Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей. – Статьи

Каким образом греть воду

Применение электрических бойлеров гарантирует постоянный проход жидкости с необходимостью обустроить отдельный отсек для монтажа.

Проточные устройства занимают мало места, изготовлены из термоустойчивого пластика, нержавеющей стали, титана.

Преимущества:

• быстрый нагрев;
• автоматизация всего процесса;
• монтаж терморегулирующих реле;
• компактность, простота установки.

Обогрев бассейнов при помощи теплообменника можно организовать с помощью подсоединения к общей системе. Регулировка температуры не требуется: за этим параметром следит автоматическая составляющая котла на газе или твердом топливе. Рабочие элементы размещаются между циркуляционной помпой и очистительной станцией.

Отопление дома при помощи солнечной энергии освоено недавно. В жару вода в бассейне нагревается естественным путем. Для поддержания комфортной температуры требуется сооружение гелиоколлектора. Он аккумулирует энергию, передавая ее жидкости в пасмурные и холодные дни.

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.

Норматив температуры воды для бассейнов Тип бассейна Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)

Для исключения проблем с поддержанием необходимой температуры воды уже на этапе проектирования подбирают необходимое нагревательное оборудование. В статье мы поможем Вам освоиться с этой проблемой и выбрать подходящую модель по типу и мощности.

Устройства обогрева воды работают по принципу передачи тепла «от горячего к холодному». Установки различаются принципом получения тепла для нагрева.

Типы и принцип работы водоподогревателей Тип установки обогрева воды Принцип получения тепла

Подогрев бассейна дровами

Если вы отдыхаете на даче, то достать сухие дрова для вас не должно составить проблему. Поэтому этот способ на дачах актуален так, как нигде больше. Поэтому к подобным устройствами вам стоит приглядеться.

Обогреватели на дровах

Принцип работы похож на принцип теплового насоса. Устройство забирает в свои трубы порцию воды. В них она нагревается от огня, и достигнув нужной температуры, возвращается в бассейн. Далее цикл повторяется снова и снова, пока вода в бассейне не достигнет комфортного уровня.

Плюсы подогрева бассейна дровами:

• Доступная цена устройства
• Экономная эксплуатация
• Доступно, если есть дрова

Минусы подогрева бассейна дровами:

• Недоступно, если нет дров

Теперь вы знаете, как можно обогреть бассейн на своей даче. Как видите, вариантов действительно много. И все что остается, так это выбрать тот способ, который подойдет именно вам.

Подогрев бассейна солнечными коллекторами

Подогрев бассейна с помощью солнечных коллекторов

Использование энергии солнца самый дешёвый и перспективный вид энергии. За это не надо платить деньги, необходим только ясный солнечный день. Солнечный коллектор выглядит в виде больших плоских сегментов. Состоит он из многочисленных трубочек маленького диаметра, которые изготавливаются из чёрного полипропилена. В этих маленьких трубочках и происходит нагрев воды с помощью солнечного излучения.

Встраивается такой обогреватель для бассейна в систему фильтрации воды. За счёт постоянной циркуляции, вода в бассейне может за короткий промежуток времени значительно потеплеть. Устанавливают такие солнечные батареи на крыше или в районе бассейна. Ориентируют их в направлении юга или юго-запада, чтобы больше взять солнечного тепла.

Подогрев бассейна электронагревателем

Электронагреватель для бассейна

В этом случае подогрев воды осуществляется за счёт электрического нагревательного элемента. Как правило — это простые ТЭНы, выполненные из антикоррозийных сплавов. Электронагреватель потребляет довольно много электричества. Бывают они разной мощности:

Подогрев бассейна электронагревателем – удовольствие не из дешёвых. Сами понимаете, чтобы нагреть такой объём воды, сколько надо сжечь электроэнергии. Такая система оптимальна для не больших бассейнов. Нагреватели снабжаются датчиками температуры, давления.

Возникает вопрос, какой мощности выбрать электронагреватель? Здесь много различных нюансов, но примерно это делается так. Если бассейн находится в помещении, то его объём делим на 3. Одним словом 30% от кубатуры бассейна – это и будет ориентировочная мощность водонагревателя.

Подогрев воды в бассейне с помощью теплового насоса

Вторым по экономичности способом нагрева воды в бассейне можно считать использование теплового насоса. Его работа не зависит от интенсивности солнечного излучения, от длительности светового дня, что позволяет более качественно контролировать нагрев воды.

