур.
• Скорость потока, измеряемая в кубических метрах в час, определяет, сколько времени требуется всему объему бассейна, чтобы пройти через теплообменник.

Расчет мощности

Подбор мощности теплообменника для бассейна осуществляется исходя из четырех факторов:

• Размер бассейна, объем постоянных тепловых потерь;
• Температура теплоносителя и мощность источника тепла;
• Целевая температура воды в бассейне;
• Время, в течение которого необходимо нагреть воду, если только она была собрана.

Задача — как можно быстрее не нагреть весь объем воды в бассейне. Мощность теплообменника достаточна на уровне, равном максимальным постоянным тепловым потерям, так что температуру можно поддерживать на заданном уровне.

Нижний предел выбора мощности принимается равным примерно 0,7 от объема бассейна, точнее, от объема воды, когда он полностью заполнен. Это приблизительное значение потерь тепла из-за испарения и теплообмена со стенками чашки.

Превышение этого порога определяет время, в течение которого теплообменник сможет нагревать только собранную холодную воду, и очень часто этот параметр выбирается равным 1-3 дням.

Отопительный котел используется в качестве источника тепла, который работает как для обогрева дома, так и для обогрева бассейна, или в небольшом контуре только для обогрева бассейна, например, в жаркий период. Максимально возможная тепловая мощность должна точно определяться условиями отопления в доме, чтобы не брать лишнее тепло на поддержание бассейна.

Мощность, необходимая теплообменнику для нагрева бассейна за заданное время.

P — требуемая мощность теплообменника (Вт),

C — удельная теплоемкость воды при температуре 20 ° C (Вт / кг * K);

ΔТ — разница температур холодной и горячей воды (оС),

t1 — оптимальное время нагрева всего бассейна (часы),

q — потери тепла в час с одного квадратного метра водной поверхности (Вт / м2),

V — объем воды в бассейне (л) .

При расчетах следует учитывать потери тепла водоемом за счет испарения. Принимаются следующие значения:

• Бассейн полностью открытый — 1000 Вт / м2.
• Частично прикрытая навесом или часть здания — 620 Вт / м2.
• Полностью крытый бассейн — 520 Вт / м2.

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

Если вы хотите разделить время работы теплообменника на ночное и дневное, при использовании электрокотла для горячей воды необходимо соответственно увеличить мощность теплообменника. Достаточно умножить полученное выше число на 24 и разделить на количество часов, которые следует посвятить подогреву бассейна.

При выборе циркуляционного насоса следует учитывать сопротивление потоку воды, кроме того, вместе с фильтровальной станцией сопротивление труб, форсунок и всех остальных элементов трубопроводов.

Максимально допустимая температура в горячем контуре определяется номинальной температурой, подаваемой котлом или отопительным котлом.

По той же формуле легко вычислить время нагрева бассейна, зная мощность имеющегося в продаже теплообменника. За сверхбыстрым нагревом гнаться не стоит, достаточно, чтобы бассейн прогрелся от полностью холодного состояния до комфортной температуры за двое суток.

Подключение

Теплообменник включается после фильтра и циркуляционного насоса, но перед дозатором химических продуктов, хлора, парфюмерии и т.д. Оба контура подключаются только с помощью запорных клапанов, чтобы можно было контролировать розжиг и разборку в случай обслуживания.

Отопление должно регулироваться регулирующим клапаном, расположенным на подаче горячей воды из котла. В свою очередь, регулируется термостатической головкой, в которой датчик температуры закреплен на выходе из обогреваемого контура. С помощью стационарного погружного термометра с индикацией задаются параметры термоголовки для контроля подачи теплоносителя.

Теплообменник бассейна должен быть установлен ниже линии нагнетания, то есть ниже подключенных к нему труб, ниже фильтра и воздухозаборника, исключая попадание и скопление воздуха.

Чаще всего контур от котла отопления до бассейна и теплообменника бывает длинным. Поэтому на линии устанавливается дополнительный циркуляционный насос. Для его правильного функционирования байпас должен быть расположен параллельно теплообменнику перед регулирующим клапаном. В результате теплообменник постоянно контролирует температуру воды в бассейне и при необходимости нагревает ее.

Теплообменник для бассейна: видео

Каким образом встраивается теплообменник в систему обогрева воды

Горячая вода из системы центрального отопления поступает в змеевик теплообменника. Охлажденная вода из бассейна направляется в фильтр для очистки с помощью циркуляционного насоса, а затем в теплообменник, где она нагревается и возвращается в бассейн. Важно, чтобы электролизер располагался после теплообменника, чтобы избежать преждевременного износа из-за высоких концентраций хлора.

Термостат теплообменника позволяет регулировать мощность нагрева, а с терморегулятором становится возможным поддерживать определенный уровень нагрева воды, что значительно снижает затраты на электроэнергию и создает более комфортные условия для владельцев бассейна. Таким образом, рекомендуемая температура воды для взрослых составляет 22-26 °, а для детей старше 30 °. С целью закаливания можно принимать кратковременные «тонизирующие ванны» с более низким порогом. В большинстве случаев для укрепления здоровья достаточно длительных водных процедур в указанных выше пределах.

есть возможность подключить систему подогрева бассейна к отдельному котлу. Котел на дровах особенно выгоден с точки зрения стоимости топлива. Не исключена возможность замены твердотопливного котла на систему теплового насоса или солнечной батареи, преимущества и недостатки которой были описаны выше.

На нагрев 1 м3 воды на 1 ° за 1 час будет затрачено не более 1 кВт тепловой энергии. Время нагрева можно увеличить до 1,5 часов в зависимости от емкости аккумулятора, температуры горячей воды в системе (желательно 70-80 °) и скорости насоса. Точная формула расчета скорости нагрева указывается в паспорте каждого конкретного изделия. Также следует учитывать, что сразу после установки системы обогрева первый полный подогрев воды в бассейне займет 24-28 часов. У большинства производителей для открытых бассейнов мощность в кВт равна объем в м³, а для находящихся в комнате объем.

