استخر و سونای آب گرم

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 مشعلباید کلیه تلفات حرارتی استخر که شامل موارد زیر است را درنظر گرفت.

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 مشعلباید کلیه تلفات حرارتی استخر که شامل موارد زیر است را درنظر گرفت.

صفحه 1

 

  • 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:

 

 

محاسبات Q1:

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 حدود30,000 kcal/h است.

 

صفحه 2

 

باید ذکر کرد شناگران بنا بر وزن و میزان فعالیت خود، انرژی ما بین 400 تا 700 کیلو کالری در ساعت (بسته به وزن و نوع شنا) را مصرف می کنند که به محیط استخر و آب استخر اضافه می شود این انرژی امکان دارد در زمانی که تعداد افراد داخل اسختر بالا رود، عدد قابل ملاحظه ای گردد. اما چون ممکن است در یک زمان مشخص (برای مثال هنگام تعویض سانس استخر) تعداد شناگران بسیار کم باشند نمی توان از این انرژی اضافه شده به استخر استفاده کرد و در این صورت آن را به عنوان یک ضریب اطمینان در طراحی استخر در نظر می گیریم.

برای مثال در زمانی که 100 شناگر همزمان در آب شنا کنند عددی بالغ بر 40000 کیلوکالری انرژی به آب و محیط اضافه می گردد که نمی توان از آن به عنوان یک انرژی همیشگی بهره جست.

بعضی از طراحان استخر انرژی تلف شده از آب هدر شده توسط شناگران و فعالیت آنها را با این انرژی سر به سر گرفته و مد نظر قرار نمی دهند که به عنوان یک طراحی محافظه کاران این کار درست نیست.

اتلاف حرارتی از سطح و تبخیر سطحی

کل تلفات حرارتی از سطح استخر را محاسبه می کنیم. اطلاعات اولیه استخر شامل دماهای ورودی آب شهر و دمای هوا، سرعت باد و گرمای نهان را داریم، با این اطلاعات تلفات اولیه قابل محاسبه است. با توجه به کتاب اشری (ASHRAE) دو فرمول زیر برای حالات استخر آرام و فعال در دسترس قرار دارد :

W=(95+0.425 v)(pw- pa)/Y (1

W=(69+0.35v)(pw-pa)/Y (2

W : میزان تبخیر ib/h.ft2

v: سرعت باد در سطح ft/min

Pw: فشار بخار اشباع در دمای آب in.Hg

Pa : فشار بخار اشباع در نقطه شبنم in.Hg

Y : گرمای نهان در دمای استخر Btu/lb

نرخ تبخیر برای استخر آرام، که توسط "معادله 2" محاسبه شده، تقریبا 74% مقداری است که از "معادله 1" اشری بدست می آید.

طریقه محاسبه اتلاف حرارتی از فرمول بالا به صورت کامل در مثال 1 ذکر شده است.

این در حالیست که برای راحت تر شدن محاسبات، جدول زیر به ازای اختلاف دماهای ثابت به درجه فارنهایت، ارائه شده است.

تلفات حرارتی از سطح استخر و هوای محیط

50 40 35 30 25 20 15 10

اختلاف دمای آب و هوای محیط F

525 420 368 315 263 210 158 105

Btu/h.ft2

  • مقادیر ارائه شده در جدول فوق بر مبنای سرعت باد 3.5 m/h می باشد.
  • برای سرعت باد 5 m/h مقادیر مستخرجه از جدول فوق را در ضریب 1.25 ضرب کنید.
  • برای سرعت باد 10 m/h مقادیر مستخرجه از جدول فوق را در ضریب 2 ضرب کنید.

عدد به دست آمده از جدول 1 را که بر حسب Btu/h.ft2 می باشد باید در سطح استخر ضرب کرد تا Q1 به دست آید.

 

صفحه 3

 

محاسبات Q2:

2) طریقه محاسبه گرمای مورد نیاز برای راه اندازی (Q2):

 

تا اینجا بخشی از تلفات را بدست آوردیم، 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.

