Электрокотел для нагрева бассейна

Расчет оборудования для нагрева воды в бассейне. Виды нагревателей.

1. Общие понятия

Температура окружающего воздуха основательно влияет на температуру воды в открытом бассейне. При температуре воздуха 18-20 градусов человек чувствует себя еще мало-мальски комфортно, однако, плавать при такой температуре мало кому захочется. Зачастую, такие условия в теплом периоде в средней полосе и севернее, составляют львиную долю. В связи с этим, вопрос подогрева воды в бассейне актуален.

Норматив температуры воды для бассейнов

Плавательные и спортивные бассейны

Гидромассажные и спа-бассейны

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.

Тип бассейна	Температура воды по нормативу (градус по Цельсию)

Типы и принцип работы водоподогревателей

Тип установки обогрева воды

Принцип получения тепла

Рекурперативные теплообменники (теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся в разных каналах, теплообмен происходит через стенку)

Циркулирующая вода нагретая любым способом передает через стенки тепло, нагревая воду.

Нагреваются за счет электроэнергии. Тепло передается воде напрямую от трубчатых электронагревателей (ТЭН)

2.Теплообменники

Водно-водяной теплообменник состоит из корпуса, внутри которого смонтированы два контура. Первичный контур (контур нагрева) предназначен для циркуляции воды из бойлера. Вторичный контур – для циркуляции воды из бассейна. Между контурами происходит теплообмен следующим образом. Вода из бассейна забирает тепло от воды из теплообменника. Остывшая вода снова проходит через бойлер, подогревается и снова возвращается в теплообменник для отдачи тепла воде из бассейна. И так по замкнутому кругу пока вода в бассейне не достигнет заданной температуры. Затем нагреватель в зависимости от настроек либо отключается, либо продолжает работать в режиме поддержания требуемой температуры.

Время, требуемое для нагрева воды до заданной температуры, зависит от объема бассейна и мощности нагревателя.

Тип и особенности конструкции теплообменника

Нагревательный контур в виде пучка тонких трубок, по каждой из которых протекает вода. Большое количество трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Есть конструкции с демонтируемым пучком трубок (повышение ремонтопригодности).

Нагревательный контур в форме спирали

Корпус теплообменника изготавливают из

1. композитного пластика,
2. нержавеющей стали,
3. титана.

Контур нагрева изготавливают из

1. нержавеющей стали (подходит по соотношению цена/качество для бассейнов с пресной водой),
2. титана (для бассейнов с морской водой),
3. никеля,
4. купроникеля.

Тип теплообменника	Особенности конструкции

Достоинства и недостатки теплообменников

Достоинства	Недостатки
сравнительно дешевые	для работы в доме должен быть газовый котел (можно электрический котел, но это уже дорого)
не требуют больших затрат в процессе эксплуатации	на заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех. паспорте разнице температур первичного и вторичного контура и соотношения скоростей жидкости в них

Падение производительности нагревателя в случае отклонения от паспортных данных можно проанализировать по графикам (диаграмма А,Б)

3. Солнечные коллекторы (солнечные батареи)

Нагреваются под действием солнечных лучей и это тепло используется для подогрева воды в бассейне. Коллектор имеет систему тонких трубок.

Достоинства и недостатки солнечных коллекторов

Достоинства	Недостатки
не требуется газовый котел	малая мощность (квадратный метр батареи выдает тепловую энергию 0.6 – 0.9 кВт/час. Для покрытия мощности слабого водно-водяного теплообменника потребуется площадь батарей равная площади поверхности бассейна.)
не тратится электричество	применяется в южных широтах нашей Родины с большим количеством солнечных дней

4. Электронагреватели

Электронагреватели являются устройствами альтернативными теплообменникам. Принцип действия: в корпусе размещается трубчатый электронагревательный элемент (ТЭН). Он передает тепло протекающей воде. Особых различий между моделями нет.

При выборе электронагревателя ориентиром является:

1. выходная мощность,
2. материал, из которого изготовлен корпус,
3. материал, из которого изготовлен ТЭН.

При использовании морской воды ТЭН подбирают из титана, никеля или купроникеля.

Достоинства и недостатки электронагревателей

Достоинства	Недостатки
для удобства оснащены термостатом с дисплеем, что позволяет легко регулировать температуру воды	огромный расход электроэнергии (повышенные затраты на обслуживание бассейна)
оснащены комплектом автоматического управления (датчиком потока или датчиком давления) , который не позволяет работать при слабом потоке воды	модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети
изначально укомплектованы всем необходимым для запуска и работы

Особенности монтажа

Электронагреватель включают в цепь так, чтобы входящая труба была направлена вертикально вниз. В таком случае прибор всегда будет наполнен водой и даже при выходе из строя автоматики ТЭН не перегорит.

