Расчет теплообменника для бассейна от А до Я

Чтобы пребывание в бассейне было комфортным необходимо подобрать и установить систему нагрева воды. Расчет теплообменника для бассейна важен при выборе подходящей модели. Мощность работы агрегата определяется в соответствии с множеством параметров, которые обязательно нужно учитывать.

Назначение и принцип работы теплообменника

Поддержание оптимальной температуры воды

Основное назначение теплообменника – подогрев воды, находящейся в резервуаре. Конструкция циркулирует жидкость, тем самым осуществляя ее нагрев до комфортной температуры. Особенности агрегата, которые стоит учесть при выборе:

экономичное расходование электроэнергии;
простота монтажа и дальнейшего обслуживания;
маленький размер;
изготовлен из металлов, не подвергающихся коррозии, благодаря чему имеет долгий срок службы;
высокая пропускная способность и теплообменный КПД.

Теплообменник для нагрева воды в бассейне выступает в виде посредника и не осуществляет самостоятельный нагрев жидкости. Его конструкция состоит из двухконтурного проточного резервуара. Первая полость конструкции, с помощью дополнительных внешних патрубков подключается к системе отопления. Здесь осуществляется движение горячей воды, выступающей в роли теплоносителя.

Почему важно поддерживать оптимальную температуру? У нас есть статья на эту тему!
Какая должна быть температура в бассейне

Во втором контуре происходит циркуляция воды. Функцию прибора для нагревания выполняет трубка или пластинка. Вода из чаши бассейна попадает в резервуар, затем за счет соприкосновения с нагревающим элементом она меняет температуру и возвращается в чашу.

Виды систем нагрева

В зависимости от вида бассейна, его размера и назначения различают два типа используемых теплообменников. Они могут быть пластинчатыми или кожухотрубными. Модели различаются в функциональности, сложности обслуживания и монтажа.

Пластинчатые

Теплообменник пластинчатого типа

Контур состоит из пакета железных пластинок. Утечке воды мешают резиновые уплотнители, поставленные на рабочей плоскости пластинок. Каждый элемент конструкции с одной стороны соприкасается с горячей водой из системы отопления, а с иной с прохладной из чаши бассейна. Между потоками установлена металлическая перегородка, не препятствующая передаче теплоэнергии.

Принцип работы пластинчатого теплообменника

Преимущества моделей:

КПД теплообмена доходит до 95%;
малый расход горячей воды, выступающей в качестве теплоносителя;
обладают малыми габаритами и весом;
присутствует возможность подключения всех патрубков с одного направления;
есть возможность регулирования мощности работы;
конструкцию просто обслуживать, все элементы находятся в прямом доступе.

К недостаткам относят:

жидкости, участвующие в циркуляции, должны быть хорошо очищены, иначе аппарат может выйти из строя и засориться;
корпус необходимо заземлять, так как присутствует риск повреждения пластин электрическим током;
гидравлические потери на высоком уровне.

Важно! Пластинчатые модели отличаются высоким КПД, малым размером и просты в обслуживании. При этом площадь покрытия агрегата достаточно мала.

Кожухотрубный

Кожухотрубный теплообменник изнутри

Во время работы агрегата горячая жидкость проходит по межтрубной полости и располагается в контакте с поверхностной частью трубок, изнутри коих циркулирует вода, взятая из бассейна. Она попадает в приемный коллектор при помощи выкачивания насосом. Впоследствии делится по трубкам, греется до настроенной температуры, намеревается в выходном коллекторе и отчаливает в чашу.

Достоинства кожухотрубного агрегата:

простой принцип работы;
теплообмен проходит на большой площади;
конструкция устойчива к возникновению гидравлических ударов;
теплообмен происходит на высоком уровне, несмотря на разницу температур поступающих жидкостей;
тщательная очистка поступающей в коллектор жидкости не требуется;

Кожухотрубный тип

Недостатки моделей:

КПД ниже, чем у пластинчатых агрегатов;
регулирование мощности невозможно;
большие габариты конструкции усложняют процесс монтажа;
корпус механизма необходимо дополнительно изолировать от утечки тепловой энергии;
ремонт и диагностика возможны только при демонтаже конструкции.

