Пластинчатый теплообменник для бассейн

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:

• Максимальная рабочая температура. Максимальный нагрев теплоносителя, выдерживаемый устройством.
• Тепловая мощность. Зависит не только от площади контакта, но и от типа жидкости в обоих контурах и перепада температур.
• Пропускная способность, измеряется в метрах кубических в час, определяет, за сколько времени весь объем бассейна пройдет через теплообменник.

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.

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),

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.

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.

Источник

Какой теплообменник для бассейна лучше: пластинчатый или кожухотрубный?

Преимущества пластинчатых теплообменников

• 1 – Коэффициент теплопередачи пластинчатых теплообменников выше, а соответственно площадь меньше, чем у традиционных кожухотрубных.
• 2 – Легкий подбор необходимой тепловой мощности простым добавлением пластин (в расчетах необходимо предусматривать запас по поверхности нагрева 10%.
• 3 – Меньший вес (Меньшая металлоемкость).

Далее по тексту:Пластинчатое теплообменное оборудование – ПТО, Кожухторубное теплообменное оборудование – КТО.

Основным преимуществом, обеспечивающим экономичность пластинчатого теплообменника перед кожухотрубным является то, что пластинчатые аппараты требуют на 80% меньше теплоносителя, чем аналогичные кожухотрубные. Это обусловлено тем, что скорость протекания теплоносителя в ПТО примерно в два раза ниже, чем в КТО, внутренний объем аппарата — в 6 раз меньше, а коэффициент передачи тепла в 1,5–3 раза больше.

Кроме того, теплоноситель проходит по аппарату однократно и по короткому пути. Благодаря этому достигается следующее: меньшее количество теплоносителя обеспечивает значительное снижение мощности насосов, размера арматуры и периферийного оборудования систем с теплообменником. Мощность насосов отражается на расходе электроэнергии, размер арматуры обуславливает снижение капитальных затрат на строительство системы с теплообменником. Снижение необходимости циркуляции теплоносителя по контуру котельная-теплообменник обеспечит снижение потерь тепловой энергии при ее транспортировке как минимум в 2 раза.

Низкая скорость протекания теплоносителя по аппарату обеспечивает высокое качество теплообмена. Холодный теплоноситель в ПТО можно нагреть практически до температуры горячего (до разности в 1–3 °С), а горячий — соответственно остудить до температуры холодного. Этот факт обеспечивает следующий источник экономии тепловой энергии: при понижении температуры обратного теплоносителя автоматически снижаются потери тепла в обратных трубопроводах, а также возрастает КПД котлов. Последнее обусловлено тем, что при горении топлива тепло передается от сжигаемого топлива холодному теплоносителю гораздо эффективней.

Короткий путь теплоносителя по аппарату при использовании приборов автоматического регулирования температуры дает значительные преимущества. Постоянная времени ПТО в десятки раз меньше чем в КТО, что обеспечивает качественную работу автоматики, точное поддержание задания по температуре и следовательно — экономичность работы аппарата. Конструкция ПТО практически обеспечивает невозможность появления внутри аппарата внутренних протечек, ведущих к смешиванию сред: любая появляющаяся протечка (кроме физического разрушения внутренней части платины) определяется визуально. Этот факт снижает утечки теплоносителя неявно, но практически всегда существующие в старых КТО.

Ряд преимуществ конструкции пластинчатого теплообменника перед кожухотрубным обеспечивает дополнительное снижение затрат при эксплуатации аппаратов связанное с его конструкцией и качеством исполнения. Это — высокая турбулентность потоков теплоносителя, проходящего через аппарат обеспечивает высокую сопротивляемость теплообменных поверхностей ПТО к образованию различного рода отложений, снижающих КПД теплообмена. Такой факт позволяет проводить процедуру очистки поверхностей аппарата гораздо реже, чем у КТО. Частота очистки, разумеется, зависит от условий эксплуатации аппарата.

При появлении необходимости в очистке затраты на разборку и полную очистку ПТО в сотни раз ниже, чем при ремонте (очистке) КТО.

Отсутствие коррозии поверхностей и высокое качество материала аппарата увеличивает срок службы аппарата в несколько раз. Возможный ремонт ПТО сводится всего лишь к замене пластины/прокладки . Высокая надежность аппаратов снижает вероятность появления потерь в результате аварийных ситуаций.

Источник

Теплообменник для бассейна

Для того чтобы в бассейне было комфортно плавать, вода должна иметь определенную температуру. Жидкость быстро остывает за счет большой площади контакта с воздухом, поэтому ее нужно постоянно подогревать. Для этого используют теплообменник для бассейна. Устройство обеспечивает передачу тепла от источника к воде.

По стандартам для спортивных и плавательных бассейнов показатель должен находиться в пределах 24–28 ⁰С. Для детей температуру нужно поднять до 28–30 ⁰С, если же они младше 7 лет, то 30–32 ⁰С. Еще выше показатель для лечебных процедур (СПА, гидромассаж) – 32–38 ⁰С.

