теплообменник для бассейна что это такое
Теплообменник для бассейнов: необходимость и принцип его действия
Принцип работы теплообменника, потребляемая мощность и конструкция. Установка и первый запуск системы: как это правильно сделать. Режим работы теплообменника.
Теплообменник для бассейнов необходим в целях подогрева его воды. Комплектация его различными деталями способствует исправной работе системы. Применение его возможно не только в бассейне. Искусственный водоём любого типа нуждается в подогреве особенно в тех случаях, когда там купаются дети.
Принцип действия теплообменника
Принцип работы теплообменника отличается от обычного электронагревателя. Теплообменник необходимо подключить к общей отопительной системе дома или спортивного учреждения, при этом электроэнергия потребляться не будет.
Мощность теплообменник для бассейнов может иметь самую разную – как очень маленькую, так и довольно высокую – до 200 кВт.
Бытует мнение, что теплообменник для бассейнов является самым дешевым способом нагрева воды, поэтому он и получил своё широкое применение в этих целях.
Например, при наличии газового отопления в доме затраты на обогрев воды будут значительно ниже по сравнению с электрическим подогревом.
Стоит отметить, что объём бассейна не оказывает абсолютно никакого влияния на выбор теплообменника – ограничений в размерах не существует.
Теплообменник для бассейна
Конструкция теплообменника для бассейнов незатейлива: это колба, в середине которой находится змеевик. По нему происходит движение теплоносителя, в роли которого выступает горячая вода, поступающая из контура отопления.
Далее змеевик сам по себе омывается водой из бассейна, подлежащей нагреву. Горячая вода, пришедшая из общего контура отопления, поступает в змеевик через циркуляционный насос, регулирующийся электромагнитным клапаном.
Сам клапан, ответственный за работу насоса, регулируется при помощи термостата.
Хозяин водонагревательной конструкции только выставляет на термостате необходимую температуру, а вся остальная работа – дело автоматики.
[note]На выбор мощности теплообменника оказывает влияние такой параметр, как объём воды в бассейне.[/note]
При первом прогреве воды при помощи этого аппарата время работы рекомендуется выставлять максимально большое. 28-часовой работы на первый раз будет вполне достаточно. Именно такой отрезок времени необходим для того, чтобы избежать приборного коллапса.
Более компактные теплообменник
Естественным процессом является расширение воды во время нагревания, поэтому если этот процесс будет протекать быстро, могут произойти структурные изменения всей конструкции в целом. А при щадящей работе теплообменник для бассейнов в нормальном режиме проследит за тепловым балансом этой системы с одновременным контролем своей пиковой мощности.
Если система циркулирования воды находится вне бассейна, теплообменник необходимо располагать перед системой дезинфекции таким образом, чтобы он находился после фильтровочной и насосной станций.
Это необходимо для того, чтобы детали аппарата не испортились.
После проведения первичного нагрева в дальнейшем аппаратом только поддерживается заданная температура воды на нужном уровне. Так нагрев будет происходить дольше, однако значительно сэкономит затраты на электроэнергию.
Что такое теплообменник для бассейна?
Теплообменник для бассейна относится к нагревательному оборудованию. Теплообменник поддерживает заданную температуру, обеспечивая комфорт во время купания. Теплообменник незаменимая аппаратура для бассейнов больших размеров и для детских лягушатников. Его устанавливают в системе отопления дома или как отдельный аппарат, расположенный перед системой химической очистки. Некоторые теплообменники имеют автоматическое управление, могут регулировать температуру. Система обладает дополнительным насосом, термостатом и клапаном. При повышении температуры клапан открывается и температура снижается.
Цены на теплообменники находятся в широком диапазоне, данную продукцию можно найти у разных поставщиков. Стоимость теплообменника для бассейна варьируется от 7 975 до 209 622 руб.
Существуют три типа теплообменников (электрический на данный момент не рассматриваем):
По нагревательным элементам
Что нужно знать при выборе теплообменника
Поэтому при выборе теплообменника, необходимо это учитывать.
ВАЖНО! 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.
Например, 6 витков нагревают 1 куб воды за час. А 25 витков за один час нагреют 5 кубов. Сам теплообменник, по своей сути, воду не нагревает. Змеевик прогоняет теплоноситель от контура к контуру. Газовый теплообменник устанавливается поверх трубы подачи. Подогрев бассейна теплообменником осуществляет теплоноситель. А жидкость газовое или дровяное оборудование. Сегодня газовое отопление считается самым экономичным, поэтому газовые теплообменники становятся очень популярными.
Подключение теплообменника в бассейне происходит к отопительной системе дома. Установка должна иметь два котла для отопления дома и для отопления воды в бассейне. Это поможет отключать дом от теплоснабжения в не сезон. Устанавливают теплообменник до системы очищения химическими препаратами, но после помпы и фильтра. При запуске теплообменник стоит на минимальных оборотах. Нет необходимости резко увеличивать температуру, так как это не принесет результата. Слишком большая разница между холодной водой в бассейне и высокой температурой в теплообменнике, может вывести его из строя. Пусть нагрев воды будет медленным, но результативным. Умным вариантом было бы уложить теплый пол при строительстве бассейна. Тогда тепло было бы равномерно распределено по всему периметру.