В основу работы теплового насоса положен цикл Карно. Фактически, он работает как холодильник, только наоборот. Тепловой насос берет тепло из окружающей среды и использует его для подогрева воды в бассейне. Источником тепла может быть грунт, водоем или воздух.

Лишь в том случае, когда отопление дома и другие системы жизнеобеспечения организованы с помощью теплового насоса с грунтовым или водным коллектором, тогда его можно использовать и для нагрева воды в бассейне.

В остальных случаях для бассейнов используют тепловые насосы воздушные. Внешне они напоминают наружный блок кондиционера. Вентилятор засасывает воздух окружающей среды, которые передает свое тепло теплоносителю (антифриз), который затем проходит компрессор и испаритель.

Важно! Воздушный тепловой насос может работать даже при температуре окружающей среды 5 °С. Обычно его устанавливают в непосредственной близости от уличного бассейна. Если же требуется подогрев воды крытого бассейна в доме, то тепловой насос устанавливают снаружи дома.

Также обратите внимание, если тепловой насос используется для кондиционирования воздуха в помещении, его легко можно использовать и для подогрева воды. Отобранное из помещения тепло направляется для нагрева бассейна, а не просто выбрасывается на улицу.

Тепловой насос для подогрева бассейна намного экономичнее, чем обычный электронагреватель. Он потребляет всего 1 – 1,24 кВт, а выдает тепла на 5,5 – 6 кВт, тем самым экономя до 80% электроэнергии. Данная система является прекрасной альтернативой традиционным источникам энергии, так как она абсолютно экологична, не наносит вред окружающей среде и позволяет экономить.

Не забывайте сохранять тепло в бассейне с помощью пленки с пузырьками. Ведь намного больше тратится энергии и времени на первоначальный нагрев воды в бассейне, и совсем немного на поддержание заданной температуры.

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.

Предлагаем ознакомиться Расчет заземляющего устройства контура заземления

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 = ((V*С * ΔТ)/t1) q*S

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.

Сопротивление току воды следует учитывать при выборе циркуляционного насоса, притом совместно с фильтрующей станцией, сопротивлением труб, форсунок и всех остальных элементов обвязки.

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.

Солнечный подогрев воды в бассейне

Самый дешевый способ нагреть воду – использовать энергию солнца. Особенно это актуально в регионах, где преобладают ясные солнечные дни.

Для эффективной работы солнечного коллектора он должен располагаться так, чтобы в течение дня на него поступали солнечные лучи 4 – 5 часов. Это позволит поддерживать температуру воды в бассейне на уровне 25 — 30 °С или повышать температуру воды на 6 – 10 °С.

Солнечная гелио система подогрева воды в бассейне состоит из нескольких элементов: солнечного коллектора, насоса для перекачки воды, фильтра и клапана управления.

Фильтр необходим для того, чтобы в коллектор гелиосистемы не попадал мусор. Насос необходим для поднятия воды до гелиосистемы и продвижения ее по ней. Иногда требуется установить более мощный насос на фильтрационную систему.

На поверхности солнечного коллектора находятся датчики, которые контролируют уровень освещения и поступления тепла. Когда датчики определяют, что на коллектор поступает достаточно много тепла, они дают команду клапану управления направить поток воды из бассейна в коллектор.

При этом систему фильтрации необходимо настроить так, чтоб она интенсивно работала именно в период наиболее активного освещения. Тогда отфильтрованная вода будет поступать в солнечный коллектор, где она нагревается и возвращается в бассейн с другой стороны.

Когда заданная температура воды в бассейне достигнута, вода перенаправляется и движется мимо коллектора, сразу попадая в бассейн после фильтрации.

Внутри коллектора гелиосистемы циркулирует теплоноситель, от которого и нагревается вода из бассейна. Когда в темное время суток коллектор остывает, поток воды через него прекращается. Клапан управления перекрывает его подачу в гелиосистему.

При установке солнечных коллекторов существуют определенные правила:

• Обычно солнечные коллекторы располагают на крыше дома, но можно их устанавливать и на земле, на опоре, обеспечивающей определенный угол наклона.
• Желательно располагать панели коллектора строго на юг. Допускается их смещение не более чем на 45 ° по отношению к югу.
• Уклон размещения солнечных панелей зависит от региона установки, поэтому данную информацию следует почерпнуть в инструкции или у консультанта компании производителя.
• Можно устанавливать коллекторы на крышах, развернутых на запад и восток. В таком случае используются специальные коллекторы с увеличенной площадью.

Существует несколько видов солнечных коллекторов, вы можете их увидеть на схеме ниже.

