Nákup bazénu pro letní dům nebo venkovský dům je vždy spojen s řadou obtíží. Jednou z nejčastějších otázek, která zajímá majitele umělých nádrží jakéhokoli typu, je otázka ohřevu vody. Koneckonců, jeho teplota nebude vždy pohodlná sama o sobě, aniž byste na ni vynaložili další úsilí.
Málokoho také napadne, že hlavní nákladovou položkou po vybudování bazénu není jeho technická údržba, čištění či opravy, ale vytápění. Je velmi důležité v počáteční fázi přesně pochopit, jaké zařízení bude potřeba, jak dlouho bude trvat ohřátí vody na normální teploty a jaké budou její ztráty v důsledku odpařování.
Typy ohřívačů
Aby se předešlo problémům s udržováním teploty, je během návrhu konstrukce vybráno topné zařízení. K této problematice je třeba přistupovat mimořádně zodpovědně, protože okolní teplota velmi ovlivňuje teplotu v bazénu. Správný výpočet tepelné kapacity a přesné stanovení všech potřebných ukazatelů může v budoucnu výrazně zjednodušit využití umělé nádrže.
Všechna topná zařízení fungují tak, že přenášejí teplo z „horkého do studeného“. Zároveň se mohou lišit způsobem, jakým toto teplo získávají pro následný ohřev.
Mezi nejoblíbenější typy topných zařízení:
Tepelné výměníky
Jsou to pouzdro, ve kterém jsou zapojeny dva okruhy. Oba slouží k cirkulaci vody: první z bojleru a druhý z bazénu. Mezi těmito okruhy dochází k výměně tepla:
- Bazénová voda přijímá teplo ze zařízení.
- Po ochlazení opět prochází kotlem, ohřívá se a vrací se zpět do výměníku, aby opět předal teplo bazénu.
- Proces pokračuje, dokud voda v bazénu nedosáhne požadované teploty.
Jakmile teplota dosáhne požadované normy, ohřívač se sám vypne nebo pracuje v udržovacím režimu.
Výměníky tepla (pouzdro) jsou vyrobeny z titanu, plastu nebo nerezové oceli a topný okruh je vyroben z titanu, oceli nebo niklu v závislosti na typu použité vody (čerstvá/mořská).
Taková zařízení mají výhody i nevýhody. Jsou relativně levné a nevyžadují velké provozní náklady. Zároveň k jejich využití potřebujete plynový nebo elektrický kotel. Navíc jsou schopny ohřát vodu na svůj plný potenciál pouze při dodržení teplotního rozdílu mezi okruhy uvedeného v datovém listu.
Provozní dobu tepelného výměníku pro ohřev bazénu lze vypočítat pomocí vzorce:
T – požadovaný teplotní rozdíl
P – deklarovaná moc.
Zároveň je pro správný výběr zařízení důležité určit požadovaný výkon. Například pro ohřev venkovního bazénu budete potřebovat výměník tepla s výkonem rovným jeho objemu. U uzavřeného přitom postačí hodnota 3⁄4 jeho objemu.
Vzorec pro výpočet doby potřebné k ohřátí na normální teplotu bohužel nezohledňuje tepelné ztráty odpařováním. K ohřevu se proto často používají pomocné prostředky, například termodeky nebo speciální nátěry stěn.
Solární
Taková zařízení se ohřívají sluncem a výsledné teplo se používá k vytápění. Solární kolektor se skládá ze systému tenkých trubic a má také své klady i zápory:
- Pro funkci baterie není potřeba plynový kotel. Nedochází ani k nadměrné spotřebě elektřiny.
- Zařízení mají nízkou spotřebu. Chcete-li pokrýt možnosti výměníku tepla voda-voda a ohřát stejný objem kapaliny, potřebujete baterii o ploše rovné ploše bazénu.
Kvůli těmto vlastnostem se solární panely používají především v regionech s velkým počtem teplých dnů v roce.
Elektrické ohřívače
Tato zařízení fungují pomocí topného článku umístěného v krytu, který uvolňuje teplo. Při výběru elektrického ohřívače je důležité věnovat pozornost jeho vlastnostem:
- Výkonová a tepelná kapacita.
- Materiál pouzdra a topného tělesa. Pokud je bazén naplněn mořskou vodou, pak musí být prvek vyroben z antikorozních materiálů.
Takové modely, stejně jako jiná zařízení, mají výhody a nevýhody:
- Vybaveno termostatem, díky kterému můžete snadno regulovat teplotu.