Q2: مقدار گرمایی که باید به آب استخر بدهیم Btu/h

Tf : دمای نهایی آب استخر F

Ti : دمای ابتدایی آب استخر F

محاسبه سطح استخر

اولین گام در طراحی استخر شنا، تعیین مساحت کل آن است که بر مبنای چگونگی استفاده و تعداد شناگرانی که در یک زمان در داخل استخر خواهند بود، پیش بینی می شود. بر حسب توصیه کمیته استخر های شنای امریکا، می باید حداقل طول استخر 60 فوت (18 متر) و عرض آن مضربی از (6،5 و 7 ft ( 1.5 ، 1.8 یا 2 متر منظور گردد. اما در استخرهای تفریحی، تعداد شناگرانی که در یک زمان داخل استخر خواهند بود، عامل اصلی در تعیین مساحت استخر می باشد. معلوم شده است برای زمانی که حداکثر تعداد شناگران داخل آب باشند، می بایست به ازای هر شناگر داخل آب 25 فوت مربع ( 2.3 متر مربع) سطح در نظر گرفته شود. در اینجا فرض بر این است که یک سوم افراد حاضر در استخر درون آب نیستند. ( منظور شناگرانی که در محیط استخر بوده و هنوز داخل آب نپریده اند و یا داخل آب بوده و از آن خارج شده اند)

دمای مناسب در استخر:

 

همانطور که در مراجع آمده است برای استخرها با کاربری های متفاوت درجه حرارت های مختلفی برای آسایش شناگران اعلام کرده اند که این عدد معمولا بین 26 تا 27 درجه سانتی گراد می باشد. برای استخرهای خانگی این عدد 26.7 سانتی گراد (80 درجه فارنهایت) ذکر گردیده است.

دمای آب ورودی نیز بنا به محل استفاده استخر متفاوت است. این عدد با فصل کارکرد استخر نیز تغییر می کند.

برای شهر تهران این عدد در تابستان حدودا 15 درجه سانتی گراد و در زمستان در حدود 7 درجه سانتی گراد می باشد.

مدت زمان پیش راه اندازی استخر

استخرها یا به صورت دائم فعال هستند (استخرهای عمومی) و یا به صورت دوره ای (استخرهای خانگی) مورد استفاده قرار می گیرند.

با دانستن این موضوع و اینکه استخرهای خانگی ممکن است تنها در انتهای هفته فعال شوند، زمان راه اندازی در این استخرها بسیار کمتر از استخرهای عمومی است.

معمولا برای استخرهای خانگی 8 ساعت جهت پیش راه اندازی در نظر می گیرند. این عدد برای استخرهای عمومی بنا بر نیاز از 24 ساعت الی 72 ساعت متغیر است.

هر چه مدت زمان راه اندازی کوتاه تر باشد ظرفیت بویلر انتخابی بیشتر خواهد شد.

محاسبه حجم استخر

برای محاسبه حجم استخر پس از بدست آوردن سطح، عمق استخر بسته به چگونگی استفاده از آن تعیین می شود. عمق آب در قسمت ابتدای استخر باید در حدود 4 تا 5 فوت (1.25 متر) باشد و کف استخر با شیب ملایمی به تدریج به قسمت عمیق منتهی گردد. بهتر است عمق انتهای استخر جهت مناسب بودن برای شیرجه بیش از 9 فوت ( 2.7 متر) منظور شود. این عدد تا حدود 4 متر نیز افزایش می یابد. تا جایی که پا به کف استخر می رسد و امکان راه رفتن وجود دارد، نباید عمق استخر به طور ناگهانی تغییر یابد. با مشخص شدن عمق و مساحت سطح استخر، حجم آب داخل استخر مشخص می شود.

 

صفحه 4

 

از آنجایی که ارتفاع استخر در جاهای مختلف متفاوت است از این رو با داشتن ارتفاع های مختلف، ضرب در طول مشخصه آنها، به صورت مجزا حجم هر واحد را حساب کرده در نهایت جمع می کنیم، (بین هر دو ارتفاع میانگین می گیریم و عرض استخر نیز ثابت است). گاهی نیز فقط طول، عرض و ارتفاع را می دهند که در این صورت حجم همان حاصلضرب داده ها خواهد شد. اگر هم، زمانی ارتفاع را نداشته باشیم به صورت پیش فرض 1.68 متر یا 5.5 فوت در نظر می گیریم.