Практика показывает, что электронагреватели используют для бассейнов до 12 – ти кубометров открытого типа и до 20 – ти кубометров закрытого типа.

Задача по поддержанию в бассейне необходимой температуры решается не так уж и просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает важную ее особенность – теплопотери при испарении. Из-за этого подогрев воды происходит длительнее, при всем при том, что, подогрев и без того занимает массу времени.

В связи с этим в проект включают вспомогательные средства для подогрева:

1. термическое покрывало,
2. покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением,
3. использование системы солнечных батарей.

5. Тепловые насосы для подогрева воды

Тепловой насос предназначен охлаждать или обогревать воду в плавательном бассейне с помощью преобразования энергии атмосферного воздуха в тепло.

Устанавливается вне помещения.

Достоинства

— очень простое подключение — достаточно подключить воду и электропитание теплового насоса.

— встроенная система автоматически выставляет оптимальные режимы работы компрессора и вентилятора для получения максимального КПД, путём замера соотношения температуры воздуха и теплоносителя. Управление осуществяется цифровым пультом, есть несколько автоматических настроек работы поддержания температуры.

— установлены датчики и системы защиты: защита от малого и большого давления теплоносителя, датчик высокой температуры теплоносителя, датчик потока воды, система отключения при низкой температуре воздуха, система автоматического оттаивания.

Выводы:

1. Для нагрева воды в бассейне в основном используются водно-водяные теплообменники, электронагреватели и солнечные батареи. Последний вариант используется в основном в качестве дополнительного источника нагрева.

2. Выбор модели основывается на мощности нагревателя.

3. В бассейне с морской водой требуется нагреватель из антикоррозийных материалов.

4. Нагрев воды в бассейне занимает продолжительное время

6. Порядок расчета времени работы теплообменника

Оценим время работы теплообменника по нагреву бассейна. Для этого воспользуемся эмпирической формулой (без учета отклонений от имеющейся мощности и потерь тепла):

t – искомое время в часах,

V – объем воды в бассейне в кубометрах,

T – требуемая разница температур в градусах,

P – заявленная мощность.

Пример расчета.

По этой формуле заранее посчитаем необходимое время нагрева вашего бассейна теплообменником заявленной мощности. Например, вода в бассейне 20 градусов, а требуется нагреть до 26 градусов, т.е. на 6 градусов, при объеме бассейна 30 кубометров и мощности теплообменника 6 кВт.

t = 1.16 * 30 * 6 / 6, t = 34,8 час.

7. Определение необходимой мощности нагревателя

Приведем несколько обобщенных формул для правильного подбора водонагревателя.

Определение мощности водонагревателя

Теплообменник для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен объему бассейна (куб. метр)

Теплообменник для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ¾ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для открытого бассейна (мощность в кВт)

Равен ½ объема бассейна (куб. метр)

Электронагреватель для закрытого бассейна (мощность в кВт)

Равен 1/3 объема бассейна (куб. метр)

Суммарная площадь коллекторов должна быть равна площади самого бассейна

Расчет мощности нагревателя воды описан в разной литературе. Мы же будем использовать формулы из книги «Planung von Schwimmbadern» C. Saunus

Мощность теплообменника определяется из условий первичного нагрева воды в бассейне. Обычно принимается время первичного нагрева 2-4 дня при непрерывной работе нагревателя.

Qs – мощность нагревателя (Вт)

V – объем бассейна (л)

C – удельная теплоемкость воды, C = 1,163 (Вт/кгК)

tB – требуемая температура воды (град. по Цельсию)

tK – температура заполняемой воды (град. по Цельсию)

S – площадь зеркала воды (кв. метр)

Za – требуемое время нагрева

Zu – потери тепла (в час.)

Тип и место использования водонагревателя	Значение требуемой мощности водонагревателя

Тип бассейна и значение параметра потери тепла

Тип и местонахождение бассейна	Значение параметра потери тепла Zu
Бассейн в помещении	180 (Вт/м 2 )
Бассейн на открытом воздухе (полностью открытое место)	1000 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (частично закрытое место)	620 (Вт/метр кв.)
Бассейн на открытом воздухе (полностью закрытое место)	520 (Вт/метр кв.)

При расчете по этой формуле условно – 1 кг = 1 л.

Таким образом, мы рассмотрели современные устройства подогрева воды в бассейне. Они имеют разные принципы действия, форму, технические характеристики и цену. Выбор подходящего именно для своего бассейна за Вами, а также можете обратиться к специалистам в нашу компанию и получить крайне граммотную консультацию.

Источник

Какие бывают электрические котлы для бассейна

Климат летом часто бывает нестабильным, комфортное поддержание температуры обеспечит электрокотел для бассейна. Это особенно важно при купании детей. Для указанных целей используется несколько вариантов конструкций, отличающихся то типу нагрева.