- Doplněno senzory, které neumožňují provoz při nízkém průtoku nebo tlaku.
- Vyžaduje nadměrnou spotřebu elektrické energie.
Elektrické ohřívače mají také speciální instalační vlastnosti. Například jsou zapojeny do okruhu tak, že potrubí směřuje dolů. To vám umožní zabránit spálení topného tělesa, i když zařízení selže.
Tepelné čerpadla
Tepelné čerpadlo dokáže ohřívat nebo chladit bazénovou vodu na normální teplotu přeměnou energie vzduchu na teplo. Je vybaven systémem, který nezávisle nastavuje nejvhodnější provozní režimy se zaměřením na úroveň teploty vzduchu a chladicí kapaliny. Tepelné čerpadlo má také ochranu proti nadměrnému tlaku a příliš vysoké teplotě a také komplex různých čidel.
K vytápění se tedy nejčastěji používají tepelné výměníky, solární panely a elektrické ohřívače. Tepelná čerpadla jsou ve většině případů využívána pouze jako zdroje přitápění.
Při výběru jednoho nebo druhého modelu byste měli pochopit, jaká teplota je pro vás normální. Dále je třeba počítat s výkonem zařízení a materiálem výroby a samozřejmě se připravit na to, že ohřev trvá dlouho.
Teplota vody v bazénu, pokud není nijak ovlivněna, se vyrovná teplotě okolního vzduchu. Ale pokud lze teplotu vzduchu 17-18 stupňů stále nazvat snesitelnou, pak je taková teplota stěží vhodná ke koupání. Proto je v našich severních šířkách otázka ohřevu vody v bazénu poměrně akutní, zvláště pokud je otevřený (i když v uzavřených prostorách často klesá teplota vody níže, než bychom chtěli).
Pokud dáme stranou subjektivní vnímání, existují regulované teplotní normy pro různé typy bazénů. U plaveckých a sportovních bazénů je standardní teplota 24-26 °C, u dětských bazénů je norma zvýšena na 28-30 °C a v hydromasážních a lázeňských bazénech standard dosahuje 32-38 °C. Ale abyste se vyhnuli problémům s udržováním správné teploty, musíte vybrat správné topné zařízení, nejlépe ve fázi návrhu. Tento článek je navržen tak, aby vám pomohl zorientovat se v této problematice a vybrat model vhodného typu a výkonu.
Všechny systémy ohřevu vody fungují na principu přenosu tepla „z horkého do studeného“. Rozdíly spočívají v principu získávání tepla pro vytápění. V rekuperační výměníky tepla cirkulující voda, ohřátá tak či onak, předává teplo stěnami, čímž ohřívá vodu. Elektrické ohřívače, Jak se dalo předpokládat, jsou vytápěny elektřinou. Teplo je vodě předáváno přímo z tzv. topných těles (trubkové elektrické ohřívače). Podívejme se na každou z odrůd podrobněji.
Tepelné výměníky
Tepelný výměník voda-voda Je to baňka, uvnitř které jsou 2 okruhy. Primární okruh, neboli topný okruh, cirkuluje vodu z kotle. Sekundární okruh přivádí vodu z bazénu. Mezi okruhy dochází k výměně tepla – voda z bazénu se ohřeje a kotel začne ohřívat vodu opouštějící výměník tepla. Cyklus se uzavře a pokračuje, dokud voda v bazénu nedosáhne požadované teploty.
Voda ohřátá tepelným výměníkem proudí zpět do bazénu. Doba potřebná k dosažení požadované teploty vody závisí na výkonu ohřívače a objemu bazénu. Po dosažení nastavené teploty se ohřívač buď vypne, nebo začne pracovat v režimu udržování teploty. Záleží na nastavení.
Tepelné výměníky voda-voda se také obvykle dělí podle typu topného okruhu. Nazývají se vertikální a horizontální a svým názvem ilustrují polohu, ve které je vhodnější je instalovat.
Horizontální výměníky tepla tzv. modely s topným okruhem ve tvaru spirály.
У vertikální výměníky tepla okruh je svazek tenkých trubiček, z nichž každou prochází voda. Přítomnost velkého počtu trubek ve svazku zvětšuje plochu přenosu tepla. Někteří výrobci také poskytují demontovaný svazek trubek, který zajišťuje údržbu výměníku tepla.
Tělesa výměníků jsou vyrobena z kompozitního plastu nebo nerezové oceli. I když v prémiových modelech jsou také titanová pouzdra. Topné okruhy (horizontální i vertikální) jsou vyrobeny z nerezové oceli (obvykle AISI316), titanu, niklu a měďnatého niklu. První varianta je v poměru cena/kvalita výborná pro bazény se sladkou vodou, ale pro ty naplněné mořskou vodou raději volte dražší antikorozní materiály.