جدول شماره 2،3 ابعاد استخرهای قانونی را که توسط کمیته استخرهای امریکا توصیه شده اند، ارائه می دهد.

استخرهای قانونی

pool Capacity Gallons

Bathing Load person

Bathing Capacity per day

A

B

C

D

X

Y

Z

L

W

Feet

55,000

48

418

8

9

5

3.25

15

20

25

60

20

80,800

75

607

8

9

5

3.25

15

20

40

75

25

120,000

108

900

8

9.5

5

3.25

18

25

47

90

30

155,600

147

1,170

8

10

5

3.25

18

25

62

105

35

207,600

192

1,555

8

10

5

3.25

20

30

70

120

40

254,000

243

1,905

8

10

5

3.25

20

30

85

135

45

306,000

300

2,300

8

10

5

3.25

20

30

100

150

50

422,400

432

3,170

8

10

5

3.25

20

30

130

160

60

558,000

590

4,180

8

10

5

3.25

20

30

160

210

70

 

 

صفحه 5

 

pool Capacity m3

Bathing Load person

Bathing Capacity per day

A

B

C

D

X

Y

Z

L

W

Meter

208

48

418

2.4

2.7

1.5

1

4.5

6

7.6

18.2

6

306

75

607

2.4

2.7

1.5

1

4.5

6

12

22.8

7.6

454

108

900

2.4

2.9

1.5

1

5.4

7.6

14.3

27.4

9.1

589

147

1,170

3.4

3

1.5

1

5.4

7.6

18.9

32

10.6

786

192

1,555

2.4

3

1.5

1

6

9.1

21.3

36.6

12.2

961

243

1,905

4.4

3

1.5

1

6

9.1

26

41

13.7

1,158

300

2,300

2.4

3

1.5

1

6

9.1

30.5

45.7

15.2

1,599

432

3,170

5.4

3

1.5

1

6

9.1

39.6

48.7

18.3

2,112

590

4,180

2.4

3

1.5

1

6

9.1

48.7

64

21.3

بار گرمایی این استخرها بر اساس گردش مداوم و 24 ساعته آب و فرمول های زیر تعیین شده اند.

طول استخر = L

بار استحمامی استخر (تعداد شناگران) = L*W/2

عرض استخر = W

حجم آب مورد نیاز هر شناگر (گالن) = Q

حجم آب مورد نیاز هر شناگر(گالن) Q=6.25*T2

مدت زمان یک گردش کامل آب استخر = T

ساعات گردش آب = C

ظرفیت استحمامی در روز = CV/TQ

حجم استخر (گالن) = V

 

صفحه 6

 

به عنوان یک مثال طراحی فرض کنید در یک استخر تفریحی حداکثر 100 شناگر شنا کند. در این صورت :

100(شناگر)*25(فوت مربع به ازای هر شناگر)= 2500 فوت مربع سطح آب مورد نیاز

لذا ابعاد استخر برای چنین سطحی بر حسب طرح می تواند بدین قرار باشد :

30*90 (فوت) :ابعاد پیشنهادی کمیته استخر های شنا

پس با این اوصاف برای این استخر ابعادی مشابه با ردیف سوم جدول بالا در نظر می گیریم که حجمی بالغ بر 120000 گالن را خواهد داشت.

در صورت استفاده نکردن از این جدول نیز می توان از طریق ضرب طول در عرض استخر و ارتفاع میانگین هر قسمت از استخر، حجم آن را بدست آورد.