Коллекторы с вакуумными стеклянными трубками несколько дороже, селективных панелей. А в магазинах по продаже оборудования для бассейнов обычно предлагают прямоугольные селективные панели.

Например, подогрев воды в каркасном бассейне осуществляется с помощью панелей «Санхитер», «Azuro» и других. Они устанавливаются рядом с бассейном на специальной опоре, обеспечивающей правильный уклон.

Расчет системы солнечного подогрева лучше доверить профессионалам, так как он учитывает множество параметров: интенсивность солнечного облучения, посещаемость бассейна, его размер, место установки, требуемая температура в бассейне.

В среднем площадь поверхности солнечного коллектора должна быть:

• Для крытого бассейна или бассейна в доме – 50 – 70 % поверхности воды.
• Для открытого бассейна – 70 – 100 % поверхности воды.

В уходе солнечные системы подогрева бассейнов очень простые. Требуется только регулярно чистить фильтры и сливать воду на зиму. Причем многие современные модели сами сливают воду на зиму. В зимнее время использовать гелиосистему для нагрева воды в бассейне не представляется возможным, так как в нашем регионе выпадает много снега.

Наибольшей популярностью пользуются прямоугольные модели солнечных коллекторов, но также существуют пирамидальные модели и даже навесы над бассейном. Солнечные коллекторы в виде навеса над бассейном выполняют сразу две функции: подогревают воду и уменьшают испарение воды и теплопередачу между водой и воздухом.

Тепловой насос

Если водяной насос выкачивает воду, то тепловой выкачивает тепло. Все логично.

Тепловой насос

Тепловые насосы бывают различных конструкций и забирают тепло от нескольких источников: воздух, почва, вода. Чтобы было понятнее, покажем принцип работы на примере устройства теплового насоса, забирающего тепло из горячего воздуха.

Принцип работы теплового насоса

На данный момент подобные устройства не очень популярны ввиду высокой цены. Самые дешевые модели начинаются от 120 тысяч рублей. Мы не будем на них заострять внимание, а просто перечислим плюсы и минусы.

Плюсы тепловых насосов:

• Универсальность;
• Способны нагреть большие объемы;
• Низкое электропотребление.

Минусы тепловых насосов:

• Высокая цена (от 120 тысяч);
• Работает только в теплую погоду.

Теплообменник

Для подогрева воды в бассейне выбирают теплообменник “воздух-вода”. Он отлично справляется с задачей подогрева и существенно снижает затраты на электроэнергию. Причем для него не нужна дополнительная выделенная линия. Тепловой насос работает по принципу обратного холодильника.

Теплообменник имеет высокий уровень мощности, она может составлять от 13 до 200 кВт. Выбирается мощность в зависимости от объема бассейна.

Нагреватель для бассейна представляет собой моноблочный агрегат с внутренней и наружной камерами. Вода в нем нагревается благодаря фреону, который закипает при низкой температуре и при контакте с тепловой энергией превращается в газ. Затем перемещается в конденсатор, остывает и превращается в жидкое состояние.

А тепло поступает в систему обогрева и подается на отопление бассейна или дома. Такой агрегат работает от -5, до -15 градусов. Поэтому пользуется большим спросом не только на обогрев бассейна, но и помещения загородного дома. К тому же воду необходимо нагреть максимум до 30 градусов, а это не большой расход энергии.

ВАЖНО!
Основными недостатками теплообменника являются: высокая цена, трудная установка, прогрев всего объёма воды при первичном использовании может достигать 30 часов.

Теплообменники

Еще один вариант, чтобы нагреть воду в бассейне. Используются теплообменники в том случае, если у вас есть второй источник горячей воды – например отопление в доме. Задача устройства – обменять воду из разных источников теплом. Отсюда и название.

Теплообменник

Принцип работы предельно прост. В корпусе теплообменника находится спираль. Вокруг имеется пространство, которое и должно заполняться водой из бассейна. Кипяток проходит через спираль и благодаря большой площади взаимодействия быстро нагревает воду из бассейна.

Принцип работы теплообменника

Чаще всего теплообменники устанавливают тем же способом, что и электронагреватели – в цепи между насосом и бассейном. В некоторых случая целесообразно использование двух теплообменников одновременно.

Плюсы использования теплообменника:

• Независимость от источников питания;
• Возможен нагрев больших объемов.

Минусы использования теплообменника:

• Не всегда имеется второй источник горячей воды.

Для подогрева бассейна летом, когда основное отопление выключено, использование теплообменника весьма проблематично. Придется настраивать и подбирать котел, чтобы он работал исключительно на теплообменник.