Разборные пластинчатые теплообменники

В этой статье мы рассмотрим исключительно пластинчатые разборные теплообменники для бассейна. Нередко можно встретить мнения, что трубчатая конструкция лучше за счет того, что она не так забивается грязью и мусором. Но в теплообменник вода попадает, проходя через фильтр. Если не забыть про его установку и вовремя обслуживать, то никакой грязи в агрегат попасть не может. Пластинчатые конструкции более эффективны за счет значительной площади нагреваемой поверхности.

Устанавливать нагреватель непосредственно в резервуаре не эффективно, а также опасно. Поэтому источник тепла (электрический, солнечный, газовый) имеет отдельный контур. Греющая и нагреваемая жидкости не смешиваются. Передача температуры происходит с помощью теплообменника.

Из каких материалов изготавливаются

Теплообменники для подогрева воды в плавательном бассейне за редким исключением изготавливают из двух видов материала: нержавеющей стали или титана.

Нержавейка используется благодаря ее прочности, коррозионной стойкости, она легко выдерживает гидроудары, служит по 10 лет и более. По цене металл значительно дешевле меди или титана и лидирует для подогрева пресной воды.

Для бассейнов с морской водой применяют титан. Несмотря на высокую стоимость, материал не взаимодействует с фтором, солями, хлором. Также он легок, прочен, не боится нагрева.

Принцип работы пластинчатого теплообменника в бассейне

Аппарат относится к водно-водяным. Принцип работы прост: внутри корпуса находятся 2 контура. В первичный поступает горячая жидкость из бойлера. Во вторичном прокачивается прохладная вода из бассейна. Смешиванию сред препятствуют резиновые уплотнения. Нагрев происходит посредством передачи тепла от греющей среды к нагреваемой через пакет пластин внутри теплообменника.

Вода во втором контуре нагревается и поступает в бассейн. Остывшая жидкость в первом контуре возвращается в нагревательный прибор, где происходит ее подогрев. Непосредственно содержимое контуров никогда не смешивается.

Выбор теплообменника

От того, как тщательно был сделан подбор устройства, зависит его качество работы и скорость нагрева.

Максимальный уровень рабочей температуры. Означает наибольшую температуру теплоносителя.

Пропускная способность. То есть за какое время через устройство пройдет весь объем резервуара. Подбирается вместе с циркуляционным насосом.

Величина тепловой мощности. Это основной параметр. Если он меньше требуемой, то вода не будет прогреваться до желаемой температуры. Больше тоже ничего хорошего – это значит нерациональный перерасход денег.

Упрощенный расчет мощности

Провести расчет мощности устройства можно по формуле:

P = V × C × (Тз — Тв) × 1/t + q × S, где

V — емкость резервуара, л;

S —площадь соприкосновения с воздухом, м 2 ;

Тз — заданная температура, °С;

Тн — температура поступающей жидкости из водопровода, °С;

t — время нагрева воды до Тз (как правило, 2–3 суток), ч;

С — показатель удельной теплоемкости жидкости (равен 1,16 Вт/кг·K);

q — величина утечки температуры из-за испарения, Вт/м 2 , равна 1000 для открытых резервуаров, 520 – находящихся в помещении и 620 – полузакрытых.

Например, есть открытый бассейн с размерами 3 на 7 м, глубиной 2 м. Температура в водопроводе 18 °C, нужно нагреть жидкость до 28 °C за 2 дня.

Согласно формуле: 3 × 7 × 2 × 1000 × 1,16 × (28 — 18) × ½ × 24 + 1000 × 3 × 7 = 31150 Вт.

При определении объема воды при использовании габаритов в метрах, умножаем их на 1000 (количество литров в 1 куб. м).

Лучше брать мощность с небольшим запасом. По расчету в примере нужно около 31 кВт. Стоит добавить 10%. Получается, что достаточно 34–35 кВт.

Подключение

Теплообменник устанавливается строго после циркуляционного насоса и фильтра. За ним монтируется дозатор реагентов. Изменение порядка монтажа недопустимо.

Находится узел должен ниже всех остальных элементов для исключения попадания воздуха в контуры. Перед устройством врезается клапан, регулирующий подачу жидкости, соединенный с температурным датчиком. Это позволяет автоматически регулировать подогрев.

Основные правила эксплуатации

Эффективность пластинчатого агрегата достигает 90–95%. Однако на стенках активно откладывается накипь. Поэтому для нагрева воды ее жесткость нужно смягчать.

Водородная активность жидкости pH должна быть в пределах 7,4–7,6. Ее нужно контролировать каждый день. Также нужно удалять из воды мусор и листья – их гниение повышает pH.

Нельзя допускать повреждения фильтров с попаданием мусора в трубы. Хлорин добавляется не в одном месте и тщательно размешивается.

При нарушении этих правил происходит ускоренное повреждение теплообменника.

Промывка пластинчатых теплообменников

Преимущество разборного аппарата в том, что его легко очистить от накипи и отложений. Потребуется демонтировать узел и разобрать его, открутив гайки. Затем внутренние каналы промываются, отчищаются специальной щеткой.

Перед сборкой нужно проверить целостность резиновых уплотнителей. При необходимости их нужно заменить. Также рекомендуем промазать их качественным силиконовым герметиком.

Источник