Температура воды в бассейне, если на неё никак не воздействовать, становится равна температуре окружающего воздуха. Но если температуру воздуха градусов в 17-18 еще можно назвать сносной, то вот для плавания такая температура уже подойдет вряд ли. Именно поэтому в наших северных широтах довольно остро стоит вопрос нагрева воды в бассейне, особенно если он открытый (хотя и в закрытых помещениях, температура воды часто опускается ниже, чем хотелось бы).
Если отбросить субъективное восприятие, существуют регламентированные нормативы температуры для разных типов бассейнов. Для плавательных и спортивных бассейнов стандартом считается температура 24-26 °С, для детских бассейнов норма повышена до 28-30 °С, а в гидромассажных и спа-бассейнах норматив доходит до 32-38 °С. Но чтобы с поддержанием правильной температуры не возникало проблем, нужно подобрать правильное нагревательное оборудование, желательно, еще на этапе проектирования. Данная статья как раз и призвана помочь вам сориентироваться в этом вопросе и выбрать модель подходящих типа и мощности.
Все системы обогрева воды работают по принципу передачи тепла «от горячего к холодному». Различия заключаются в принципе получения тепла для нагрева. В рекурперативных теплообменниках циркулирующая вода, нагреваемая тем или иным способом, передает через стенки тепло, нагревая тем самым воду. Электронагреватели, предсказуемо, нагреваются за счет электроэнергии. Тепло передается воде напрямую от так называемых ТЭН-ов (трубчатых электронагревателей). Рассмотрим каждую из разновидностей подробнее.
Теплообменники
Водно-водяной теплообменник представляет собой колбу, внутри которой находятся 2 контура. В первичном контуре, или контуре нагрева, циркулирует вода из бойлера. По вторичному контуру проходит вода из бассейна. Между контурами происходит теплообмен — вода из бассейна нагревается, а бойлер начинает догревать воду вышедшую из теплообменника. Цикл замкнутый и продолжается до тех пор, пока вода в бассейне не достигнет требуемой температуры.
Нагретая теплообменником вода обратно попадает в бассейн. Время, требующееся для достижения водой требуемой температуры, зависит от мощности нагревателя и от объема бассейна. По достижению заданной температуры нагреватель либо отключается, либо начинает работать в режиме поддержания температуры. Это зависит от настроек.
Водно-водяные теплообменники также принято разделять по типу контура нагрева. Называются они при этом вертикальными и горизонтальными, иллюстрируя своим названием положение в котором их удобнее монтировать.
Горизонтальными теплообменниками называют модели с нагревательным контуром в форме спирали.
У вертикальных теплообменников контур представляет собой пучок тонких трубок, по каждой из которых проходит вода. Наличие большого количества трубок в пучке повышает площадь теплопередачи. Также, некоторые производители предусматривают демонтируемый пучок трубок, что обеспечивает ремонтопригодность теплообменника.
Корпуса теплообменников изготавливаются либо из композитного пластика, либо из нержавеющей стали. Хотя в моделях премиум-класса встречаются и титановые корпуса. Контура нагрева (как горизонтальные, так и вертикальные) изготавливают из нержавеющей стали (обычно AISI316), титана, никеля и купроникеля. Первый вариант отлично подходит по соотношению цены/качества для бассейнов с пресной водой, однако для заполняемых морской водой следует выбрать более дорогие антикоррозийные материалы.
В большинстве случаев, водно-водяные теплообменники станут идеальным решением для подогрева воды. Они сравнительно дешевы и не требуют больших затрат в процессе эксплуатации. Однако, для его работы требуется наличие в доме газового котла. В случае его отсутствия, можно установить электрический котел, однако это дорогое и далеко не всегда оправданное решение.
Еще одной неприятной особенностью является то, что на заявленной мощности теплообменник будет работать только при указанных в тех.паспорте разнице температур первичного и вторичного контура, а также соотношении скоростей жидкости в них. Оценить падение производительности нагревателя, в случае отклонения от паспортных значений, можно по приложенным графикам (диаграмма А и диаграмма Б).
Для оценки времени работы теплообменника по нагреву бассейна, без учета отклонений от заявленной мощности и потерь тепла, существует эмпирическая формула:
где t — искомое время в часах, V — объем воды бассейна в кубометрах, T — требуемая разница температур в градусах, P — заявленная мощность.
С её помощью можно заранее оценить, сколько времени займет нагрев вашего бассейна теплообменником определенной мощности. И поверьте, процесс этот достаточно долгий. Например, для нагрева воды на 20 °С в бассейне объемом 30 куб.м. посредством теплообменника мощностью 6 кВт, вам потребуется 116 часов. И повторимся, это без учета потерь.
Стоит также помнить, что в комплекте с теплообменником не поставляются необходимые для подключения комплектующие. Так что при покупке потребуется также приобрести комплект обвязки, состоящий из накидных металлопластиковых муфт (для плавного перехода от пластиковых труб к металлическому стержню обогревателя), циркуляционного насоса (если его нет в котле изначально) для перекачки теплоносителя, электромагнитного клапана (для предотвращения самопроизвольной циркуляции), и, при необходимости терморегулятора.
Солнечные коллекторы
Помимо водно-водяных существует еще один тип рекурперативных теплообменников для бассейна. Солнечные батареи представляют собой коллектор, который нагревается под действием солнечных лучей и позволяет использовать это тепло для подогрева воды в бассейне, используя систему тонких трубок.