СОВЕТ! Для бассейнов больших размеров требуется установка нагревателя отдельно каждую трубу фильтрации.
Сделать теплообменник для бассейна своими руками невозможно. Это дорогостоящий аппарат, который используют в бассейнах загородных домов обеспеченных людей или клубов. Качественно установить теплообменник может только специалист. Но самодельные обогреватели, которыми можно отопить небольшие бассейны соорудить можно. К таким относятся “печки-буржуйки” с насосом и шлангами для циркуляции воды. Печку можно топить дровами, углем или любым горюче смазочным материалом.
Теплообменник воды в бассейне можно применить с комбинированной конструкцией, когда в теплообменник встраиваются тэны. Или дополнить систему проточным нагревателем. Для более быстрого прогрева необходимо использовать сразу все системы, когда вода достигнет необходимой температуры можно оставить теплообменник для поддержания комфортной температуры.
Зачем нужен теплообменник для бассейна?
Любой искусственный водоём нуждается в подогреве воды. Теплообменник для бассейна прекрасно решает задачи поддержания ее необходимой температуры. Технологию нагрева при помощи теплообменников нельзя сравнивать с той, что выполняется электрическими проточными нагревателями, они абсолютно разные. Для введения в строй, нагревающее оборудование достаточно подключить к централизованной отопительной системе, электрическая энергия при этом расходоваться не будет.
Теплообменник для бассейна имеет разную мощность от низкой, до высокой, достигающей 200 кВт. Специалисты в области бассейнового оборудования знают, обогрев теплообменником, самый дешевый метод, именно поэтому такие приборы часто применяются владельцами общественных и частных бассейнов. К примеру, в доме используется газовое отопление, следовательно затраты на обогрев будут минимальными, это намного экономичнее по сравнению с использованием электрических приборов.
Хочется отметить тот факт, что на выбор теплообменника никак не влияет размер и объем чаши, их можно устанавливать в любые водоемы. Важно только, чтобы мощность прибора соответствовала объему жидкости в чаше.
Конструкция теплообменника технически достаточно проста и состоит из колбы, в середину которой вставлен змеевик. Через него движется горячая вода, поступающая из контура центрального отопления. Кроме этого змеевик омывается холодной водой бассейна, которую надо нагреть. Горячая вода, поступающая из общего отопительного контура, проходит в змеевик, минуя циркуляционный насос, он регулируется электромагнитным клапаном, который в свою очередь подчиняется термостату. Оператор такой несложной конструкции устанавливает на термостате требуемую температуру, вся последующая работа возложена на автоматику.
При первоначальном подогреве, время работы такого аппарат рекомендуется выставить по максимуму. 28-ми часов будет достаточно. Такой период времени подобран для того, чтобы предотвратить приборный коллапс, т.е. механические изменения в самом корпусе нагревателя, его конструктивных элементах. Это может стать результатом чрезмерно быстро нагревающейся воды.
После проведения самого первого нагрева далее, заданная температура воды на нужном уровне только поддерживается. В результате сам процесс будет происходить несколько дольше, однако это существенно сэкономит расходы на электроэнергию.
Если система циркуляции расположена вне бассейна, теплообменник советуют устанавливать перед оборудованием дезинфекции так http://homerobot.ua/pools_equipment/heating/, чтобы он располагался после фильтрующей воду и насосной станций.
Для более агрессивной, морской воды, либо слишком хлорированной, рекомендуется использовать нагреватель с титановым корпусом.
Преимущества нагревающего аппарата:
Ощутимая финансовая экономия;
Легкое управление прибором;
Высокая мощность нагрева.
Среди недостатков можно отметить продолжительный период первоначального нагрева.
Как выбрать теплообменник для бассейна по условиям и характеристикам
Строительство дачного бассейна сопряжено с определенными трудностями. Одна из них — подогрев воды до температуры, приемлемой для купания. Приобретение и установка бассейнового теплообменника — наиболее выгодный и экономичный способ достичь этой цели.
Назначение и принципы работы теплообменников
Если извне никак не повлиять на температуру набранной воды, рано или поздно она станет равной температуре воздуха вокруг. Но если в случае с воздухом 18-19°С ещё можно охарактеризовать как терпимую, то для купания она практически не годится.
В северных широтах особенно остро поднимается вопрос подогрева, в особенности в случае постройки открытого бассейна. Да и в закрытых зачастую температура воды падает гораздо ниже приемлемого уровня.
Действующие нормативы регулировки температуры для бассейнов:
Выбор подходящего отопительного оборудования позволит поддерживать желаемую температуру.
Теплообменники не просто нагревают воду. Они представляют собой единственный усовершенствованный инструмент для активного теплообмена между двумя средами. Через устройство организован контакт тепла, подаваемого от источника, и части воды из бассейна.
Разделяются две эти среды лишь тонкими стенками труб или пластиной из материала с высокой теплопроводностью. Существует прямая зависимость между площадью места контакта и скоростью нагрева воды.
