Теплообменник для бассейна: правила выбора и особенности сборки своими руками

Важнейшее условие комфортного использования бассейна – качественный подогрев воды. Но как это обеспечить, учитывая большие объемы используемой жидкости и высокие теплопотери искусственного водоема? Наиболее разумное решение – систематический обмен воды с разной температурой: холодной и горячей. Организовать такой процесс можно с помощью теплообменника. Чтобы разобраться с особенностями этого варианта обогрева, предлагаем детальнее познакомиться с главным рабочим устройством – рассказываем, что собой представляет теплообменник, на что ориентироваться при его выборе, как выполняется расчет мощности, а также как сделать и установить прибор своими руками.

Строение и принцип работы

Конструктивно теплообменник для бассейна представляет собой цилиндрический корпус с двумя контурами: в первом, представляющим собой непосредственную полость прибора, циркулирует жидкость из бассейна, а во втором расположено устройство, по которому перемещается теплоноситель – горячая вода. В роли устройства для нагрева жидкости выступает или трубка, или пластина.
Сам по себе теплообменник не обеспечивает подогрев воды – с помощью внешних штуцеров второго контура он подключается к котлу системы отопления и выступает посредником в передаче тепла: сначала в прибор из бассейна поступает вода, затем она перемещается по корпусу, соприкасается с нагревающим устройством, берет от него тепло и далее уже нагретой до необходимой температуры возвращается обратно в чашу. Чем больше площадь контакта нагревающего элемента, тем быстрее тепло переходит от горячей воды к холодной.

Как устроен теплообменник для бассейна

Сколько в среднем по времени нагревается?

Рассмотрим, сколько времени в среднем занимает нагрев воды в чашах, находящихся в разных условиях.

В резервуаре на улице

Вода в уличном резервуаре прогревается в течение 2-4 суток (первичный нагрев). Затем температура лишь поддерживается, хотя процесс зависит от типа и производительности нагревателя.

В помещении

Бассейны, расположенные в помещении, нагреваются в среднем за 1-3 суток (первичный нагрев). Теплопотери в таких чашах намного меньше, поэтому время нагрева почти вдвое сокращается.

Факторы выбора

Выбирая теплообменник, принимайте во внимание следующие характеристики:

• Тип нагревательного устройства: трубчатый или пластинчатый.

Совет. Специалисты рекомендует выбирать трубчатые теплообменники, так как они обеспечивают большую площадь соприкосновения с водой и отличаются меньшей чувствительностью к качеству циркулирующей жидкости.

• Пропускная способность.
• Материал корпуса: нержавеющая сталь, пластик, титан.
• Тип нагревателя, к которому будет подключаться теплообменник: газовый или электрокотел.
• Тепловая мощность.

Последняя характеристика является важнейшей, ведь она значительно влияет на производительность теплообменника. Исходя из этого, возникает логичный вопрос: как рассчитать мощность прибора для своего бассейна? Для упрощенных вычислений понадобятся такие данные:

• V – объем чаши (л);
• ΔТ – разница между необходимой температурой нагретой воды и базовой температурой воды в бассейне (градусы);
• t1 – ожидаемое время нагрева воды (часы);
• С – удельная теплоемкость (всегда равна 1,16);
• q – потери тепла с зеркала воды (Вт/кв.м.)

Важно! Средние показатели теплопотерь: для открытого бассейна – 1000 Вт/кв.м., для частично закрытого – 620 Вт/кв.м., для полностью крытого –520 Вт/кв.м.
Формула расчета: P = ((VхСхΔТ)/t1) + qхS

Предположим, что в вашем распоряжении полностью открытый бассейн объемом 40 л и с зеркалом воды 24 кв.м. Чтобы нагреть в нем воду за 4 часа при условии разницы температур в 15 градусов, вам понадобится теплообменник с приблизительной мощностью P=((40х1,16х15)/4)+1000х24 = 24 кВт.

Как ускорить процесс обогрева?

Для ускорения процесса нагрева воды необходимо максимально снизить теплопотери. Одним из эффективных способов является установка на зеркало воды теплосберегающего покрытия. Специальная пленка остановит процесс испарения теплых слоев воды, поднимающихся наверх, что уменьшит потери и ускорит подъем температуры.

Еще один вариант — использование производительных нагревателей, обладающих запасом мощности для чаши данного размера. Это важно для общественных бассейнов, где нет возможности останавливать пользование чашей и ожидать, пока вода нагреется до нормативного значения.

