Теплообменник для бассейна: принцип работы и расчет мощности

Виды оборудования

Для подогрева воды в бассейне используются следующие виды нагревателей:

  • электрические;
  • топливные;
  • газовые;
  • солнечные;
  • тепловые.

Рассмотрим эти виды подробнее.

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.

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.

Электрические

Являются самыми распространенными. Небольшие по габаритам, приятного дизайна, они изумительно выглядят рядом с бассейном.

Теплообменник для бассейна: принцип работы и расчет мощности

Каждый из них имеет насос с фильтром. Таким образом вода в бассейне не только нагревается, но и одновременно очищается.

Большой популярностью пользуются водонагреватели Intex. Одной из востребованных моделей является Electric Pool Heater Intex 28684/56684. Это маломощный нагреватель, предназначенный для нагрева воды в бассейнах малого объема (до 17 м³).

Им удобно пользоваться на дачах, где устанавливаются надувные бассейны для детей. Абсолютно безопасен в работе. Легко устанавливается. Нагрев воды регулируется термостатом, что очень удобно. Но ручное управление приносит некоторые неудобства. Напряжение питания 220 В, мощность 3 кВт.

[warning]Важно знать: нельзя подключать водонагреватель, когда в бассейне купаются люди.[/warning]

Так же относится к маломощным водонагревателям. Работает от сети 220 В. Повышает температуру воды в бассейне от 0,5 до 1,5ᵒ С/час.

Нагрев воды можно ускорить, если для этого использовать специальный укрывной тент. Режим работы нагревателя находится в пределах 16-35ᵒ С. Так же, как и Electric Pool Heater, удобен при нагреве не больших объемов (до 17000 л). В этом случае диаметр бассейна не должен превышать 4,5 метров.

Водонагреватель Бествей не имеет термостата, поэтому температуру воды в бассейне необходимо проверять на ощупь или термометром. Но некоторые модели термостатом комплектуются. Этот вопрос необходимо уточнять у продавца, покупая водонагреватель. При продаже водонагреватель Bestway 58259 комплектуется шлангами и навесным тентом. На это нужно обратить особое внимание, потому что порой недобросовестные продавцы продают эти аксессуары отдельно.

Предлагаем ознакомиться  Как сделать в бане слив воды: как залить пол в каркасной бане с деревянными полами, как организовать слив под пол в парной, устройство уклона бетонного слива для стока воды, фото и видео

Теплообменник для бассейна: принцип работы и расчет мощности

Большой популярностью пользуются проточные электронагреватели шведской фирмы PAHLEN. Мощность этих нагревателей варьируется от 3 до 18 кВт. Соответственно напряжение в сети 220 В будет запитывать только маломощные 3 кВт приборы. Для остальных напряжение в сети должно быть 380 В.

Электронагреватели PAHLEN оснащаются термостатами и реле, которые защищают воду от перегрева. Кроме этого, у них имеется еще ряд элементов защиты. Внутри металлического корпуса установлены мощные ТЭНы (теплонагревательные элементы), которые производят нагрев воды. Маломощные нагреватели выполнены в корпусах из термостойкой пластмассы.

Нагреватели этой линейки имеют маленькие по размерам корпуса, но при этом пропускают через себя достаточно большое количество воды, которую нагревают при необходимости до 40ᵒ С.

[advice]Совет редакции: перед подключением нагревателя в систему подогрева бассейна, необходимо внимательно прочитать «Инструкцию по эксплуатации» купленного прибора.[/advice]

Расчет мощности

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

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

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

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

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

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

Требуемая мощность теплообменника для нагрева бассейна за определенное время.

P – требуемая мощность теплообменника (Вт),

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

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

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

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

V – объем воды в бассейне (л) .

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

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

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

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

При выборе важно не забывать, что реальная мощность теплообменника напрямую зависит от разницы температур в обоих контурах и от максимального значения нагрева. При меньшем перепаде температур выходная мощность так же меньше и наоборот.

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.

Предлагаем ознакомиться  Обогрев воды в бане

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.

Топливные

Топливные водонагреватели целесообразно устанавливать для стационарных бассейнов с большим объемом.

Нагрев воды осуществляется за счет сжигания какого-либо вида топлива. Это может быть газ, уголь, дрова или нефтяное топливо.

Топливные нагреватели имеют два важных нюанса, выполнение которых обязательно. Во-первых, в их систему обязательно должен быть включен циркуляционный насос. Во-вторых, при пользовании этим типом нагревателя необходимо принять меры к соблюдению и выполнению требований противопожарной безопасности.

Самым простым из топливных нагревателей будет дровяной водонагреватель. Его легко сделать своими руками. Из металлической трубы подходящего диаметра нужно изготовить змеевик. Обязательно предусмотреть, чтобы концы змеевика были длинными. В этом случае шланги, надетые на них, не будут обгорать.

