Подогрев воды в бассейне – как и чем нагреть?

Строительство бассейна в загородном доме или на приусадебном участке требует решения ряда технических задач, связанных с его эксплуатацией.

Одна из них — нагрев и поддержание нужной температуры воды в бассейне.

Учитывая большой объем бассейна и свойство тепла улетучиваться в окружающее пространство, нетрудно предположить, что энергии для этого понадобится немало. Чтобы ее количество не оказалось чересчур велико, нужно правильно выбрать оборудование.

В качестве ориентира от температуры воды в бассейне зависит не только комфорт, но и безопасность купающихся люден. Не случайно этот показатель нормируется санитарными правилами наряду с содержанием в воде микроорганизмов и химических веществ, способных причинить вред здоровью пользователей. Согласно СанПиН 2.1.2.1188-03 «Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества» температура воды в спортивных плавательных бассейнах должна составлять 24-28 °С, в оздоровительных — 26-29 °С, в бассейнах для детей до семи лет — 30-32 °С, а для детей старшего возраста — 29-30 °С.

В гидромассажных ваннах (джакузи) отечественные нормативы предписывают поддерживать данный параметр в диапазоне 35-39 °С .

Эти цифры утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации для всех спортивно-оздоровительных бассейнов, включая открытые, бассейнов при школах, детских садах вне зависимости от ведомственной принадлежности и формы собственности. Конечно, владелец индивидуального бассейна в загородном доме или таунхаусе волен настроить нагрев воды, ориентируясь на состояние своего здоровья и личные представления о комфорте. Но и в таком случае стоит принять во внимание значения, определенные медиками.

Основной вариант


В идеале устройство для подогрева воды в бассейне нужно закладывать в проект как часть системы теплоснабжения дома. При этом варианте рассчитывают общий тепловой баланс здания с учетом всех потерь и поступлений тепла, необходимого количества горячей воды, требований к микроклимату помещений. На основании полученных данных выбирают оптимальный источник или комбинацию источников тепла. Такой подход избавляет от лишних расходов при покупке, монтаже, а потом и использовании отопительного и водонагревательного оборудования. Конечно, уже смонтированную систему можно в дальнейшем дооснастить и реконструировать. Но тогда придется думать, где взять тепло, чтобы обеспечить дополнительную нагрузку.

Источниками тепла в современном загородном доме с водяным отоплением служат котел, тепловой насос, солнечные коллекторы, камин со встроенным теплообменником, а также совокупность этих установок. Чтобы направить часть вырабатываемой ими энергии на нагрев воды бассейна, используют теплообменники, в которых, как правило, она нагревается, протекая по пучку трубок или змеевику, омываемому теплоносителем системы отопления.

В воде бассейна растворены различные химические реагенты, дозируемые при водоподготовке, и кислород, попадающий из воздуха. Поэтому теплообменники для бассейнов изготавливают из коррозионно-стойкой нержавеющей стали высококачественных марок или из титана. Корпус аппарата, контактирующий лишь с теплоносителем системы отопления, обычно делают из менее дорогой нержавейки или пластика.

Чтобы нагрев воды бассейна был управляемым и не зависел от работы остальных частей системы отопления и горячего водоснабжения дома, необходимо включить теплообменник в состав отдельного циркуляционного контура.

Технически это несложно: трубопроводы подачи нагревающей жидкости к теплообменнику и ее возврата подключаются к прямому и обратному распределительным коллекторам системы отопления. В принципе, при небольшой протяженности трубопроводов управлять контуром нагрева воды бассейна можно с помощью автоматического клапана, установленного на отводе коллектора, но для более полной автономности работы контура лучше предусмотреть в нем собственный циркуляционный насос Применение современной модели циркуляционника с частотным регулированием скорости вращения сделает потребление им электроэнергии минимальным.

На заметку: Существует несколько способов подогрева воды бассейна. Среди них отбор тепла из системы водяного отопления или его выработка отдельным теплогенератором — тепловым насосом или гелиотермической установкой. Нагревательное оборудование, непосредственно контактирующее с водой бассейна, изготавливают из материалов, устойчивых к коррозии. Остальные элементы такие же, как в обычных отопительных и водонагревательных системах.