Обычно оборудование запускают на полную мощность, чтобы получить нужный результат в самые кратчайшие сроки.

Изготовление и монтаж

Если вы по каким-либо причинам не желаете покупать теплообменник для бассейна, можете соорудить его своими руками. Для этого подготовьте:

• стальной цилиндрический бак;
• медную трубу;
• прибор регулировки мощности;
• анод.

Подключение теплообменника
Сначала выполните в торцах бака два отверстия: вход для поступления холодной воды из бассейна, выход – для возврата подогретой жидкости. Затем сверните медную трубку в конструкцию, напоминающую спираль. Полученный нагревательный элемент закрепите в баке и выведите оба его конца на внешнюю сторону емкости, предварительно выполнив в ее стенках соответствующие отверстия. Далее подключите к трубке регулятор мощности и установите в баке анод – он будет защищать емкость от перепадов температур.

Теперь необходимо подключить теплообменник. Его следует устанавливать после монтажа насоса и фильтра, но перед креплением разного рода дозаторов. Как правило, теплообменник размещается ниже всех труб, фильтров, воздухоотводчика.

Прибор монтируется в горизонтальном положении: вход и выход бака присоединяются к контуру бассейна, а вход и выход нагревательной трубки – к контуру теплоносителя от котла отопления. Проще всего использовать резьбовые соединения. Все подключения выполняются с применением запорных вентилей. После того, как контуры присоединены, на входном патрубке теплоносителя от котла монтируется регулирующий клапан с термостатом, а на выходе воды в бассейн устанавливается температурный датчик.

Совет. Если контур от нагревательного котла к теплообменнику слишком длинный, установите на его линии дополнительный циркуляционный насос для обеспечения бесперебойной работы системы.

Как видите, теплообменник – простой, но очень полезный прибор, способный гарантировать равномерный обогрев воды в бассейне любого объема. Вы можете купить уже собранное устройство, а можете и сделать его своими руками – в обоих случаях ориентируйтесь на вышеобозначенные рекомендации, чтобы точно получить желаемый результат: всегда теплую и комфортную воду в своем бассейне.

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.

Типы конструкций

Для подогрева большого объема воды, содержащегося в резервуарах спортивных плавательных бассейнов, используются разборные пластинчатые и кожухотрубные теплообменники. Каждый тип оборудования обладает как собственными эксплуатационными преимуществами, так и индивидуальными недостатками, не позволяющими использовать определенный вид теплообменников в тех или иных бассейнах.

Разборные пластинчатые теплообменники

Теплоноситель и нагреваемая вода движутся по контурам, образованным пакетом металлических пластин. Резиновые уплотнители, закрепленные на рабочей поверхности пластин, препятствуют утечке циркулирующих жидкостей. Каждая пластина с одной стороны омывается горячим теплоносителем, а с другой — прохладной водой, поступающей из бассейна. Металлическая перегородка толщиной 0,5-0,6 мм не препятствует процессу передачи тепловой энергии от разогретой жидкости к холодной. Движущиеся с высокой турбулентной скоростью потоки жидкости очищают каналы пластин от мелкого механического мусора.

Преимущества пластинчатых теплообменников:

• теплообменный КПД 90-95%;
• небольшие габариты и масса;
• низкий расход теплоносителя;
• возможность подключения всех трубопроводов с одной стороны;
• возможность регулировать тепловую мощность теплообменного агрегата, изменяя количество пластин в пакете;
• простое эксплуатационное обслуживание;
• замена вышедших из строя теплообменных пластин силами штатной сантехнической бригады.

Недостатки пластинчатых теплообменников:

• повышенные требования к качеству очистки циркулирующих жидкостей;
• необходимость заземления корпуса теплообменника из-за возникающих блуждающих электрических токов, которые могут повредить металлические пластины;
• ощутимые гидравлические потери.

Посмотреть стоимость и описание аппаратов подобного типа можно в разделе нашего каталога теплообменников для бассейна.

Кожухотрубные теплообменники

Процесс теплообмена в кожухотрубных теплообменниках для бассейна осуществляется через поверхность металлических трубок. Горячая жидкость системы отопления поступает в межтрубную полость теплообменного резервуара и контактирует с поверхностью трубок, по внутренним каналам которых протекает нагреваемая жидкость из бассейна. Горячий теплоноситель отдает тепловую энергию металлу трубок, а тот передает ее прохладной воде. Холодная вода нагнетается насосом в приемный коллектор теплообменника, распределяется по нагревательным трубкам, проходит по ним, получая определенное количество тепловой энергии, собирается в выходном коллекторе и направляется в бассейн. Чем больше трубок вмонтировано в корпус теплообменника, тем выше его мощность.