چنین استخری در صورتیکه سرپوشیده باشد باید موزاییک یا کاشی سفید یا کاشی روشن خط کشی شود، و اگر در فضای باز باشد باید با همان سیمان سفید به طور کاملا صاف نازک کاری شود. تمامی گوشه های استخر می باید گرد باشد و سطح پیرامون استخر باید به گونه ای کاملا واضح به منظور نشان دادن عمق آب در نقاط معین علامت گذاری شود، ترجیحا در نقاطی که عمق آب یک فوت افزایش می یابد. علامت گذاری خطوط شنا و غیره را می توان با مواد تیره رنگ انجام داد ولی باید در بخش اعظمی از استخر مواد رنگی روشن به کار برد تا هرگونه آلودگی و چربی به راحتی پیدا شود.

با دانستن حجم استخر، مدت زمان پیش راه اندازی و اختلاف دما، Q2، به راحتی محاسبه می شود.

برای تاکید عرض شود که اختلاف دما بر حسب فارنهایت، حجم استخر بر حسب گالن و مدت زمان پیش راه اندازی به ساعت می باشد که Q2 را بر حسب Btu/h به ما می دهد.

محاسبات Q3 تا Q5:

3) طریقه محاسبه گرمای مورد نیاز برای تامین بار استحمامی استخر (Q3):

 

یکی دیگر از پارامترهایی که در طراحی استخر باید در نظر گرفته شود بار استحمامی آن می باشد. بدین معنا که در یک ساعت از عملکرد استخر، شناگران چه میزان از ادوات بهداشتی و دوش ها استفاده می کنند.

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.

بار استحمامی استخر(تعداد شناگران) = L*W)/25)

L طول استخر=

عرض استخر=W

با تخمین تعداد شناگران حاضر در استخر و دانستن این موضوع که این تنها دو سوم افراد حاضر در محیط استخر هستند و یک سوم بقیه در کناره های استخر، دوش ها، سونا، رختکن و ... می باشند، کلیه کاربران حاضر در محیط استخر را محاسبه می کنیم.

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:

Q3=ρVc∆θ

ρ: چگالی آب که 1 kg/m3 در نظر گرفته می شود.

V: حجم استخر بر حسب لیتر

C: ظرفیت گرمای ویژه آب 1 Kcal/kgk

θ∆: اختلاف دمای آب ورودی و آب استحمامی مناسب به درجه سانتی گراد (حدود 40 درجه سانتی گراد)

 

صفحه 7

 

4)طریقه محاسبه بار گرمایشی سالن سرپوشیده استخر (Q4):

 

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.

بار حرارتی جکوزی:

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.

 

صفحه 8

 

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

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.

Q2= ( جکوزی حجم (گالن*(Tf-Ti)*8.33/(مدت زمان پیش راه اندازی)

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 Q5 کافیست این دو بار حرارتی را با هم جمع کرد.

 

صفحه 9

 

به دست آوردن ظرفیت حرارتی بویلر آبگرم

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 خارج لوله که آنرا احاطه کرده است می‌شود. جنس منبع از ورق گالوانیزه می باشد اما در صورت استفاده از ورق سیاه (فشارهای بالاتر) داخل منابع را با پوشش اپوکسی می­پوشانند. ضخامت ورق فولادی بکار رفته در منابع نیز بر حسب فشار کاری دستگاه، دمای کاری و ضریب خورندگی آب بر اساس استاندارد مخازن تحت فشار محاسبه می‌شود. این مخازن در دو نوع عمودی و افقی بر حسب محل نصب آنها بکار گرفته می‌شود.

 

صفحه 10

 

 

 

برتری منابع کویل دار نسبت به دیگر دستگاههای تولید کننده آبگرم بهداشتی نظیر منابع دو جداره این است که فقط از یک بدنه استفاده شده و پس از بروز اشکالاتی مانند ترکیدگی و یا رسوب گرفتگی کاملا قابل تعمیر می‌باشند. ضمنا بخاطر وجود منبع اصلی انتقال حرارت (کویل) در داخل منبع، افت حرارتی آن بسیار کم می‌باشد.

 

صفحه 11

 

محاسبه حجم منبع کویل دار

حجم منبع معمولاً بر حسب ضریب تقاضای هر محل اعم از منازل مسکونی، کارخانجات، استخرها و ... ساخته می‌شود. به طور مثال در استخر با دانستن تعداد شناگران و مقدار مصرف 50 لیتر برای هر نفر، و با ضرب کردن عدد بدست آمده در ضریب تقاضا (بین 0.4 تا 0.6) حجم مخزن به دست می آید که این میزان در ضریب 1.2 (ضریب ذخیره) ضرب می گردد.

