Теплообменник для бассейна: как считать
Теплообменник бассейна связывает котловой контур (80/60 °C) с водой бассейна (25–30 °C), которую нельзя пускать через котёл из-за хлора и грязи. Мощность складывается из двух частей: нагрев объёма за заданное время P = V·ρ·c·Δt/τ и компенсация потерь с поверхности — испарение, конвекция, излучение, — которые для открытого бассейна составляют 100–300 Вт/м² зеркала (закрытый с покрывалом — 30–60). Бассейн 30 м³ с 15 до 28 °C: энергия 453 кВт·ч, за 48 ч это 9,4 кВт, плюс потери с 20 м² при 150 Вт/м² — 3 кВт, итого 12,4 кВт; уложиться в сутки — уже 21,9 кВт.
Площадь аппарата — по LMTD между 80/60 и 15 → 28 °C: напор большой (48,4 °C), поэтому поверхности нужно мало — 0,09 м² при k 3 000 Вт/(м²·К) (титановый пластинчатый или кожухотрубный из нержавейки для пресной воды). Паспортную мощность теплообменников бассейнов указывают именно при 80/60 и холодной воде 20–26 °C; в режиме поддержания (28 °C, вода в трубах котла ниже) она падает вдвое, и это нормально — нужны только 3 кВт потерь. Расход по котловому контуру — 0,55 м³/ч.
Титан обязателен для морской и хлорированной воды с высоким содержанием солей, нержавейка AISI 316 — для пресной с умеренным хлором. Потери резко снижает покрывало: испарение даёт до 70 % теплопотерь открытого зеркала, поэтому 150 Вт/м² днём превращаются в 40–60 под плёнкой ночью. Калькулятор считает энергию, мощность нагрева за заданное время, потери, суммарную мощность, площадь аппарата при выбранном k и расход по котлу.
Мощность нагрева бассейнов с 15 до 28 °C
Нагрев за 24 и 48 ч плюс потери открытого зеркала 150 Вт/м²; под покрывалом потери в 3–4 раза меньше.
Площадь аппарата по типу и k
Титановый пластинчатый для бассейна — 2 000–4 000 Вт/(м²·К); напор большой, поверхность мала.
Тепловой поток через поверхность аппарата пропорционален коэффициенту теплопередачи, площади поверхности и среднему температурному напору: Q = k·A·Δt_ср, где для противотока и прямотока Δt_ср = (Δt₁ − Δt₂)/ln(Δt₁/Δt₂) — среднелогарифмическая разность температур сред на концах аппарата.— Основное уравнение теплопередачи
Как считать и что проверить
- Мощность = нагрев за время + потери: 30 м³ за 48 ч — 9,4 кВт, потери 20 м² × 150 Вт/м² — 3 кВт, всего 12,4 кВт.
- Паспорт теплообменника бассейна — при 80/60 и холодной воде; при поддержании 28 °C мощность падает вдвое — хватит на потери.
- Площадь мала из-за большого напора (48,4 °C): 0,09 м² при k 3 000; берите титан для хлора и соли.
- Покрывало режет потери с 100–300 до 30–60 Вт/м² — быстрее любого увеличения мощности.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе теплообменника; расход и потери контуров — в гидравлике системы отопления, регулирующий клапан теплообменника — в расчёте Kv клапана.
- Incropera F. P., DeWitt D. P. «Fundamentals of Heat and Mass Transfer» — LMTD, метод ε-NTU, коэффициенты теплоотдачи и загрязнения. Wiley. 2011.
- VDI-Wärmeatlas — коэффициенты теплопередачи типовых теплообменников, поправки на схему тока. Springer. 2013.
- СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» — расчётные расходы и температуры горячей воды (55–60 °C), нагрузка ГВС. Минстрой России. 2020.
- Кутателадзе С. С. «Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие» — коэффициенты теплоотдачи, теплопередача через стенку. Энергоатомиздат. 1990.