Осталось внутрь змеевика заложить дрова, поджечь их и ждать, когда нагреется вода в бассейне.

Насос будет перекачивать холодную воду из бассейна через импровизированный подогреватель, где она будет нагреваться, и уже теплую закачивать в бассейн.

[warning]Совет мастера: при заключении змеевика в корпус, нагрев воды будет идти интенсивнее.[/warning]

При пользовании дровяным водонагревателем необходимо строго соблюдать меры противопожарной безопасности.

Для тех кто не хочет самостоятельно гнуть трубу, есть уже готовые печи с змеевиком производства «TERMOPOOL». Эти печи кстати сделаны из нержавеющей стали, что в разы увеличивает их срок службы и они имеют большую мощность до 55 кВт. Наличие экрана и крышки исключает открытый огонь. В отличии от электрических или газовых нагревателей, эти печи очень экономичны в использовании, а при наличии леса и соответственно бесплатных дров стоимость эксплуатации сводится к нулю.

Кстати, бесплатные дрова можно забрать в многочисленных фирмах по продаже деревянных паллет. У них остается много обрезков и сломанных паллет которые они с удовольствием отдают совершенно бесплатно!

Подключение

Схема подключения

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.

Предлагаем ознакомиться  Чем покрывать дерево в бане

Газовые

Газовые нагреватели в линейке водонагревателей для бассейнов занимают достойное место. 

Большая мощность (115 кВт) позволяет обогревать объемные стационарные бассейны. Для горения используется природный газ или пропан. Позволяют осуществлять быстрый нагрев воды в бассейне и легко поддерживают постоянную температуру.

Газовые нагреватели, по сравнению с дровяными, практически не требуют особого ухода. Это и понятно – газ, сгорая, не оставляет за собой ни золы, ни пепла, ни сажи. Но при пользовании газовым водонагревателем возникают проблемы другого порядка.

Установка газового котла требует не только специальных навыков, но и разрешения газовой службы. Поэтому вопросы газоснабжения, газопровода и монтажа газового оборудования требуют вмешательства специалистов-профессионалов.

Принцип работы газового нагревателя прост – газ, сгорая в камере сгорания, выделяет тепло, которое нагревает воду. При правильном монтаже и своевременным обслуживанием газовые водонагреватели могут бесперебойно работать около шести лет.

[advice]Примите во внимание: при установке газового оборудования рекомендуется пользоваться только услугами специалистов Горгаза.[/advice]

Солнечные

Водонагреватели, использующие энергию солнца, получили широкое распространение. Простота устройства, легкость в эксплуатации и ощутимый экономический эффект делают солнечные нагреватели все более распространенными.

Нет затрат на электроэнергию, газ, твердое топливо. Достаточно лишь солнечного освещения 3-5 часов в день, и вода в бассейне будет теплой. При этом никакого вреда экологии. Если в систему солнечного нагревателя подключить подогреватель любого типа, то вода в бассейне закрытого типа будет теплой в любое время года.

Приобретая солнечный водоподогреватель в торговой сети, его стоимость может показаться довольно высокой. Но дело в том, что через небольшой промежуток времени, работая на бесплатной энергии, такая установка полностью себя окупает.

Самая примитивная конструкция потребует 20-40 метров черного шланга, насоса для перекачки воды и удобной площадки, где будет уложен шланг. Это может быть частью забора или крыши дачного домика.

Останется все собрать воедино, подключить и можно пользоваться. Тепла от такой гелиоустановки хватит для обогрева на только маленького надувного, но и среднего каркасного бассейна. По отзывам тех, кто делал такую систему, работает она изумительно.

[warning]Примите к сведению: при изготовлении самодельного солнечного обогревателя, шланг нужно выбирать как можно большего диаметра.[/warning]

Тепловые

Своим внешним видом они несколько напоминают кондиционер. Управлять ими можно с помощью пульта или непосредственно с панели прибора.

Рабочее напряжение 220 В. Принцип работы тепловых нагревателей в корне отличается от рассмотренных ранее.

Электроэнергия расходуется не на нагрев, а на работу компрессора и электродвигателя вентилятора. В этом приборе осуществляется перекачка тепла из одной среды в другую.

Другими словами, энергия окружающей среды преобразуется с помощью компрессора в тепло, которое через теплообменник идет на обогрев воды.

Такая система нагрева воды успешно используется как в переносных, так и в стационарных бассейнах.

Выбор водонагревателя в первую очередь зависит от объема воды, которую нужно нагреть, и от конструкции бассейна. Если используется детский надувной бассейн, то вполне достаточно маломощного электрического нагревателя.

В случае, когда бассейн стационарный или большой каркасный, здесь предпочтение нужно отдавать мощным нагревателям, оборудованными котельными установками, которые абсолютно безопасны в работе.

You May Also Like

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector