مقدمه گرمایش استخر

 مهمترین بخش موتورخانه استخر سیستم گرمایشی آن می باشد، برای گرمایش آب و محیط استخر نیاز به یک منبع گرمایی مانند بویلر داریم. برای اطلاع از ظرفیت بویلر و مشعل باید کلیه تلفات حرارتی استخر که شامل موارد زیر است را درنظر گرفت.

• اتلافات حرارتی از سطح و دیواره استخر (Q1)
• گرمای مورد نیاز برای پیش گرمایش استخر، در زمان راه اندازی (Q2)
• بار استحمامی افراد و میزان مصرف در دوش ها و دستشویی ها (Q3)
• بار گرمایشی سالن سرپوشیده استخر (Q4)
• بارهای گرمایی برای جکوزی (Q5)

حال به ترتیب طریقه محاسبه Q1 تا Q4 را شرح می دهیم.

و بعد از آن به بررسی بار های حرارتی لازم برای جکوزی می پردازیم

1) طریقه محاسبه اتلاف حرارتی از سطح و آب جبرانی (Q1)

معمولا برای یک استخر 3 نوع از اتلافات حرارتی را در نظر می گیرند.

• اتلاف حرارتی توسط آب جبرانی
• اتلاف حرارتی از سطح و تبخیر سطحی
• اتلاف حرارتی از دیواره ها و کف استخر (بسیار ناچیز است و در نظر گرفته نمی شود)

اتلاف حرارتی توسط آب جبرانی

اصولا به ازای هر شناگر در حدود 10 الی 20 لیتر آب با چسبیدن بر روی بدن شناگران و فعل و انفعالات شناگران تلف می شود. بار حرارتی به ازای این اتلاف برای هر 100 نفر حدود 30,000  W in.Hg

  فشار بخار اشباع در نقطه شبنم  in.Hg

، حال در ادامه باید بدانیم چه مقدار انرژی حرارتی برای بالا بردن این حجم آب استخر تا دمای مورد نظر (در زمان راه اندازی) نیاز است. با داشتن حجم استخر (گالن) و اختلاف دما آب ورودی با آب استخر (فارنهایت) و مدت زمان لازم جهت پیش راه اندازی (ساعت)، این انرژی قابل محاسبه است.

برای به دست آوردن این پارامتر ابتدا باید تخمینی از تعداد افراد حاضر در استخر به دست آورد که این عدد از تقسیم سطح استخر به فوت مربع بر 25 بدست می آید.

عدد به دست آمده باید در 200 گالن در ساعت یا 50 لیتر در ساعت (بار استحمامی هر شناگر) ضرب گردد تا میزان مصرف آب گرم بهداشتی برای کل استخر بدست آید. (باید در نظر داشت با بنا بر فرهنگ های مختلف این عدد در ضریب تقاضا ضرب می شود که در این جا با در نظر گرفتن ضریب تقاضای برابر 0.5 در ایران به ادامه محاسبات می پردازیم)

حال برای محاسبه گرمای مورد نیاز برای تامین بار استحمامی از فرمول زیر استفاده می کنیم:

V: حجم استخر  بر حسب لیتر

 θ∆<span

4)طریقه محاسبه بار گرمایشی سالن سرپوشیده استخر (Q4)</span

محیط استخر هایی که در سالن های سرپوشیده هستند، نیاز به تهویه مطبوع دارند. پس با محاسبه حرارت اتلافی از سالن استخر بنابر درجه حرارت محیط بیرون و داخل و بار تشعشعی، همراه با داشتن جنس دیوارهای سالن می توان از کتاب های تهویه مطبوع و تاسیساتی این بار را محاسبه کرد. نرم افزار کریر به سادگی این عدد را در اختیار ما قرار می دهد.

 

5) به دست آوردن بار های حرارتی جکوزی (Q5)

برای یک جکوزی بار های حرارتی زیر را باید مد نظر قرار داد.

1. بار گرمایی مورد نیاز برای پیش گرمایش
2. بار حرارتی اتلافی از سطح جکوزی

برای بدست آوردن این موارد ابتدا باید محاسبه حجم جکوزی را انجام داد.

 

حجم جکوزی

برای بدست آوردن حجم جکوزی ابتدا باید تعیین کرد که این جکوزی برای استفاده ی چند نفر می باشد. به ازای هر شخص که از جکوزی استفاده می کند باید مساحتی بالغ بر 2 متر مربع را در نظر گرفت و بعد از ضرب تعداد افراد در مساحت 2 متر مربع، مساحت جکوزی را تعیین کرد و با در نظر گرفتن شکل جکوزی، ابعاد آن را محاسبه می کنیم.

جکوزی ها معمولا به صورت دایره ساخته می شوند و یا، 6 یا 8 ضلعی خواهند بود. در هر دو صورت با تقریب شکل دایره ای و داشتن مساحت جکوزی، شعاع آن را بدست می آوریم.

A=2*تعداد افراد  m2

<p style=”> A=Π r12

حال از طریق فرمول­های بالا می­توان شعاع جکوزی را بدست­ آورد.

پس از بدست آوردن شعاع جکوزی، و شکل برش خورده زیر که مشخصات ساختی جکوزی را نشان می دهد می توان حجم جکوزی را محاسبه کرد.

 

V1= Πr2h=3.14*r12*0.4
V2= Πr2h=3.14*r22*0.8
Vtot=V1+V2 :حجم جکوزی

پیش گرمایش آب جکوزی

محاسبه حرارت مورد نیاز برای پیش گرمایش جکوزی مانند روشی است که برای آب استخر در نظر گرفتیم با این تفاوت که مدت زمان پیش گرمایش آب جکوزی را 1 تا 2 ساعت در نظر می گیریم.

Q 2 = ( جکوزی حجم (گالن* (Tf-T i)*8.33/(مدت زمان پیش راه ان دازی)

دمای مناسب برای جکوزی در مراجع بین 36 تا 41 اعلام شده است. عدد 39 یک عدد مناسب برای آب جکوزی است.

با دانستن حجم و دمای آب می توان حرارت مورد نیاز برای پیش گرمایش آب جکوزی را بدست آورد.

محاسبه بار حرارتی اتلافی از سطح جکوزی

برای بدست آوردن این حرارت می توان از جدول (اتلافات حرارتی از سطح استخر) استفاده کرد و با ضرب عدد بدست آمده در 2 (به دلیل تلاطم بالاتر جکوزی نسبت به آب استخر) و ضرب این عدد در مساحت جکوزی، حرارت اتلافی از سطح جکوزی را بدست می آوریم.

در جکوزی اتلافات دیگری نیز وجود دارد که به دلیل ناچیز بودن این اتلافات، از اشاره کردن به آن­ها خودداری می­کنیم.

حال برای محاسبه <span

<span

به دست آوردن ظرفیت حرارتی بویلر آبگرم</span

</span

برای تامین گرمای مورد نیاز استخر از یک یا چند دستگاه بویلر در کنار یکدیگر استفاده می کنیم.

بویلر ها یا همان دیگ های آبگرم دارای دسته بندی های مختلفی هستند از جمله:

• دیگ های چدنی
• دیگ های فولادی

باید ذکر کرد از جمله مزیت های استفاده از دیگ فولادی نسبت به دیگ­های چدنی، این است که دیگ­های فولادی توان تحمل فشار بالاتری را داشته و در صورت بروز تنش­ های حرارتی در فشار­های پایین­تر، مقاومت بالاتری را دارا هستند، که این موضوع برای تامین امنیت محیط بسیار حائز اهمیت می­باشد.