Преимущества кожухотрубных теплообменников:

• простота конструкции;
• большая площадь теплообмена;
• устойчивость к гидравлическим ударам;
• способность осуществлять качественный теплообмен между теплоносителем и нагреваемой жидкостью при незначительной разнице температур;
• низкая требовательность к качеству очистки нагреваемой воды.

Недостатки кожухотрубных теплообменников:

• более низкий (чем у пластинчатых теплообменников) КПД;
• отсутствие возможности увеличения мощности;
• отсутствие доступа к трубчатым каналам при проверке на чистоту во время технического обслуживания;
• большие габариты и металлоемкость конструкции, требующие подготовки специального установочного фундамента;
• необходимость в теплоизоляции корпуса теплообменника;
• отсутствие возможности обнаружить утечку жидкости из теплообменных трубок без разборки теплообменного агрегата;
• замена вышедших из строя теплообменных трубок — только при капитальном ремонте теплообменника.

Как видно из приведенного сравнения, пластинчатые теплообменники проще обслуживаются, обладают более высоким КПД и небольшими габаритами. Однако владельцы бассейнов стараются приобретать именно кожухотрубные теплообменные агрегаты, так как они:

• обладают большей площадью теплообмена;
• не создают гидравлических помех для прохождения нагреваемой жидкости;
• меньше засоряются в процессе эксплуатации.

Сервисное обслуживание

Главная неисправность любых теплообменников (и кожухотрубных, и пластинчатых) — это образование накипи на поверхности теплообменных пластин и трубок. Из-за этого снижается производительность теплообменных аппаратов, так как теплопроводность водного камня в десятки раз ниже теплопроводности нержавеющей стали. Кроме того, уменьшающееся сечение каналов увеличивает гидравлическое сопротивление контуров.

Подобные проблемы устраняют промывкой теплообменных агрегатов.

Промывка пластинчатых теплообменников

Нуждающиеся в промывке пластинчатые теплообменники разбирают. Используя металлическую щетку и высоконапорную струю, очищают теплообменные пластины от накипи и грязи.

Разборная промывка позволяет визуально оценить качество выполненной очистки и определить пригодность теплообменных пластин и уплотнительных элементов к дальнейшей эксплуатации.

Промывка кожухотрубных теплообменников

Не поддающиеся разборке кожухотрубные теплообменники промывают безразборным химическим методом, поэтому работы выполняются сервисными организациями, имеющими специальные промывочные реагенты, оборудование и квалифицированных инженерных работников. Неправильно подобранный промывочный реагент легко повредит металлические теплообменные трубки.

При химической промывке невозможно напрямую оценить качество промывки, однако, выполнив замеры гидравлического сопротивления теплообменника до промывки и после, можно сделать вывод об эффективности проведенной очистки.

Периодическую промывку следует осуществлять один раз в три года. Внеплановую — когда теплообменник перестает поддерживать необходимый температурный режим воды в бассейне.

Источник

БАССЕЙНЫ

Монтаж оборудования нагрева — теплообменники
Варианты схем обвязки теплообменника по контуру теплоносителя

Вариант с мнимой экономией или с миной замедленного действия.

Отсутствие фильтра грубой очистки (ФГО) приводит всегда к неисправности электро-магнитного клапана (ЭМК), из-за попадания частицы грязи разного происхождения клапан перестает закрываться и как следствие — ток теплоносителя не прекращается, идет постоянный нагрев воды бассейна.

Вариант для самых экономных. Чем он чреват? Отсутствие ЭМК не позволяет запирать ток теплоносителя, через циркуляционный насос (ЦН) теплоноситель проходит даже тогда, когда он не работает. Отсутствие обратного клапана (ОК) в случае, когда в обратке давление больше, чем в подаче, приводит к тому, что нагрев бассейна никогда не прекращается.