Разновидности теплообменников
При выборе теплообменника обязательно учитывайте физико-технические характеристики. Традиционный и самый простой подход к выбору, ориентированный на бренд или количество онлайн-отзывов об определённой модели, неприменим. Для каждого конкретного случая параметры теплообменника определяются индивидуально.
Модели могут отличаться:
Думая о том, какую модель выбрать, каждую из этих характеристик соотносите со своей ситуацией, видом бассейна, бюджетом и остальными предпочтениями и приоритетами. Стоит подробнее рассмотреть каждый из критериев.
По мощности
На рынке бытовой и строительной техники выбор теплообменника по мощности довольно широк: от 2 до 40 кВ, есть даже более мощные модели. Но большинство имеет мощность в пределах 15-20 кВ.
Однако правильнее рассчитать нужную мощность исходя из объемов и размеров бассейна, где будет устанавливаться теплообменник. Модели мощностью в 2 кВт, очевидно, никак не прогреют большой объем воды.
При подборе теплообменника пригодится формула вычисления требуемой мощности прибора:
Для удобства подсчётов можно использовать укрупнённые коэффициенты теплопотери на 1 кв. м зеркала воды при глубине бассейна 1,1-1,8 м:
Первый нагрев с температуры 5-10°С и до 26-28°С должен длиться не менее 72 часов.
После подсчета выбираем теплообменник с учётом фактической его производительности, которая зависит от некоторых параметров:
Чтобы достичь «паспортных» результатов по характеристикам, соблюдайте параметры, указанные производителем.
По типу теплообменника
Пластинчатые модели наиболее востребованы среди пользователей, потому что в этом случае больше площадь непосредственного соприкосновения холодной воды с обменной камерой.
Трубчатые хороши тем, что, благодаря такой конструкции, сопротивление потоку жидкости получается ниже. К тому же трубы не настолько подвержены предполагаемым загрязнениям, то есть очистка воды необязательна.
Пластинчатые (или спиральные) устройства в скором времени забиваются, поэтому для крупных емкостей покупать их просто нет смысла.
По объёму и размеру
Бассейны отличаются конструкцией и объемом помещаемой туда воды. Потому в продаже можно найти широкое разнообразие теплообменников, в том числе и по размерам. С большим объёмом воды маленькие устройства элементарно не справятся — эффект их работы окажется едва заметен.
Целесообразнее сначала рассчитать необходимую мощность и размер под определённый бассейн, а потом заказать теплообменник именно под него.
По материалу корпуса
Материалы для корпусов теплообменников – важнейшая характеристика. Это напрямую влияет на скорость и эффективность передачи тепла рабочей среде.
Нередко устройства комбинируют из разных металлов: титана, железа, стали и т. д.
Некоторые пренебрегают этим показателем, а зря, ведь реакция каждого металла на соприкосновение с жидкой средой разнится, и применение одного вполне возможно окажется эффективнее другого в плане долговечности.
Всё большую популярность приобретают теплообменники из нержавеющей стали.
Явным преимуществом «нержавейки» отмечается возможность изменять процентное содержание элементов, входящих в состав стали, в процессе самого производства. Различие в составе даёт возможность не только повысить КПД, а ещё и адаптироваться к различным технологическим процессам. При изготовлении теплообменников из нержавеющей стали используются листы из стали AISI 304, AISI 316 и SMO 254.
Расчёт параметров и выбор теплообменника
Грамотный подбор устройства требует изрядной скрупулёзности подхода. Придётся рассчитать довольно много параметров перед покупкой:
Описание и принцип работы теплообменника:
При выборе теплообменника учитывайте все вышеуказанные параметры. Требуемые критерии посчитайте самостоятельно с помощью онлайн-калькулятора. С оглядкой на бюджет и результаты расчётов, а также с учётом своих дополнительных предпочтений можете смело отправляться за покупкой.
Как выбрать теплообменник для бассейна
Вода в бассейне нужна комфортной температуры, притом все время. Прогреть столь большой объем жидкости, да еще и равномерно не под силу ни одному нагревателю прямого действия. Необходимо прогреть большой объем воды и постоянно пополнять потери тепла, которые в бассейне немалые только за счет большой площади поверхности. Источником тепла может быть как котел отопления, солнечные панели или геотермальное тепло, а для передачи тепла воде потребуется теплообменник для бассейна.
Проще всего нагреть бассейн, если разместить теплообменник последовательно с фильтрами и циркуляционным насосом, который постоянно перекачивает жидкость от донного слива и скиммера и возвращает обратно через форсунки, расположенные по периметру чаши. Таким образом, вода в бассейне не застаивается, регулярно очищается и подогревается. Никакого дополнительного оборудования в самом резервуаре нет, все выведено за его пределы и размещается чаще всего ниже уровня грунта в специальном кессоне.
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:
Расчет мощности
Подбор по мощности теплообменника для бассейна выполняется, отталкиваясь от четырех факторов:
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),
В расчетах следует учитывать теплопотери с зеркала воды за счет испарения. Принимаются следующие значения:
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.