Подготовка воды с очисткой от взвесей, дезинфекцией и подогревом осуществляется при ее циркуляции по контуру, в состав которого входят соответствующие аппараты. Весь объем воды бассейна прогоняется по нему два-три раза в сутки. Кроме водонагревателя эта технологическая цепочка включает в себя фильтры — предварительной очистки и основной — с управляющим клапаном, насос и дозатор обеззараживающего препарата. Нагрев воды производится после ее фильтрации, но до ввода дезинфектанта, чтобы снизить воздействие на нагреватель химических веществ.

Управляющий клапан служит для реализации различных режимов работы контура, в том числе прогона воды без фильтрации. То есть, когда качество воды хорошее и очистка не требуется, ее можно нагревать, не тратя электроэнергию на преодоление гидравлического сопротивления загрузки фильтра.

Нагрев воды в бассейне проходит в два этапа. Сначала нужно повысить исходную температуру воды при заполнении чаши (обычно она порядка 10 °С), а затем только поддерживать заданную температуру. Мощность теплообменника рассчитывают с учетом объема воды в бассейне и тепловых потерь при его эксплуатации. В отличие от аналогичного параметра электрического нагревателя мощность водоводяного аппарата непостоянна. Она зависит от температуры теплоносителя системы отопления и нагреваемой воды.

При большом желании рассчитать се можно самостоятельно, но лучше доверить это профессионалам. В грубом приближении для подогрева воды открытых бассейнов требуется 1,0 кВт, закрытых — 0,7 кВт мощности на каждый кубический метр объема. Обязательный элемент контура с водо-водяным теплообменником — клапан, автоматически прекращающий циркуляцию теплоносителя при выключении насоса в линии подготовки воды бассейна. Это защищает от перегрева и сам водонагреватель, и другие компоненты вторичного контура системы, выполненные, как правило, из поливинилхлорида (ПВХ).

Нагрев бассейна проточным электрическим нагревателем

Как уже говорилось, нагрев воды бассейна от штатного отопительного котла — наиболее экономичное решение рассматриваемой задачи в индивидуальном доме. Если мощности котла недостаточно, он отсутствует или организовать от него нагрев воды затруднительно (например, нужны слишком длинные трубопроводы), можно прибегнуть к установке проточного электрического нагревателя.

Обычно аппараты такого типа используют в небольших бассейнах Когда объем воды значительный, применение этого способа проблематично. Помимо того что электричество обходится довольно дорого, выделенной для коттеджа мощности может просто не хватить для подогрева большого количества воды. Для сильного водонагревателя нужна отдельная линия питания с автоматикой большего номинала, а чаще всего ему требуется еще и трехфазное питание.

Тем не менее проточный электронагреватель — самое простое средство подогрева воды в бассейне. Его, кстати, можно комбинировать с нагревом от системы отопления (например, используя электричество при заполнении чаши). Аппарат монтируют непосредственно в линии рециркуляции воды. Надо лишь подключить его к электросети и системе управления.

Как и водоводяные теплообменники, электронагреватели для бассейнов должны быть устойчивы к воздействию химических веществ. Поскольку наибольшая нагрузка приходится на тэны (трубчатые электронагревательные элементы), к материалу их корпуса предъявляются самые жесткие требования. Их изготавливают из высоколегированной стали, сплава Incoloy 825 (включает железо, никель, хром, титан, медь, молибден и другие элементы) или титана.

Титановые тэны используют, например, при подогреве соленой воды. Электрический водонагреватель комплектуется регулирующим и защитным термостатами, а также устройством (датчиком давления или потока), отключающим тэны в отсутствие циркуляции воды через аппарат. Управление аппаратом может осуществляться цифровым контроллером, автоматически регулирующим мощность нагрева в зависимости от температуры воды в бассейне.

Для упрощенного выбора электронагревателя приводят такие цифры: в открытом бассейне — 0,5 кВт, в закрытом — 0,3 кВт на каждый кубический метр объема воды.

