Теплообменник для бассейна: расчёт мощности, выбор материала и подключение к котлу

ООО «ПРОМТЕХРЕШЕНИЯ» · 

Теплообменник греет воду бассейна от котла, тепловой сети или теплового насоса и держит контуры раздельно: хлорированная вода не попадает в котёл, теплоноситель не попадает в чашу. Правильно подобранный аппарат прогревает бассейн за двое-трое суток и дальше компенсирует потери. Ниже расчёт мощности на примере, выбор материала под хлор и соль и рабочая схема подключения к газовому котлу.

Коротко

•      Мощность складывается из двух частей: первичный нагрев чаши и восполнение теплопотерь.

•      Первичный нагрев считают по формуле Q = V × 1,163 × Δt / τ, где V в м³, τ в часах, результат в кВт.

•      Санитарные правила СП 2.1.3678-20 задают температуру воды 25-28 °C для спортивного плавания и 26-29 °C для оздоровительного.

•      Для пресной хлорированной воды берут нержавейку AISI 316, для солёной воды и электролиза соли титан.

•      Аппарат ставят после фильтра и до дозирования химии, с термостатом и регулированием на стороне котла.

Зачем бассейну теплообменник

Вода бассейна содержит хлор, соли и реагенты для pH. Если пустить её через котёл, теплообменник котла начнёт корродировать, а в чашу попадут продукты коррозии и теплоноситель. Отдельный аппарат решает это просто: котловая вода идёт по одному контуру, вода бассейна по другому, тепло передаётся через стенку.

Источник тепла может быть любым: газовый или электрический котёл, тепловая сеть через ИТП, тепловой насос, солнечные коллекторы. Принцип расчёта и подключения остаётся тем же.

Какая температура нужна

Для общественных бассейнов температуру воды задают санитарные правила СП 2.1.3678-20, проектируют такие бассейны по СП 310.1325800.2017 «Бассейны для плавания». Для частного бассейна это ориентир комфорта.

Таблица составлена по приложению 4 к СП 2.1.3678-20. Частные бассейны обычно держат на 26-28 °C.

Как рассчитать мощность

Мощность теплообменника складывается из двух частей.

1.    Первичный нагрев. Сколько тепла нужно, чтобы поднять температуру всего объёма воды за выбранное время. Обычно закладывают 48-72 часа.

2.    Теплопотери. Испарение с зеркала, теплообмен с воздухом и через стенки чаши, долив холодной воды. У открытого бассейна без покрывала в прохладную ветреную погоду потери бывают сопоставимы с мощностью на нагрев. У крытого они заметно меньше.

Q1 = V × 1,163 × (tтреб − tнач) / τ

Здесь V: объём чаши в м³; 1,163 кВт·ч: столько тепла нужно, чтобы нагреть 1 м³ воды на 1 °C; τ: время нагрева в часах.

Потери для нового бассейна оценивает проектировщик по методике испарения с зеркала. Если бассейн уже есть, их проще измерить. Выключите подогрев на ночь и посмотрите, на сколько упала температура воды:

Q2 = V × 1,163 × Δtночь / τночь

Пример расчёта

Открытый бассейн 8 × 4 м, средняя глубина 1,5 м. Объём 48 м³. Воду набрали из водопровода при 12 °C, нужно 27 °C за 48 часов.

•      Первичный нагрев: Q1 = 48 × 1,163 × (27 − 12) / 48 ≈ 17,4 кВт.

•      Потери по замеру: ночью без подогрева вода остыла на 1 °C за 10 часов. Q2 = 48 × 1,163 × 1 / 10 ≈ 5,6 кВт.

•      Сумма 23,0 кВт. С запасом 15% на загрязнение и неточность оценки получаем около 27 кВт.

Теперь расходы. Котловой контур работает по графику 80/60 °C: G1 = 27 / (1,163 × 20) ≈ 1,16 м³/ч. Если через аппарат со стороны бассейна идёт 6 м³/ч, вода на выходе будет теплее примерно на 27 / (1,163 × 6) ≈ 3,9 °C.

Проверьте и котёл. Он должен покрыть мощность теплообменника сверх нагрузки на отопление дома, если бассейн греют в холодный сезон. Иначе понадобится приоритет: сначала дом, потом бассейн, по времени или по команде контроллера.

Нержавейка или титан

Материал выбирают по воде, которая идёт через аппарат со стороны бассейна.

Отдельно о паяных аппаратах. Медный припой плохо переносит хлорированную воду, поэтому на сторону бассейна паяный теплообменник с медной пайкой ставить рискованно. Если нужен компактный паяный аппарат, выбирают никелевую пайку или титановую модель.

Даже 316-я сталь страдает, если хлор вносят прямо перед теплообменником или pH надолго уходит из нормы. Химию дозируют после аппарата, а параметры воды держат по регламенту системы водоподготовки. Подробнее о марках стали в статье AISI 316 vs AISI 304 vs титан.

