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 * (t_b-t_k) * 1,163 / T + q_hr * S, кВт

Q — wymagana moc cieplna pompy ciepła w kW;

W —  objętość basenu, m³;

t_b — 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)

q_hr — jednostkowe straty ciepła basenu na godzinę z 1 m² powierzchni lustra

• basen kryty q_hr = 0,18 kW / m²
• basen odkryty- w pełni otwarta przestrzeń qhr = 1,00 kW/m²
• basen odkryty - częściowo otwarta przestrzeń q_hr = 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.