Pro ohřev vody budou ve většině případů ideálním řešením výměníky tepla voda-voda. Jsou relativně levné a nevyžadují velké provozní náklady. K jeho provozu je však v domě nutný plynový kotel. Pokud není k dispozici, můžete nainstalovat elektrický kotel, ale je to drahé a ne vždy oprávněné řešení.
Další nepříjemnou vlastností je, že při deklarovaném výkonu bude výměník pracovat pouze při teplotním rozdílu mezi primárním a sekundárním okruhem uvedeným v technickém listu a také poměru rychlostí kapalin v nich. Pokles výkonu ohřívače v případě odchylky od pasových hodnot lze posoudit pomocí přiložených grafů (diagram A a diagram B).
Pro odhad doby provozu výměníku tepla pro ohřev bazénu, bez zohlednění odchylek od deklarovaných ztrát výkonu a tepla, existuje empirický vzorec:
t = 1.16 * V * T / P,
kde t je požadovaný čas v hodinách, V je objem bazénové vody v metrech krychlových, T je požadovaný rozdíl teplot ve stupních, P je deklarovaný výkon.
S jeho pomocí můžete předem odhadnout, jak dlouho bude trvat ohřev vašeho bazénu výměníkem o určitém výkonu. A věřte, že tento proces je poměrně dlouhý. Například ohřát vodu o 20 °C v bazénu o objemu 30 metrů krychlových. přes 6 kW výměník tepla budete potřebovat 116 hodin. A opakujeme, že to nebere v úvahu ztráty.
Rovněž je třeba připomenout, že součásti potřebné pro připojení nejsou dodávány s výměníkem tepla. Při nákupu tedy budete muset zakoupit také potrubní sadu skládající se z nasazovacích kovoplastových spojek (pro hladký přechod z plastových trubek na kovovou topnou tyč), oběhového čerpadla (pokud není původně v kotli ) pro čerpání chladicí kapaliny elektromagnetický ventil (pro zamezení samovolné cirkulace) a v případě potřeby termostat.
Sluneční kolektory
Kromě systému voda-voda existuje další typ rekuperačních výměníků pro bazény. Solární Jsou kolektorem, který se ohřívá slunečními paprsky a umožňuje toto teplo využít k ohřevu vody v bazénu pomocí systému tenkých trubiček.
Zdálo by se, že plynový kotel není potřeba. Není třeba plýtvat elektřinou. Je však nepravděpodobné, že takový systém bude v našich zeměpisných šířkách úspěšným řešením. I za jasného dne, při dodržení všech provozních pravidel, vyrobí metr čtvereční plochy solárního panelu tepelnou energii v rozmezí 0.6-0.9 kWh. To znamená, že pro pokrytí výkonu i toho nejslabšího výměníku voda-voda budete potřebovat plochu baterie srovnatelnou s povrchem bazénu. Pokud si také připomeneme, že ve stejné Moskvě je za rok v průměru 184 zamračených dní a 98 zatažených dní, pak bude využití „alternativních zdrojů energie“ velmi velkou otázkou. Nesnažíme se vás ze všech sil odradit od nákupu solárních panelů, ale naše zkušenosti naznačují, že tento systém vytápění lze používat pouze za slunečného léta.
Elektrické ohřívače
Alternativou k výměníkům tepla jsou elektrické ohřívače. V jejich těle je instalováno topné těleso (trubkové elektrické topné těleso), které předává teplo vodě protékající zařízením. Mezi modely nejsou žádné zásadní rozdíly, a tak se při výběru vhodného elektrického topidla stačí zaměřit na výstupní výkon a materiál korpusu a topného tělesa. Stejně jako v případě výměníků tepla musí být při použití v bazénu s mořskou vodou topná tělesa vybrána z materiálu, který je odolný vůči agresivnímu oxidačnímu prostředí: titan, nikl nebo měďnatý nikl.
Počínaje modely střední ceny jsou elektrické ohřívače vybaveny termostatem s displejem, který umožňuje regulovat teplotu vody až na desetiny stupně. Co je odlišuje od výměníků tepla?
