Obliczanie Ogrzewania Wody w Basenie
Jaka moc grzewcza jest odpowiednia dla konkretnego rozmiaru basenu?
Jedno z często zadawanych pytań przy budowie basenu to: "Jaką moc grzewczą będziemy potrzebować do naszego basenu?" Istnieje kilka wzorów opartych na przeliczaniu różnych jednostek. W naszym obliczeniu skorzystamy z najprostszego sposobu. W tym momencie nie ma znaczenia, jaki rodzaj ogrzewania jest brany pod uwagę (ogrzewanie elektryczne, pompa ciepła, wymiennik lub ogrzewanie solaryczne). Przede wszystkim musimy obliczyć zapotrzebowanie energetyczne, a jest to obliczane tak samo dla wszystkich metod ogrzewania.
Najpierw należy zrozumieć, że ogrzewanie basenu składa się z dwóch faz:
- Ogrzewanie nowo napełnionego basenu - ta faza zużywa najwięcej energii, ponieważ basen jest napełniany zimną wodą, którą trzeba podgrzać do temperatury odpowiedniej do pływania, znanej jako temperatura operacyjna basenu. Ta temperatura jest bardzo subiektywna. Dla niektórych osób 20 stopni jest wystarczające, podczas gdy inni uznają 30 stopni za zbyt chłodne. Ważne jest precyzyjne obliczenie maksymalnej wymaganej mocy grzewczej, a następnie określenie czasu, jaki potrzebuje konkretny system grzewczy, aby podgrzać wodę do temperatury operacyjnej. Im zimniejsza woda napełniająca i cieplejsza woda operacyjna (temperatura odpowiednia do pływania), tym bardziej wydajny system grzewczy będzie potrzebny, lub będzie wymagał dłuższego czasu na podgrzewanie wody.
- Utrzymanie temperatury operacyjnej wody basenowej - druga faza ogrzewania wody to faza operacyjna, w której musisz uzupełniać straty ciepła z basenu. Ta faza jest mniej wymagająca pod względem mocy grzewczej w porównaniu z początkowym napełnianiem basenu. Straty temperatury wynoszą od 150 do 350 W na metr kwadratowy powierzchni basenu.
Ilość zużytej energii na początkowe podgrzewanie i utrzymanie temperatury operacyjnej basenu naturalnie zależy od innych czynników, takich jak:
- Wysokość nad poziomem morza
- Temperatura otoczenia
- Ciśnienie atmosferyczne
- Siła wiatru
- Czas trwania nasłonecznienia
Wpływ tych czynników nie jest tak istotny, a ich obliczenia są na tyle skomplikowane, że nie będziemy ich uwzględniać w naszych obliczeniach.
Co jest ważne i co można zrobić, aby zminimalizować straty ciepła?
- Pokryj powierzchnię basenu przynajmniej solarnym kocem.
- Zastosuj izolację konstrukcji basenu.
- Wykonaj termoizolację podziemnej dystrybucji.
- Zainstaluj pokrywę nad basenem.
Każdy z wymienionych kroków pomoże w pewnym stopniu w zapobieganiu utracie ciepła i zmniejszeniu zużycia energii na ogrzewanie basenu.
Teraz przejdźmy do rzeczywistego obliczenia ogrzewania basenu.
Faza 1 - Ogrzewanie Nowo Napełnionego Basenu
Ile energii potrzebujemy, aby podgrzać 1 metr sześcienny wody w ciągu 1 godziny?
1 metr sześcienny wody potrzebuje 1,16 kWh energii, aby podgrzać się o 1°C w ciągu 1 godziny.
Przykładowe obliczenie zużycia energii dla basenu:
- Objętość basenu: 20 m³
- Temperatura wody napełniającej: 15°C
- Temperatura wody operacyjnej (żądana temperatura basenu): 25°C
- Różnica temperatur: 10°C
Obliczenia mocy grzewczej:
20 m³ x 1,16 kWh = 23,2 kWh (energia potrzebna do podgrzania o 1°C w ciągu 1 godziny)
Musimy podgrzać wodę o 10°C (różnica temperatury = temperatura operacyjna - temperatura napełniająca)
23,2 kWh (energia potrzebna do podgrzania o 1°C w ciągu 1 godziny) x 10°C (różnica temperatur) = 232 kWh (łączne zużycie na podgrzanie 20 m³)
Aby podgrzać basen o pojemności 20 m³ o 10°C, potrzebujesz 232 kWh energii.
To obliczenie podkreśla, jak ważne jest, aby znać temperaturę wody, którą będziesz napełniać basen. Oprócz objętości wody są to dwa najważniejsze parametry do obliczeń. Jeśli woda napełniająca jest chłodniejsza lub jeśli chcesz podgrzać basen do wyższej temperatury, logicznie zużyjesz więcej energii. Łatwo możesz zmierzyć temperaturę wody napełniającej, pozwalając kranowi płynąć przez 5 minut. Czy masz wodę z własnej studni lub strumienia? Zmierz jej temperaturę.
Czas potrzebny do początkowego podgrzewania basenu o pojemności 20 m³:
Wiemy, że potrzebujemy 232 kWh energii do podgrzania basenu.
Teraz zależy to od tego, jak szybko chcesz, aby basen osiągnął temperaturę operacyjną. To również określa moc grzewczą wybranego przez Ciebie systemu. Obliczenie jest proste: podziel łączne zużycie energii przez pożądany czas podgrzewania.
- 232 kWh (potrzebna energia) / 24 godziny (czas podgrzewania) = 9,7 kW (moc grzewcza)
- 232 kWh (potrzebna energia) / 48 godzin (czas podgrzewania) = 4,8 kW (moc grzewcza)
Należy pamiętać, że czas podgrzewania nie powinien być tak długi, żeby nie był w stanie pokryć strat operacyjnych basenu, o czym mowa w Fazie 2.
Faza 2 - Utrzymywanie Temperatury Operacyjnej Basenu
Ile energii potrzebujemy, aby utrzymać temperaturę basenu podczas jego eksploatacji?
Średnie straty energii operacyjnej z 1 metra kwadratowego basenu na zewnątrz wynoszą od 0,15 do 0,2 kW na godzinę. Ponad 90% tych strat pochodzi z powierzchni wody. Im niższa temperatura powietrza na zewnątrz, tym większe są straty energii z basenu. Możesz zmniejszyć te straty temperatury, zakrywając powierzchnię wody solarną kocem, izolując konstrukcję basenu... jak opisano powyżej.
Obliczenia zużycia energii na regulację temperatury basenu na zewnątrz podczas eksploatacji (przy użyciu średniej straty około 0,17 kW/m²):
- Wymiary basenu: 5 x 3 m
- Powierzchnia wody: 15 m²
- Straty termiczne: ok. 0,17 kW/godzina na 1 m²
15 m² (powierzchnia basenu) x 0,17 kW (straty termiczne/godzina/m²) = 2,55 kW / godzinę
Wymagana moc grzewcza operacyjna do regulacji temperatury basenu o wymiarach 5 x 3 m wynosi 2,55 kW na godzinę.
Widzimy, że moc grzewcza wymagana do eksploatacji basenu jest niższa niż na początkowe jego podgrzewanie.
W kolejnym artykule bliżej przyjrzymy się opcjom ogrzewania basenu oraz różnicom między różnymi typami grzewczych urządzeń do basenu.
