Praca pompy ciepła do podgrzewania wody w basenie
Do niedawna woda w basenie była podgrzewana przez potężne kotły elektryczne i przepływowe podgrzewacze elektryczne, to ogromny wydatek energetyczny. Dopiero w ostatnich latach ludzie zaczęli myśleć o oszczędzaniu energii.
Skupmy się na najbardziej stabilnej i uniwersalnej metodzie ogrzewania wody - pompie ciepła. Działa stabilnie przez cały rok, a także równolegle pracuje przy podgrzewaniu wody na potrzeby mieszkańców domu. Latem podgrzewa również wodę w basenie i chłodzi pomieszczenia.
Instalując pompę ciepła, zużycie energii elektrycznej zmniejsza się o 70-80%!
Jak wybrać odpowiednią pompę ciepła do ogrzewania basenu
Z reguły firma zajmująca się instalacją basenów powinna przygotować specyfikację techniczną dla inżyniera, który dobierze pompę ciepła. Określa on wymaganą moc cieplną niezbędną do wstępnego podgrzania wody w basenie, a także dodatkową moc grzewczą do skompensowania schłodzenia wody z lustra basenu.
Pompę ciepła możemy jednak wybrać samodzielnie stosując następującą metodę.
Baseny mogą być odkryte i kryte.
Otwarte są zwykle używane od maja do sierpnia,kryte mogą być używane przez cały rok.
1. W przypadku basenu krytego pompę ciepła dobieramy na podstawie warunków początkowych A -7 C° / W35 C° (dla Kijowa), gdzie A-7 C° to dopuszczalna temperatura powietrza na zewnątrz -7 C °, a W35 C° to temperatura ogrzewania nośnika ciepła (ogrzewanie wody) do 35 °C.
2. W przypadku basenu odkrytego dobieramy pompę ciepła dla następujących wariantów:
- w przypadku zastosowania pompy ciepła, która może bezpośrednio podgrzewać wodę w basenie w warunkach A24 C° / W30 C°
- w przypadku wyboru pompy ciepła, która będzie ogrzewać wodę basenową poprzez pośredni wymiennik ciepła, w temperaturze A24 C° / W35 C°
Dobór modelu w zależności od wymaganej mocy cieplnej powinien być dokonany według odpowiednich tabel wydajności udostępnionych przez producenta wybranych pomp ciepła. Teraz określmy, ile ciepła potrzebujemy do podgrzania wody w basenie.
Zwykle zaleca się stosowanie dodatkowego źródła ciepła, np. kotła elektrycznego lub kotła na paliwo stałe, do ogrzewania początkowego, a do dalszego ogrzewania zastosowanie pompy ciepła w celu skompensowania ochłodzenia wody basenowej podczas pracy. Jednak można też wybrać pompę ciepła do ogrzewania początkowego.
Moc wymagana do ogrzewania początkowego:
- Q = W * (tb-tk) * 1,163 / T + qhr * S, кВт
- Q — wymagana moc cieplna pompy ciepła w kW;
- W — objętość basenu, m3;
- tb — wymagana temperatura wody w basenie(24 С °);
- tk — temperatura źródła (woda na wylocie do pompy ciepła) (5 C°)
- T — czas nagrzewania (48 godzin - 96 godzin)
- qhr — jednostkowe straty ciepła basenu na godzinę z 1 m2 powierzchni lustra
basen kryty qhr = 0,18 kW / m2
basen odkryty- w pełni otwarta przestrzeń qhr = 1,00 kW/m2
basen odkryty - częściowo otwarta przestrzeń qhr = 0,75 Kw/m2
basen odkryty —całkowicie zamknięta przestrzeń qhr = 0,55 kW/m2
S — powierzchnia lustra basenowego, m2
Na przykład mamy basen o objętości 30 m3 i głębokości 2 m, wtedy powierzchnia lustra basenowego wyniesie 30/2 = 15 m2
Załóżmy, że nasz basen znajduje się na zewnątrz na otwartej przestrzeni w miejscu częściowo wietrznym (np. wokół basenu jest ogród z drzewami) i zastosujemy pompę ciepła wg schematu z pośrednim wymiennikiem ciepła.
Możemy obliczyć straty ciepła z lustra basenu, co jest równoznaczne z wymaganą mocą cieplną do ogrzania basenu: 15 * 0,75 = 11,2 kW.
Jeśli chcemy ogrzać nasz basen w ciągu 2 dni, czyli 48 godzin, to korzystając z powyższego wzoru obliczymy wymaganą moc Q pompy ciepła. Wyznaczyć wymagane całkowite obciążenie cieplne do podstawowego ogrzewania i utrzymania wody w pożądanym stanie:
30 * (24-5) * 1,163 / 48 + 11,2 = 25 kW
Jeśli więc potrzebujemy jedynie utrzymać temperaturę wody w basenie odkrytym na poziomie 24°C co godzinę, to do ogrzewania wystarczy pompa ciepła o mocy 11,2 kW, natomiast do ogrzewania podstawowego i utrzymania żądanej temperatury wody potrzebna jest jednostka o mocy 25 kW.
W naszym przypadku bardziej racjonalne jest zastosowanie do ogrzewania podstawowego dodatkowej grzałki elektrycznej o mocy 14 kW w połączeniu z pompą ciepła o mocy 11,2 kW. A potem, aby utrzymać temperaturę wody, używać tylko pompy ciepła.