Важно! Кожухотрубные модели обладают большой площадью теплообмена. Не создают гидравлических помех и не прихотливы к засорениям. По этим причинам они более популярны.

Правила выбора теплообменника

Прежде чем выбрать теплообменник, необходимо рассчитать мощность его работы. Для этого нужно изучить следующие параметры:

Максимальная температура теплоносителя – необходимо выяснить температуру горячей воды, поступающей из отопительной системы, после чего сопоставить показатель с характеристикой рассматриваемых моделей;
Материал нагревательного элемента – для пресной воды следует выбирать нержавеющую сталь. Для циркуляции соленой жидкости подойдут элементы из титана;
Пропускная способность – параметр поможет сопоставить объем чаши бассейна с мощностью работы агрегата. Таким образом указывается промежуток времени, через который вся вода пройдет через систему циркуляции. На основе показателя подбирают характеристики насоса.
Тепловая мощность – показатель рассчитывается с учетом многих параметров. Если ошибиться в подборе, то можно приобрести агрегат, который не будет нагревать жидкость до нужной температуры. Если же брать модели с повышенной мощностью, то существует риск переплаты за ненужные функции.

Подбор конкретной модели должен проходить с учетом всех показателей.

Формула расчет мощности

Мощность теплообменника для бассейна рассчитывается по формуле:

P = V * C * (Ттреб — Тнабр) * 1 / t + q * S

Показатели расшифровываются следующим образом:

V – объем чаши, рассчитывается в литрах;
S – площадь емкости, рассчитывается в м²;
Ттреб – желаемая температура после нагрева;
Тнабр – температура изначально поступившей воды;
T – время прогрева воды от изначального показателя до желаемого;
С – емкость воды, удельная, стандартный показатель 1,16 Вт/кг*K;
Q – снижение тепла, связанное с поверхностным испарением, рассчитывается в Вт/ м².

В зависимости от расположения конструкции, различаются следующие значения утечки тепла (показателя Q):

на улице – 1000;
в здании – 520;
под навесом – 620.

Пример расчета выглядит следующим образом:

Имеется бассейн, находящийся на улице. Его глубина 2 метра, ширина 4 метра, длина 6 метров. Изначально в чашу попадает вода с температурой 11 градусов, за 4 дня ее нужно прогреть до 25 градусов.

объем – 2*4*6*1000 = 48 000 литров;
площадь – 4*6 = 24 м²;
время нагрева – 4*24 = 96 часов;
утечка тепла –1000 Вт/ м².

Расчет – 48 000 * 1,16 * (25 – 11) * 1/96 + 1000 * 24 = 32 120 Вт.

В данной ситуации подойдет мощность 32 кВт.

Монтаж конструкции

Теплообменник это одна из составляющих системы водоподготовки. При монтаже следует придерживаться ряда правил:

Установку проводят после циркулирующих насосов, очищающих фильтров и перед дозатором реагентов.
Чтобы предотвратить попадание воздуха в гидравлическую систему, агрегат монтируют под остальными элементами конструкции.
Подключение теплообменника бассейна проводится с помощью запорной арматуры. Это позволит проводить обслуживание агрегата без нарушения герметичности трубопровода.
Регулирующий клапан, позволяющий осуществлять изменение напора горячей воды ставится на подаче контура.
Головка датчика температуры соединяется с соленоидом регулирующего клапана. Конструкция подает сигналы об необходимости регулирования положения клапана.
Если узел отопления находится в отдалении от конструкции, то необходима установка дополнительного насоса в систему трубопровода.

Расчет теплообменника для бассейна одна из важных задач при выборе системы водоснабжения конструкции. Правильный подбор элемента поможет обеспечить комфортную температуру жидкости с минимальными финансовыми затратами.

При более высокой разнице температур между контурами и более высоких расходах теплообменник передает большую мощность. Итак, при выборе теплообменника нужно учитывать реальные условия эксплуатации.