Електронагрівачі та теплообмінники для басейнів

Обладнання для нагрівання води в басейнах Для підігрівання води в басейні можуть бути використані проточні електронагрівачі, які нагрівають басейнову воду безпосередньо, і теплообмінники, які під'єднуються до котлів, теплових пунктів центрального опалення, сонячних панелям тощо. Окремим випадкам є теплові насоси, які набирають останнім часом усі велику популярність. Вони мають вбудований теплообмінник, у первинному контурі якого циркулює спеціальний теплоносій. Електронагрівачі Електронагрівач складається з корпусу, нагрівального елемента (ТЕНа), термостата та систем захисту. Особливістю електронагрівачів є те, що їх ККД завжди лише Небагато менш ніж 1: скільки електроенергії нагрівач бере з мережі, практично стільки ж у формі тепла передає воді басейну. У разі неможливості передати тепло воді — якщо потік води недостатній, в електронагрівачі утворилася повітряний «кишеня» або на ТЕНе утворилася великий шар накипу, нагрівач перегрівається і в нормі спрацьовує захист від перегрівання, у гіршому якщо - перегоряє ТЕН. Тому під час підбору електронагрівача орієнтуються на його номінальну потужність. Теплообмінники Усередині теплообмінника, не змішуючись, циркулюють гарячу воду або, загалом вигляді, теплоносій (первинний контур) і вода басейну (вторинний контур). При цієї гарячої води нагрівального контуру віддає своє тепло холоднішим воді, що надходить із басейну. Дуже часто виробники теплообмінників вказують його номінальну потужність. Треба мати в вигляд, що ця номінальна потужність передається теплообмінником лише за певних умов, які зазвичай описуються в специфікації. Йдеться про температуру води (теплоносій) в контурах або різниці температур, а також про потоках (витратах) цих рідин. Чим більша різниця температур у контурах і що більше потоки, то велику потужність передаватиме теплообмінник. Номінальна потужність більшості теплообмінників компанії Pahlen розрахована за різниці температур у контурах 60 °C, тобто, наприклад, за температури води в басейні 28 °C температура теплоносія на вході в первинний контур теплообмінника має становити 88 °C. У разі різниці температур у 30 °C і тих самих потоках теплообмінник передаватиме удвічі менша потужність. Компанія Pahlen пропонує інформативну та зручну у використанні онлайн-версію програми розрахунку теплообмінників Pahlen, доступну на російськомовному вебсайті компанії www.pahlenab.ru. Програма доступна для використання без жодних обмежень і реєстрації. Отже, під час підбору теплообмінника необхідно провести його розрахунок з урахуванням реальних умов його роботи. Якщо умови можуть змінюватися в процесі експлуатації, необхідно вибрати найзручніші з реально можливих — найнижчу можливу температуру теплоносія, найменша витрата. Далі, треба також мати з огляду на, що під час утворення накипу або виникнення повітряного «кармана» ефективність теплообмінника падає. Водночас теплоносій повертатиметься в нагрівальну систему гарячішою, не встигаючи віддати теплову енергію воді басейну. З урахуванням цього рекомендується брати додатковий запас за потужністю теплообмінника у 20-30%.

Для отримання задоволення від купання в басейні та його безтурботливої експлуатації дуже важливим є правильний підбір обладнання. Підігрівання води в басейні є однією з найбільш важливих інженерних завдань, що розв'язуються під час проєктування та будівництва басейну. Фізичні властивості води Освіжим у пам'яті шкільний курс фізики. Вода має багато унікальних властивостей серед рідин. У контексті цієї статті нас цікавлять два з них — висока теплоємність і висока теплота випаровування. Питома тепломісткість води становить 4,2 кДж/(кг•К). Переїдемо в більш звичні одиниці, з огляду на, джоуль — це ватт за секунду, у година 3600 секунд, а 1 м3 води важить 1000 кг — отримуємо, що на нагрівання 1 м3 води на 1 градус треба витрачати 1,17 кВт•год енергії. З огляду на це, легко розрахувати, яку потужність має видавати систему нагрівання для первинного нагрівання води в басейні на 20 °C (зокрема від 8 до 28 °C) за короткий час (сповістимо 2 доби, або 48 год) — виходить 0,48 кВт на 1 м3. Для швидшого нагрівання буде потрібно відповідно велику потужність, за меншої потужності нагрівання відбуватиметься повільніше. При недостатньої потужності вода, досягши певної температури, перестане нагріватися далі, так як із зростом температури води зростають також і втрати тепла. Загуби теПла Зупинимося трохи докладніше на тепловтратах. Висока теплота випаровування води призводить до того, що 70-80% тепла втрачається в процесі випаровування з поверхні води. На цей процес впливають різні чинники, передусім, температура води, а також температура та відносна вологість повітря. Важливо також, що якщо повітря і вода активно перемішується, то різниця їх температур у поверхні води буде більше, а вологість повітря — менше, що призведе до активнішого випаровування. У житті ми добре знайомі з цим явищем із дитинства — для швидкого охолодження гарячого чаю треба налити його в блюдці, збільшивши площу випаровування, і подути, збільшивши перемішування повітря. У басейновій справі це означає, що для підтримки температури води в теплому спа або в басейні з атракціонами буде потрібно велика потужність системи нагрівання. Досвідченим способом були отримані такі цифри: для плавальних басейнів із температурою води ок. 28 °C у приміщенні втрачається приблизно 0,2 кВт на 1 м2 поверхні (дзеркала) води, для вуличних басейнів у літню пору за незначного вітрового навантаження — 0,3 кВт на м2. Якщо припускають, що ми маємо басейн із середньою глибиною 1,5 метра, то перераховуючи ці цифри з площі поверхні на об'єм води, отримуємо 0,13 і 0,2 кВт на 1 м3 відповідно. Отже, ми бачимо, що на первинне нагрівання води за короткий час зазвичай потрібне в 2-4 рази велика потужність системи нагрівання, чим на подальше підтримання температури. Практически, часто підбір системи опалення ведуть, з огляду на цифр 0,2–0,5 кВт на 1 м3 об'єму води в басейні, з огляду на вимоги щодо первинному нагріванню басейну та підтримці температури. Далі необхідно враховувати, який джерело тепла використовується, адже цифри номінальної потужності теплообмінників, електронагрівачів, теплових насосів та ін. нагрівального обладнання позначають трохи різні речі.