Вам будет интерсно прочитать: Подробная схема устройства бассейна

Теплообменники для подогрева воды в бассейне

Теплообменник используется довольно часто для подогрева воды в бассейне. Принцип его работы таков: его подключают к источнику тепла, например, котлу отопления или встраивают в систему центрального отопления. Теплоноситель, нагреваясь в котле, направляется в теплообменник, где отдает тепло воде из бассейна, которая через него прокачивается.

Система подогрева воды в бассейне работает так: подключается циркуляционный насос для прокачки воды через теплообменник. Когда температура воды в бассейне опускается ниже требуемой, термостат подает сигнал, и насос включается. Вода прокачивается вдоль змеевика в теплообменнике и нагревается. Сливается обратно в бассейн с другой стороны.

Точно также, когда заданная температура достигнута, насос отключается. Вода из бассейна перестает проходить через теплообменник.

Для большого бассейна используют сразу несколько теплообменников, чтобы ускорить нагрев воды. Размеры и мощность теплообменников бывают разными от 13кВт до 120 кВт. Также они бывают горизонтальными и вертикальными, титановыми и из нержавеющей стали. Так что можно подобрать агрегат для бассейнов различного объема и размеров.

Единственный недостаток такого способа нагрева воды в бассейне – это зависимость от котла отопления. Хотя если правильно спроектировать систему отопления и нагрева горячей воды, то таким теплообменником можно пользоваться и летом, когда отопление не работает. Котел будет включаться только для нагрева теплоносителя, который циркулирует между котлом и теплообменником бассейна.

Термопокрывало для нагрева

Термпокрывало тоже может помочь вам нагреть воду в бассейне. Его еще называют «Специальное покрытие для бассейна». Вы просто натягиваете поверх бассейна специальное полотно, и теперь тепло от солнца не отражается от воды, а задерживается покрытием. Таким образом, за несколько часов вода может прогреться на 3-4 градуса.

Термопокрывало для нагрева

Нужно отметить, что в случае со специальным покрытием нагревается только верхний слой воды. Чтобы вода нагревалась равномерно, включите насос, который будет перемешивать верхние и нижние слои.

Обычно покупают термопокрывало для бассейна специальной формы под определенную модель. Если же у вас бассейн произвольной, то вы можете выкроить пленку самостоятельно или заказать.

Плюсы использования термопокрывала:

• Доступная цена самого полотна;
• Бесплатная эксплуатация;
• Защищает от насекомых, листьев и прочей грязи.

Минусы использования термопокрывала:

• Редко выступает единственным способом обогрева воды.

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.

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.

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.

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!

Условия эксплуатации и аспекты выбора

Желание продлить период пользования бассейном на даче закономерно. Окунуться в теплую воду приятно и поздней весной и ранней осенью. Далеко не все являются обладателями закаленного организма и имеют наклонности моржей, комфортная температура воды необходима и детям.

Опираясь на приведенные нормы, владельцам бассейнов на даче следует определиться со способами нагрева воды. Для этих целей применяют следующее оборудование:

• проточные электронагреватели;
• теплообменники;
• солнечные батареи;
• тепловые насосы;
• прочие методы (топливные водонагреватели, обогревающие покрывала и т. д.).

При выборе подходящего варианта нагрева воды на даче, учитываются следующие факторы:

• размеры бассейна и объем воды, подлежащей прогреву;
• расположение коммуникаций;
• личные предпочтения владельца.

Перейдем к описанию особенностей каждого способа.

Электронагреватель

Это достаточно простой и популярный способ для повышения температуры в бассейнах небольших объемов, хотя электронагреватель тоже имеет свои недостатки. Принцип работы заключается в том, что вода проходит через трубчатый электронагреватель (ТЭН) и получает тепло от нагреваемого электричеством диэлектрика.

Электронагреватель с насосом

В установке он тоже не вызовет затруднений. Выше на фото видно, что в одно отверстие бассейна подключается мини-насос, далее вода по трубке переходит в ТЭН и попадает обратно уже теплой. Температуру нагрева воды регулируют входящим в трубчатый электронагреватель напором – чем больше напор, тем меньше нагрев. И наоборот.

Вам будет интересно: Схема устройства бассейна

Плюсы использования ТЭН:

• Дешевизна самого электронагревателя;
• Простота использования;
• Лучший вариант для небольших объемов.

Минусы использования ТЭН:

• Не подойдет для больших бассейнов (от 30 м3);
• Дорогой в использовании – большое электропотребление.