Elektrická topidla mají ještě jednu důležitou vlastnost. Jsou vybaveny automatizační sadou, která zabraňuje jejich provozu, když je průtok vody pod určitou hodnotou. K tomuto účelu jsou elektrické ohřívače vybaveny průtokovým čidlem nebo tlakovým čidlem. První možnost je lepší a přesnější. Ale bez ohledu na typ senzoru si to musíte vždy pamatovat Pokud je rychlost vody v potrubí příliš pomalá, elektrický ohřívač nebude fungovat.
Instalace elektrických ohřívačů má i jednu drobnost. Musí být instalován přes takzvanou „smyčku“. To znamená, že potrubí vstupující do ohřívače musí směřovat svisle dolů. To se provádí, aby bylo zajištěno, že nádoba zařízení je vždy naplněna vodou. V opačném případě, pokud se automatika porouchá, zařízení se zapne bez vody uvnitř. Topné těleso ohřívače v takové situaci může jednoduše shořet.
Na rozdíl od výměníků jsou elektrické ohřívače zpočátku vybaveny vším potřebným pro jejich spuštění a provoz. Kromě čidla průtoku/tlaku jsou vybaveny také čidlem regulace teploty, čidlem ochrany proti přehřátí a montážní sadou.
Zdálo by se, že elektrické ohřívače jsou ve všem lepší než výměníky tepla, ale není to tak úplně pravda. Ohřev vody s jejich pomocí spotřebuje obrovské množství elektřiny, výrazně zvyšuje náklady na údržbu bazénu. A pokud přejdeme od teorie k praxi, pro mnoho letních chat platí omezení celkového množství uvolněné energie. Elektrický ohřívač s výkonem větším než 3-6 kW si tedy bude moci dovolit jen málokdo. Modely s vyšším výkonem vyžadují třífázové připojení k síti, což také nemá každý. Obvykle se tedy elektrické ohřívače používají pro velmi malé soukromé bazény (ne více než 12 metrů krychlových pro venkovní a ne více než 20 pro vnitřní). V ostatních případech, pokud to podmínky dovolí, je vhodnější použít výměník tepla.
Stojí za zmínku, že i přes zdánlivou jednoduchost není úkol udržet v bazénu požadovanou teplotu tak snadno řešitelný. Vzorec pro výpočet doby ohřevu vody nezohledňuje tak důležitou vlastnost, jako jsou tepelné ztráty při odpařování. Kvůli stejným tepelným ztrátám musí systém ohřevu vody pracovat ještě déle Proces ohřevu obvykle trvá 2-3 dny. Proto se předem vyplatí myslet na topné pomůcky: tepelnou přikrývku, natřít stěny bazénu izolačním nástřikem a použít jako topnou pomůcku systém solárních panelů.
Určení potřebného výkonu
No a na závěr pár praktických informací. Pro ohřev bazénu platí, že čím větší je výkon ohřívače vody, tím rychleji dojde k počátečnímu ohřevu. Stojí za to pochopit, že hlavní spotřeba energie nastává během počátečního ohřevu vody na danou teplotu, poté topný systém pracuje v režimu údržby, aby kompenzoval tepelné ztráty. Existují fyzikální vzorce pro přesný výpočet potřebného výkonu různých typů ohřívačů vody pro různé podmínky. Existuje však několik extrémně zjednodušených vzorců, které vám umožňují zvolit minimální výkon ohřívače vody.
Pro venkovní bazény:
- výkon výměníku tepla (v kilowattech) je zvolen rovný objemu bazénu (v metrech krychlových);
- v případě elektrického ohřívače vody by se měl výkon rovnat 1/2 objemu;
- u solárního topného systému by se celková plocha kolektorů měla rovnat ploše samotného bazénu.
Pro vnitřní bazény:
- výměník tepla je zvolen pro výkon rovný 3/4 objemu;
- elektrický ohřívač bude potřebovat výkon rovnající se 1/3 objemu bazénu.
Pojďme si to tedy krátce shrnout:
- K ohřevu vody v bazénech se používají především výměníky voda-voda, elektrické ohřívače a solární panely. První dvě možnosti mají své výhody a nevýhody, zatímco třetí lze využít především jako doplňkový prostředek k vytápění.
- Výběr vhodného modelu se odvíjí především od výkonu ohřívače vody.
- Při používání bazénu s mořskou solí se musíte připravit na to, že za ohřívač z antikorozních materiálů utratíte nemalé peníze.
- Samotný proces počátečního ohřevu trvá poměrně dlouho.
- Pro snížení tepelných ztrát se doporučuje použít bublinkový plovoucí nátěr nebo žaluzie.
Doufáme, že tento článek vám pomůže orientovat se v různých systémech ohřevu vody a vybrat si model, který potřebujete.