Казалось бы, не нужен газовый котел. Не нужно тратить электричество. Однако, вряд ли подобная система станет удачным решением в наших широтах. Даже в ясный день, при условии соблюдения всех правил эксплуатации, квадратный метр поверхности солнечной батареи будет выдавать тепловую энергию в диапазоне 0.6-0.9 кВт*ч. То есть, чтобы покрыть по мощности даже самый слабый водно-водный теплообменник, потребуется площадь батарей сравнимая с площадью поверхности бассейна. Если ещё и вспомнить, что в той же Москве за год в среднем 184 облачных дня и 98 — пасмурных, то использование «альтернативных источников энергии» окажется под очень большим вопросом. Мы не пытаемся вас всеми силами отговорить от приобретения солнечных батарей, однако наш опыт подсказывает, что данной системой нагрева можно пользоваться только солнечным летом.
Электронагреватели
Альтернативой теплообменникам выступают электронагреватели. В их корпусе установлен ТЭН (трубчатый электронагревательный элемент), который и передает тепло протекающей через устройство воде. Каких-то принципиальных различий между моделями нет, так что подбирая подходящий электронагреватель, достаточно ориентироваться на выходную мощность и материал изготовления корпуса и ТЭНа. Как и в случае с теплообменниками, при использовании в бассейне морской воды, ТЭН нужно подбирать из устойчивого к агрессивным окислительным средам материала: титана, никеля или купроникеля.
Начиная с моделей среднего ценового диапазона, электронагреватели оснащаются термостатом с дисплеем, позволяющим регулировать температуру воды вплоть до десятых долей градуса. Что выгодно их отличает от теплообменников.
Есть у электронагревателей и еще одна важная особенность. Они оснащены комплектом автоматики, который не дает им работать при потоке воды ниже определенного значения. Для этого электронагреватели оснащаются датчиком потока, либо датчиком давления. Первый вариант лучше и точнее. Но вне зависимости от типа датчика, нужно всегда помнить, что при слишком медленной скорости воды в трубах, электронагреватель не будет работать.
Монтаж электронагревателей тоже имеет одну небольшую особенность. Ставить его надо через так называемую «петлю». Это значит, что труба входящая в нагреватель должна быть направлена вертикально вниз. Делается это для того, чтобы ёмкость прибора всегда была наполнена водой. В противном случае, при поломке автоматики, прибор включится без воды внутри. ТЭН нагревателя, в такой ситуации, может просто-напросто сгореть.
В отличие от теплообменников, электронагреватели изначально укомплектованы всем необходимым для их запуска и работы. Кроме датчика потока/давления, они оснащены ещё и датчиком регулировки температуры, датчиком защиты от перегрева, крепёжным комплектом.
Казалось бы, электронагреватели во всем лучше теплообменников, однако это не совсем так. Нагрев воды с их помощью расходует огромное количество электроэнергии, значительно увеличивая затраты на обслуживание бассейна. И если уж переходить от теории к практике, для многих дачных участков действуют ограничения по общему количеству выделяемой энергии. Так что мало кто сможет позволить себе электронагреватель мощностью свыше 3-6 кВт. Модели большей мощности требуют трехфазного подключения к сети, которое тоже есть далеко не у всех. Так что, обычно, электронагреватели используются для совсем небольших частных бассейнов (не более 12 кубов для открытого и не более 20 — для закрытого). В остальных случаях, если позволяют условия, предпочтительно использовать теплообменник.
Стоит отметить, что несмотря на кажущуюся простоту, задачу по поддержанию в бассейне требуемой температуры решить не так-то просто. Формула для расчета времени нагрева воды не учитывает такую важную её особенность, как теплопотери при испарении. Из-за этих самых теплопотерь системе подогрева воды приходится работать ещё дольше, при том что процесс нагрева и так обычно занимает 2-3 дня. Именно поэтому стоит заранее подумать о вспомогательных средствах для подогрева: термическое покрывало, покрытие стенок бассейна теплоизоляционным напылением и использование системы солнечных батарей в качестве вспомогательного средства подогрева.
Определение необходимой мощности
Ну, и напоследок, немного практической информации. Для нагрева бассейна чем больше мощность водогревателя, тем быстрее произойдёт первичный нагрев. Стоит понимать, что основной расход мощности происходит при первичном нагреве воды до заданной температуры, дальше система нагрева работает в поддерживающем режиме для компенсации потерь тепла. Существуют физические формулы для точного расчёта необходимой мощности водонагревателей разных типов для разных условий. Однако, есть несколько максимально упрощенных формул, позволяющих подобрать минимальную мощность водонагревателя.
Для уличных бассейнов:
- мощность теплообменника (в киловаттах) подбирают равной объему бассейна (в метрах кубических);
- в случае электрического водонагревателя мощность должна быть равна 1/2 от объема;
- для системы подогрева на солнечных батареях суммарная площадь коллекторов должна равняться площади поверхности самого бассейна.
Для закрытых бассейнов:
- теплообменник подбирается по мощности равным 3/4 объема;
- электронагреватель потребуется мощностью равной 1/3 объема бассейна.
Итак, подведем краткие итоги:
- Для нагрева воды в бассейнах в основном используются водно-водные теплообменники, электронагреватели и солнечные батареи. Первые два варианта имеют свои достоинства и недостатки, а третий может использоваться в основном в качестве дополнительного средства нагрева.
- Выбор подходящей модели основывается прежде всего на мощности водонагревателя.
- Используя бассейн с морской солью, нужно быть готовым прилично потратиться на нагреватель из антикоррозийных материалов.
- Сам процесс первичного нагрева занимает достаточно долгое время.
- Для уменьшения теплопотерь рекомендуется использовать пузырьковое плавающее покрытие или жалюзи.
Надеемся, данная статья поможет вам сориентироваться в многообразии систем подогрева воды и выбрать нужную вам модель.