Какой тип теплообменника выбрать

В каталоге ПромТехРешения есть разборные, паяные и кожухотрубные теплообменники. Конструкцию выбирают по мощности, качеству воды и тому, кто будет обслуживать аппарат.

Схема подключения к газовому котлу

Контур бассейна

Чаша → скиммеры и донный слив → насос фильтрации → фильтр → теплообменник → дозирование химии → возвратные форсунки.

•      Теплообменник ставят после фильтра. Песок и мусор из нефильтрованной воды забивают каналы.

•      Хлор и корректор pH вводят после аппарата, чтобы концентрированный раствор не шёл через пластины.

•      Параллельно аппарату делают байпас с краном. Через теплообменник пускают ту часть расхода фильтрации, на которую он рассчитан, остальное идёт мимо.

•      Аппарат располагают так, чтобы в нём не собирался воздух, в верхней точке ставят воздухоотводчик.

Контур котла

Котёл → отдельный циркуляционный насос контура бассейна или трёхходовой клапан с приводом → теплообменник → обратно в котёл через коллектор или гидрострелку.

•      Датчик температуры ставят на воде из бассейна до теплообменника. Контроллер по нему включает насос котлового контура или открывает клапан.

•      Реле протока на стороне бассейна блокирует нагрев, когда насос фильтрации стоит. Без него вода в аппарате перегревается и может закипеть.

•      Потоки направляют навстречу друг другу: противоток даёт максимальную мощность.

•      Обе стороны аппарата отсекают кранами, чтобы снять его на обслуживание без слива системы.

Типовые ошибки

1.    Подбор «по объёму на глаз». Ориентиры из разных источников расходятся в три раза.

2.    Теплообменник до фильтра. Каналы забиваются, мощность падает уже в первый сезон.

3.    Хлор перед аппаратом. Концентрированный раствор идёт через пластины и разъедает металл.

4.    Медная пайка или AISI 304 на хлорированной воде. Ресурс аппарата резко сокращается.

5.    Нет термостата и реле протока. При остановке фильтрации вода в аппарате перегревается.

6.    Весь расход фильтрации через небольшой аппарат. Растут потери давления и износ каналов, нужен байпас.

7.    Прямоток вместо противотока. Аппарат недодаёт мощность.

8.    Открытый бассейн без покрывала. Потери растут, и котёл может не вытянуть нужную температуру.

Обслуживание и консервация

•      Записывайте перепад давления на аппарате и температуры на входе и выходе. Рост перепада и падение нагрева показывают, что пора на промывку.

•      Промывку делают реагентом, совместимым с материалом аппарата. О выборе реагентов в статье о средствах для промывки, о методах в материале о промывке теплообменника.

•      Перед зимой у открытого бассейна сливают воду из контура бассейна в теплообменнике. Замёрзшая вода деформирует пластины и трубки.

Подберём теплообменник под ваш бассейн

Пришлите объём и размеры чаши, тип бассейна (открытый или крытый), источник тепла и его температуру, способ обработки воды. Инженеры ПромТехРешения посчитают мощность, подберут материал и тип аппарата и подскажут обвязку. Расчёт бесплатно, от 3 часов. Оставить заявку можно на странице подбора теплообменника.

Частые вопросы

Какой мощности нужен теплообменник для бассейна 30 м³?

Только на нагрев 30 м³ с 12 до 27 °C за 48 часов нужно около 11 кВт: 30 × 1,163 × 15 / 48. К этому добавляют теплопотери, которые у открытого бассейна в прохладную погоду бывают сопоставимы с мощностью на нагрев, и запас 15-20%. Итог считают по вашим условиям.

Что выбрать для бассейна: титан или нержавейку?

Для пресной воды с обычным хлорированием подходит AISI 316. Для солёной воды, электролиза соли, морской воды и частого ударного хлорирования берут титан.

Можно ли подключить теплообменник бассейна к газовому котлу отопления?

Да. Аппарат подключают через отдельный циркуляционный насос или трёхходовой клапан с приводом, которыми управляет термостат бассейна. Мощности котла должно хватать на отопление и бассейн одновременно, иначе настраивают приоритет.

Где ставить теплообменник в системе фильтрации бассейна?

После насоса и фильтра, перед дозированием хлора и корректора pH. Параллельно аппарату делают байпас, чтобы пустить через него только расчётную часть расхода.

Сколько времени греется бассейн?

Время равно теплу на нагрев, делённому на полезную мощность. Бассейну 48 м³ для нагрева на 15 °C нужно около 837 кВт·ч. Аппарат на 27 кВт при потерях 5,6 кВт отдаёт на нагрев около 21 кВт, значит, вода прогреется примерно за 39 часов.

Нужно ли сливать теплообменник на зиму?

У открытого бассейна да: воду из контура бассейна в аппарате сливают перед морозами, иначе лёд деформирует пластины или трубки. У крытого бассейна аппарат работает круглый год.