На заметку: Электричество способно обеспечить быстрый нагрев воды, но это более дорогостоящий ресурс, чем газ и дизтопливо, сжигаемые в отопительных котлах. Кроме того, мощность, которую энергетики выделяют для индивидуальных пользователей, ограничена. Еще один нюанс — необходимость в трехфазном питании для водонагревателей мощностью от 6 кВт. Поэтому электрический нагрев часто комбинируют с водо-водяным.

Подогрев воды в бассейне тепловым насосом

Подогрев воды бассейнов — идеальная сфера применения для тепловых насосов типа «воздух-вода». (Не случайно предложение этого оборудования растет буквально на глазах.) Ведь температура, до которой нужно прогреть воду, невелика — не больше 30 °С. С такой задачей воздушный тепловой насос успешно справляется даже при довольно низкой температуре наружного воздуха. Кроме того, чем меньше разница между температурой источника тепла и нагреваемой воды, тем выше эффективность теплового насоса.

Напомним, что тепловой насос — устройство, собирающее и направляющее на полезные нужды тепло, рассеянное в окружающем пространстве — в воде, воздухе, грунте. Благодаря этому на каждый киловатт-час электроэнергии, затрачиваемой на работ)’ теплового насоса, можно получить четыре и более киловатт-часа тепла. Отбор энергии из воздуха — технически самый простой способ использования рассеянного тепла, не требующий бурения скважин, рытья траншей и тд.

Организовать подогрев воды бассейна можно с помощью обычного теплового насоса — по двухконтурной схеме, с применением дополнительного водоводяного теплообменника. По лучше использовать специальные модели для прямого включения в линию рециркуляции воды. Они оснащаются встроенными титановыми теплообменниками и, как правило, допускают нагрев соленой воды.

Большую часть предложения воздушных тепловых насосов для бассейнов составляют моноблочные аппараты для наружной установки, рассчитанные на работу при температуре воздуха от +5 °С Этого вполне достаточно для эксплуатации домашнего водоема летом и в межсезонье. Но несложно найти и модель для круглогодичного использования, рассчитанную на температуру до -10… -15 °С.

Как правило, в частном бассейне для теплового насоса не требуется трехфазного питания. А потребляемая аппаратом электрическая мощность позволяет легко вписаться в выделенные энергетиками лимиты.

Моноблочные воздушные тепловые насосы устанавливают в непосредственной близости от бассейна, без протяжен пых трубопроводов. Они легко и быстро монтируются в линию водоподготовки, обычно с помощью труб и арматуры из ПВХ .

Как правило, при круглогодичном использовании в наших условиях тепловой насос нуждается в поддержке дополнительного источника тепла, включаемого в работу в холодные зимние дни.

Часть нагрузки на теплоснабжение закрытого бассейна может быть покрыта за счет утилизации тепла внутреннего воздуха, в том числе при его осушении.

Нагрев воды в бассейне с помощью гелиустановки!

Конечно, нагрев воды бассейна не обходится без использования солнечной энергии, практически бесплатной. Для зарубежных специалистов наличие бассейна с «зеркалом» площадью более 30 м2 даже является одним из критериев того, что дом следует оснастить водонагревательной гелиоустановкой.

На основе солнечных коллекторов могут быть смонтированы одно- и двух-контурные водонагревательные установки. Первые подразумевают подачу нагреваемой воды непосредственно в коллектор, вторые — гидравлическое разделение контуров сбора и потребления тепла. Одноконтурные гелиоустановки предназначены для сезонной эксплуатации: при минусовой температуре солнечные коллекторы и другие элементы системы, размещенные снаружи дома, будут повреждены при замерзании находящейся в них воды. В двухконтурных через солнечные коллекторы циркулирует антифриз, и они используются круглогодично.

Если дом оборудован двухконтурной системой солнечного теплоснабжения, то бассейн может быть одним из потребителей собранного коллекторами тепла. В этом случае теплообменник из качественной нержавеющей стали встраивается в накопительный бак, которым, как правило, оснащается гелиоустановка. Это позволяет снизить расход топлива отопительным котлом, решить проблему с нехваткой мощности, сократить время работы основного теплогенератора.