Из каких материалов изготавливаются

Для бассейнов с пресной водой теплообменники изготовлены из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь не выделяет ионы железа и, следовательно, не затемняет воду в бассейне. Он легко противостоит термическим ударам и при необходимости легко ремонтируется.

Химический состав нержавеющего материала достаточно инертен, поэтому теплообменник из коррозионно-стойкой стали прослужит не менее десяти лет до капитального ремонта. А главное преимущество материала — относительно невысокая стоимость по сравнению с другими конструкционными материалами (не подвержены коррозионному разрушению.

Если резервуар бассейна заполнен морской водой, теплообменник из нержавеющей стали прослужит недолго. Для таких условий эксплуатации производятся титановые теплообменники. Структурный титан:

• химически пассивен (практически не окисляется и не вступает в реакцию с хлором, фтором, различными солями);
• обладает высокой термостойкостью;
• легкий и прочный.

Тактико-технические характеристики титана полностью компенсируют его значительную стоимость.

Подогрев воды в бассейне

Бассейны с подогревом доставляют удовольствие в любое время года и при любых погодных условиях. Одним из важных элементов оборудования бассейна является подогрев воды.

Возможность регулировать и поддерживать желаемую температуру воды создает дополнительные преимущества при использовании бассейна: для оптимальной физической активности требуется постоянная температура воды 27 градусов, а для максимального расслабления требуется гидротерапия. Или массаж, бассейн следует нагреть до 30-33 градуса.

Кроме того, следует помнить, что при одинаковой температуре воды и воздуха бассейна охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе.

Для начала нужно определиться, как будет подогреваться бассейн. Есть два типа нагревателей для бассейнов. Это электронагреватель и теплообменник. Поскольку вам все равно придется сделать какой-то выбор, мы рассмотрим плюсы и минусы каждого из них, а затем выберем то, что нам нужно.

Электронагреватели

Проточные электрические нагреватели используются для нагрева воды в плавательных бассейнах. Нагреватель представляет собой баллон из слабокоррозионных материалов. Они сделаны из нержавеющей стали, титана или пластика. Электронагревательные элементы расположены внутри баллона. Снаружи есть 2 резьбовых отверстия для входа и выхода воды.

Вода в бассейне, протекая через электронагреватель, в процессе работы фильтрующего оборудования постепенно нагревается до необходимой температуры. Электронагреватель имеет регулятор температуры.

Для защиты электронагревателя от аварийных ситуаций предусмотрен датчик перегрева, датчик расхода или датчик давления.

Преимуществами установки электронагревателя, вероятно, является простота монтажа. Ведь для обогрева стоячего бассейна, например, на улице или в отдельном помещении, совсем не обязательно думать о тепловых расчетах, подаче хладагента и т.д. К недостаткам, и очень существенным, очевидно, относятся цена электрического обогревателя и цена на электроэнергию.

Кроме того, не всегда возможно подать электричество, необходимое бассейну. Такой подогрев актуален только в небольших бассейнах, например, в складных бассейнах или бассейнах объемом до 15 м3.

Конечно, если с электричеством проблем нет, то все это прочитать невозможно, но сразу приступайте к выбору необходимого обогревателя.

Расчет электронагревателя

Рассчитать и выбрать любой обогреватель для бассейна — дело непростое. И это действительно так. Только специалисты в этом вопросе могут произвести детальный расчет теплотехники с учетом всех нюансов и подводных камней. Но мы упростим задачу. Точные расчеты для общественных бассейнов оставим.

Объем нашего бассейна 27м3. Для закрытого бассейна берем 1/3 этой цифры, получаем: 9 кВт электроэнергии.

Параметры электронагревателей одинаковы практически у всех производителей. 3,6,9,12,15,18кВт. У нас ровно 9кВт. Но если это не работает, например, при делении получается 9,3 кВт, то выбираем ТЭН рядом с 9 кВт — это 12 кВт. Это позволит учесть возможные теплопотери и быстро нагреть воду до необходимой температуры.

Для открытого бассейна все почти так же, только объем бассейна уменьшен вдвое. В нашем случае это 13,5 кВт. Перейдем к большему и получим 15кВт. Это просто.

Теплообменники

Водо-водяные теплообменники используются для нагрева воды. Теплообменник всегда один и тот же баллон, только есть 4 отверстия и 2 независимых контура. По одному контуру, прямо через баллон, течет вода бассейна, по другому, расположенному в корпусе теплообменника в виде спирали или труб, движется теплоноситель котла, нагретый до 90С. Поток воды, проходя по горячей спирали охлаждающего контура, постепенно нагревается до определенной температуры.

Во избежание перегрева пластиковых труб труб бассейна, подключенных к теплообменнику, из-за отключения насоса фильтрующего агрегата, на теплообменнике устанавливается дополнительное оборудование. Это циркуляционный насос и электромагнитный клапан.

Циркуляционный насос устанавливается на выходе теплоносителя из теплообменника на «обратку», а электромагнитный клапан на входе теплоносителя — на «нагнетании».

Блок управления фильтрацией контролирует работу этой системы водяного отопления. Если температура воды упала, электромагнитный клапан открывается, циркуляционный насос включается, и охлаждающая жидкость движется через теплообменник.

Как только вода нагреется, циркуляционный насос отключается, клапан закрывается, охлаждающая жидкость останавливается. Датчик температуры может быть установлен непосредственно в теплообменнике или отдельно в трубопроводе перед теплообменником.