Разновидности электрокотлов для бассейна

Различают 3 типа указанного оборудования. Электрические котлы бывают:

В первом случае конструкция является самой простой. В систему входят электрический нагреватель, насос и фильтрационные элементы. Из полного бассейна посредством помпы осуществляется постоянный забор воды через специальную трубу. Затем жидкость проходит через фильтр. После очистки от посторонних вкраплений вода поступает под давление в электронагреватель с несколькими ТЭНами.

Следующий вариант — тепловые насосные станции. В них нагрев воды выполняется посредством повышения температуры по принципу «воздух-жидкость». Насос забирает наполнение бассейна, подавая его в систему фильтрации. Далее состав поступает в тепловую помпу. Последний элемент представляет собой оборудование со змеевиком. Нагревается деталь за счет повышения температуры воздуха между рабочими контурами без участия ТЭНа. На змеевик смесь подается посредством вентилятора.

Теплообменники-электронагреватели работают благодаря обмену между парой контуров. Сам элемент сделан в виде цилиндрической емкости с размещенным внутри змеевиком. Вход и выход жидкости могут подключаться к индивидуальной системе либо магистральной трассе. С обратной стороны узел соединяется с забором и сбросом воды посредством активации нагнетательного насоса.

Основные требования к оборудованию

Рассматриваемые приборы должны соответствовать санитарным и пожарным нормам. Это связано с тем, что вода является проводником тока.

Все электрические устройства защищают от коррозийных проявлений, чтобы на мокрой поверхности не возникала разность потенциалов.

Главные направления по безопасности обустройства домашних бассейнов:

• правильное исполнение кабелей и проводки;
• использование пониженного напряжения;
• применение УЗО и автоматических реле;
• продуманное заземление оборудования.

Электрические устройства, которые будут подогревать воду, должны устанавливаться в отдельной комнате. К таким приборам относятся щиты, насосы, разделители, трансформаторы, ТЭН. Разрешается монтировать электрооборудование в одном помещении с бассейном либо под навесом. При этом расстояние от устройств до чаши водоема должно быть не менее 3,5 м.

К точке размещения деталей котлов необходимо провести проводку в соответствии с правилами монтажа электроустановок. Предварительно нужно изготовить контур заземления. Сопротивление последнего элемента не должно превышать 4 Ом.

Схема подключения

Подсоединение может быть одно- или трехфазным. Сечение нулевого защитного кабеля берется не более 2,5 кв. мм с учетом механической прочности медного провода. На щитке указанный узел подключается отдельным зажимным болтом на ответвление шины проводника. Не допускается применение рабочего «нуля» в качестве защиты. Для этих целей используют автоматический выключатель типа АВ с номиналом 40 А.

В соответствии с нормативной документацией цепь электропитания бассейна должна иметь устройство защитного отключения (УЗО) на 30 мА. Подобное приспособление не только позволит эффективно обогревать водоем, но и обезопасит людей от поражения током.

Защита отключит электропитание мгновенно при превышении норматива или касания человеческим телом провода фазы.

Требования по монтажу УЗО являются обязательными, нарушение стандартов ведет к штрафу и отказу от сервисного обслуживания. Защитные автоматы устанавливают на отдельном щите, выведенном из помещения, в котором расположен электрокотел для бассейна. Кабель должен быть замаскирован соответствующим образом. Главное — не перепутать рабочий и предохранительный «ноль». Коммутация системы делается так, чтобы полностью обеспечивать готовность к подключению и наладке всей конструкции.

Если в схеме предусмотрены осветительные приборы, разделительный трансформатор устанавливают на дистанции не далее 5 м от прожекторов. При сечении провода вторичной сети 10 кв. мм предельное расстояние увеличивается до 10 м. Если соблюдение указанных показателей невозможно, потребуется наличие отдельного помещения или герметичного щитка не ближе 3,5 м до чаши бассейна.

При использовании приспособлений противотока необходимо обеспечить прокладку кабеля скрытым способом (по стандартам ПУЭ). Не допускается применение проводов с металлической оплеткой либо их монтаж в железных трубках. Для защиты кабелей рекомендуется укладывать полимерные гофрированные шланги.

Советы и рекомендации по недопущению несчастных случаев

Правила, которых следует придерживаться:

• внимательно изучить и соблюдать стандарты электробезопасности в бассейнах;
• согласовать с компанией, выполняющей монтаж оборудования, периодичность технического обслуживания;
• не допускать нахождения посторонних предметов в непосредственной близости от водоема;
• вести учет всех точек заземлений, скрытой проводки, чтобы не нарушить их целостность.

На выбор электрокотла влияет его мощность в кВт, выбираемая в зависимости от объема обрабатываемой жидкости и конструкции бассейна. Для детских надувных моделей хватит небольшого прибора с одним ТЭНом. Обустройство стационарных или каркасных конструкций лучше выполнять при помощи котельных установок, безопасность которых подтверждена соответствующей документацией.

Источник