ضریب تقاضا

ضریبی است که که به دلیل همزمان نبودن استفاده شنا گران از دوش ها و دستشویی ها در میزان مصرف ضرب می گردد.

ضریب ذخیره

منابع ذخیره آب در زمان استفاده، ممکن است در پیک بار، به شدت آب کم کنند و آب سرد جبرانی، وارد آنها شود که این آب سرد باعث سرد شدن کل منبع شده و حرارت دیگ، توان تامین گرمای مورد نیاز برای متعادل کردن حرارت را نخواهد داشت، به همین دلیل ضریبی به نام ضریب ذخیره منبع را در حجم مصرف بدست آمده ضرب می­کنیم تا از یکنواختی درجه حرارت در زمان پیک مصرف اطمینان حاصل شود. این ضریب برای کاربری های مختلف، متفاوت است و برای استخر ها معمولا برابر با 1.2 در نظر گرفته می­شود.

برای محاسبه کویل، منبع کویل دار مشابه مبدل حرارتی، درجه حرارت آب مصرفی، درجه حرارت بویلر و دبی در گذرِ هر کدام مورد نیاز است. در صورت قرار دادن این 6 عدد در اختیار کارخانجات سازنده مبدل حرارتی و منبع کویل دار، توان محاسبه ظرفیت آن ها را خواهند داشت.

مبدل حرارتی در استخر

برای محاسبه و تعیین اندازه مبدل حرارتی استخر و جکوزی روشهای متعددی وجود دارد، مبدل حرارتی برای استخر باید بتواند در زمان راه اندازی، آب استخر را به درجه حرارت مناسب رسانده و همچنین در حین کار استخر افت های حرارتی را جبران کند. بر این اساس برای جلوگیری از اتلاف حرارتی از سه سری مبدل استفاده می شود:

  • سری اول برای پیش گرمایش آب استخر (با ظرفیت Q2)
  • سری دوم برای جبران اتلافات حرارتی (با ظرفیت Q1)
  • سری سوم برای تامین آب گرم مورد نیاز جکوزی (با ظرفیت Q5)

مبدل دارای دو ورودی و دو خروجی است. آب گرم شده بویلر از یک سمت وارد کویل شده و از سمت دیگر آب استخر وارد پوسته مبدل می گردد، پس از تبادل حرارتی دمایش بالا رفته و آب بویلر کمی خنک می شود. معمولا آب بویلر با دمای 70 درجه سانتی گراد وارد و با 60 درجه سانتی گراد خارج می گردد و آب استخر نیز با حرارت 26.7 درجه سانتی گراد وارد مبدل شده. با دانستن Q1، حجم استخر (دبی فیلتراسیون که بنابر کاربری استخر از 4 تا 8 ساعت یک بار کل استخر فیلتر می شود بدست می آید) و دمای ورودی مبدل، می توان دمای خروجی از مبدل و مدل آن را تعیین کرد.

Q1(kcal/h)= MC∆θ =Vlit∆θ

برای جلوگیری از افزایش درجه حرارت آب خروجی از مبدل ها، از ترموستات و اکوستات استفاده می شود اما دقیق ترین روش برای کار با مبدل ها، شیر سه راه موتوری می باشد که به دلیل گران تمام شدن سیستم از این مورد کمتر در ایران استفاده می شود. درحالی که باید ذکر کرد در صورت استفاده نکردن از این نوع از شیر ها در تاسیسات استخر، امکان ورود آب با درجه حرارت بالا به استخر یا جکوزی وجود دارد که برای سوزاندن پوست شناگرانی که در کنار ورودی های آب قرار دارند خطر ساز خواهد بود.

دو نوع رایج مبدل های حرارتی مورد استفاده در استخر ها به شرح زیر است:

  • مبدل های پوسته لوله ای
  • مبدل های صفحه ای