Распространенные в настоящее время плоские и вакуумные солнечные коллекторы изготавливаются на основе медных трубок Поэтому их нельзя рассматривать в качестве стандартного оборудования для непосредственного нагрева воды, обрабатываемой химическими реагентами. Чтобы такой коллектор прослужил долго, его нужно подключать по двухконтурной схеме. Простую и недорогую гелиоустановку для сезонного применения можно смонтировать, используя пластиковые солнечные коллекторы. Подобные аппараты имеют разную конструкцию — от плоской войной емкости до набора трубок, соединенных по коллекторной схеме. В основном их изготавливают из полипропилена или полиэтилена, окрашивая пластик в черный цвет. Химическая инертность конструкционного материала позволяет применять пластиковые коллекторы в проточном режиме. Чтобы перекачивание большого объема воды не требовало чрезмерного расхода электроэнергии, проточные коллекторы должны иметь малое гидравлическое сопротивление. Мри необходимости на их основе несложно построить систему с естественной циркуляцией воды.

Конструкция пластиковых коллекторов не обеспечивает им столь же высокой эффективности, как у их плоских и вакуумных «собратьев». Большие потери тепла из-за отсутствия остекления снижают их производительность в плохую погоду и делают нерентабельным применение коллекторов в холодное время года. Но в летний сезон оно более чем оправданно.

Суммарная площадь пластиковых коллекторов для открытого бассейна должна составлять примерно 70% его «зеркала».

Солнечные коллекторы хорошо использовать в сочетании с тепловым насосом, включаемым в работу в пасмурную погоду.

Сберечь — значит, сэкономить

Количество тепла, необходимого для поддержания заданной температуры воды (а значит, и мощность нагревателя), определяется тепловыми потерями бассейна, которые происходят в результате конвекции (с потоком нагреваемого воздуха), кондукции (при соприкосновении сред с разной температурой) и излучения. Кроме перечисленных в бассейне имеет место еще один вид тепловых потерь — при испарении воды с его поверхности. Помимо того что переход воды из жидкого состояния в пар сам по себе сопровождается поглощением тепла, возникает также необходимость в подпитке бассейна свежей водой (а ее приходится нагревать). Потери тепла снижают, закрывая поверхность открытого бассейна в то время, когда им не пользуются. Для этого служат плавающие полимерные покрытия («покрывала») или специальные жалюзи. Энергосберегающий эффект от их применения может достигать 50% и более. Существуют покрывала, прозрачные для солнечных лучей, энергия которых передастся воде. В холодное время года эксплуатируемый открытый бассейн защищают теплоизолирующим покрытием.

В закрытых бассейнах защитное покрытие также окажется полезным. Скорость испарения воды зависит от температуры и влажности воздуха в помещении, интенсивности его движения над водной поверхностью. Так что снижение тепловых потерь в крытых бассейнах напрямую связано с решением вопросов отопления, вентиляции и кондиционирования. Важна также теплоизоляция чаши (это справедливо и для открытых бассейнов, используемых не только летом) и самого здания.

Сэкономить тепло на обогрев уличных бассейнов небольшой глубины помогает и правильно подобранная по цвету внутренняя облицовка: она должна поглощать, а не отражать солнечный свет. Это происходит, например, если дно бассейна выложено темно-синей плиткой.

На заметку: Солнце — источник практически бесплатного тепла. Его легко использовать для нагрева воды, особенно если речь идет об открытом бассейне сезонной эксплуатации. Специфика решаемых задач снимает многие вопросы, возникающие при организации «солнечного» отопления, охлаждения и даже горячего водоснабжения. Например, здесь вполне можно обойтись без бака — аккумулятора тепла.

Автор: Известный строительный журналист И.Плохих

Реклама

Ниже другие записи по теме "Как сделать своими руками - домохозяину!"

Главная » Пруды, бассейны и др. » Как нагреть воду в бассейне – способы и устройства, конструкции и методы

По материалам сайта: http://kak-svoimi-rukami.com