Теплообменник монтируется в линию подачи очищенной песчаным фильтром воды с помощью металлопластиковых муфт. У пластиковых теплообменников и теплообменников металлических некоторых производителей (Bowman) предусмотрена муфта ПВА под вклейку. Надобность в металло-пластиковой муфте заключается в том, что при остановке потока воды в контуре воды бассейна , теплоноситель контура котла отопления продолжает отдавать тепло теплообменнику и металло-пластиковая муфта защищает ПВХ присоединение от избыточного тепла. Рассмотрим случай, когда вместо металло-пластиковой муфты вкручен обыкновенный ПВХ переход. Переход вкручивается на ФУМ-ленту или можно и на лён. При сильном нагревании, а 90 градусов для ПВХ фитингов это избыточная температура, переход размягчается и в данном случае при последующем остужении — теряет свои геометрические размеры, он уменьшается. Происходит потеря герметичности и по этому соединению произойдет протечка. Все, это соединение никогда не восстановит свои качества, потребуется его ремонт, иными словами, замена, как и требуется по технологии, на металлопластиковую муфту.

Обвязка батареи теплообменников.

Источник

Из каких материалов изготавливаются

Для плавательных бассейнов, наполненных пресной водой, теплообменные агрегаты изготавливают из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь не выделяет ионов железа, поэтому не окрашивает воду бассейна в темный цвет. Она без труда выдерживает термические удары, а при необходимости легко ремонтируется.

Химический состав нержавеющего материала достаточно инертен, поэтому теплообменник, изготовленный из антикоррозийной стали, прослужит не менее десяти лет до капитального ремонта. А главное преимущество материала — относительно невысокая стоимость по сравнению с другими (не подверженными коррозионному разрушению) конструкционными материалами.

Если же резервуар бассейна наполняется морской водой, то теплообменник, изготовленный из нержавеющей стали, долго не прослужит. Для таких условий эксплуатации изготавливают титановые теплообменники. Конструкционный титан:

• химически пассивен (практически не окисляется и не вступает в реакцию с хлором, фтором, различными солями);
• имеет высокую температурную стойкость;
• легок и прочен.

Эксплуатационные характеристики титана полностью компенсируют его значительную стоимость.

Расчёт параметров и выбор теплообменника

Грамотный подбор устройства требует изрядной скрупулёзности подхода. Придётся рассчитать довольно много параметров перед покупкой:

• Объем чаши бассейна. Довольно просто подсчитать по формулам, можно также воспользоваться онлайн-калькуляторами.
• Время нагрева. Чем ниже мощность устройства (и его цена), тем дольше будет греться вода. Средним приемлемым значением считается время около 4 часов до полноценного нагрева. Уличные бассейны требуют установки более мощных устройств, чем понадобилось бы для закрытых.
• Заданная температура воды. Устанавливается в сети, измеряется на выходе контура устройства.
• Нагреваемый за единицу времени объем воды. Если в рабочей системе действует циркуляционный насос, осуществляющий очистку воды и, соответственно, циркуляцию, то коэффициент, приведенный в техническом паспорте, укажет на расход рабочей среды.

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.

Профессиональная установка теплообменников для бассейна и уход за ними — БигПул

Теплообменник для бассейна – это устройство, которое передает тепло от горячего носителя к холодному. Для комфортного использования бассейна он незаменим. Все теплообменники имеют цилиндрическую форму, внутри которой расположено два контура, где происходит циркуляция воды с холодной на горячую.

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.

Введение

Согласно действующим санитарно-гигиеническим правилам СанПиН 2.1.2.1188-03, температура воды, содержащейся в чаше спортивных плавательных бассейнов, должна находиться в пределах 24-28°С. А в бассейнах аквапарков, принимающих посетителей, не достигших семилетнего возраста, обязаны подогревать воду до 30-32°C. Из-за физических особенностей воды поддерживать вышеупомянутые температурные режимы, не применяя дополнительное нагревательное оборудование, достаточно сложно. Поэтому и крупные спорткомплексы, и большие аквапарки широко используют рекуперативные теплообменники для бассейна, с помощью которых подогревают воду до комфортной для человека температуры.

Советы и рекомендации по самостоятельной реализации отопления бассейна

Солнечные коллекторы способны прогреть бассейн до 30 °C. Такая производительность достигается за счет полной герметичности, установки водогрева в соответствии с инструкцией производителя. Своими руками рассматриваемую конструкцию соорудить не так уж и сложно. Потребуется навык строительных работ с монтажом элементов строго по указанному руководству.

Зная, как работает система обогрева бассейна на газовом либо электрическом котле, можно воплотить задуманный проект в жизнь. Для этого не потребуется много средств и сил.