برای بدست آوردن ظرفیت بویلر مورد نیاز برای استخر به صورت زیر عمل می­کنیم:

• بدست آوردن اتلافات حرارتی از سطح، دیواره استخر و آب جبرانی (Q1)
• بدست آوردن گرمای مورد نیاز برای پیش گرمایش استخر، در زمان راه اندازی (Q2)
• بدست آوردن بار استحمامی افراد و میزان مصرف در دوش ها و دستشویی ها (Q3)
• بدست آوردن بار گرمایشی سالن سرپوشیده استخر (Q4)
• بدست آوردن بار های حرارتی جکوزی (Q5)

حال با در دست داشتن این 5 مقدار به سراغ محاسبه ظرفیت دیگ مورد نیاز برای استخر می­رویم:

بار گرمایی استخر در حالت بیشینه از جمع 5 حرارت داده شده بدست می­آید. اما استخر در زمان راه اندازی، نیاز به تامین بار استحمامی نخواهد داشت و همچنین در زمان کار استخر نیاز به گرمای راه اندازی نخواهد داشت، پس برای صرفه جویی در هزینه های جاری و اولیه استخر، موتور­خانه استخر ها را با قرار دادن یک بویلر رزرو تجهیز می­کنند تا این بویلر تنها در زمان راه اندازی به کار بیافتد.

همچنین باید در نظر داشت که تلفات از سطح و دیواره در واقع یک منبع تامین گرمای محیط پیرامون استخر می باشد، پس باید در محاسبه ی بار بویلر، (Q1) را یک بار جمع و یک بار تفریق کرد.

عدد Q1 در محاسبه بار مبدل نیز مورد نیاز است پس محاسبه ی آن بی فایده نخواهد بود.

در انتها باید ذکر کرد که برای یک استخر سرپوشیده Q2 را با Q3، Q4 و Q5  جمع کرده و بنا بر نیاز، به تعداد بویلر ها تقسیم کرده تا هم ظرفیت و هم تعداد بویلر ها مشخص گردد.

اما برای استخر های سر باز که Q4 در آن ها وجود ندارد ظرفیت بویلر ها با جمع Q1، Q2، Q3 و Q5 محاسبه شده و با تقسیم این عدد بر تعداد بویلرها، ظرفیت هر بویلر بدست می آید.

همان گونه که ذکر شد بهتر است تعداد بویلر 2 و یا 3 در نظر گرفته شود تا پس از راه اندازی یکی از بویلر ها به صورت رزرو عمل کند.

در صورت انتخاب 2 بویلر برای استخر، ظرفیت بویلر رزرو، 75 درصد کل بار حرارتی استخر می باشد و بویلر اصلی مورد استفاده نیز باید توان تولید 75 درصد از  انرژی محاسبه شده کل را داشته باشد. پس در کل 1.5 برابر ظرفیت محاسبه شده برای بار حرارتی، به ظرفیت بویلر نسبت داده می شود. این درحالی است که هزینه اولیه بویلرها بالا می رود اما با استفاده از بویلر رزرو هزینه های جاری سوخت و نگه داری بسیار کاهش می یابد و همچنین در عمر مفید دیگ اثر مثبت خواهد گذاشت.

باید در نظر داشت که بویلر های چدنی و فایر تیوب توان ایجاد راندمانی بالاتر از 86 درصد را نخواهند داشت، پس باید دانست که این بویلر ها توانایی تامین حداکثر 86 درصد از توان اسمی خود را دارند. باید در هنگام انتخاب بویلر، ظرفیت حرارتی بدست آمده برای استخر را بر راندمان بویلر تقسیم کنیم تا ظرفیت اسمی بویلر بدست بیاید.

منبع کویل دار در استخر

متداول­ترین روش برای تولید آبگرم بهداشتی مصرفی و ذخیره این آب، استفاده از منابع کویل­دار می‌باشد. در این نوع منابع، آب گرم یا بخار تهیه شده توسط بویلر، داخل یک کویل حرارتی که معمولا از چند شاخه لوله رفت و برگشتی که از جنس مس می‌باشد گردش نموده و پس از تبادل حرارت با دیوار لوله های مسی از کویل خارج می‌گردد. تبادل حرارت انجام شده باعث گرم شدن لوله مسی و در نهایت گرم شدن آب سرد خا