Menu Menu

انتخاب و محاسبه مبدل های حرارتی استخر

نویسنده :تراژ انرژی تاریخ : ۱ فروردین ۱۳۹۹ مشاهده :14 بار

روش انتخاب و محاسبه انواع مبدل های حرارتی استخر

 

 

مبدل حرارتی استخر بعد بویلر های حرارتی آبگرم استخر ، دومین و مهمترین تجهیز در سیستم گرمایش استخر می باشد که به عنوان قلب عمکلرد سیستم گرمایش آب استخر می باشد ، انتخاب و محاسبه ظرفیت مبدل حرارتی برای استخر از هم واجبات است و درصورتیکه به درستی انتخاب نشود به هیچ عملکرد مطلوب و رضایت بخش از سیستم گرمایش آب استخر نخواهید داشت در این قسمت رویکرد های انتخاب ، روش های محاسبه و انواع مبدل های حرارتی استخری به همراه مقادیر طراحی مبدل برای انواع استخر های خانگی و  قهرمانی خوایهم پرداخت این مقاله به شما این اطمینان را می دهد تمام سوالاتی که در ذهن برای انتخاب مبدل حرارتی استخر برایتان پیش آمده است در پایان این بخش پاسخ داده شود

در این بخش آموزش طراحی و انتخاب مبدل حرارتی برای استخر ها به صورت آکادمیک و با استتاد به روش های علمی پرداخته خواهد شد  آنچه در اموزشگاهای تاسیساتی به عنوان طراحی استخر تدریس میشود تمام نکات آن در این جا بیان خواهد شد

 

مبدل حرارتی استخر چیست ؟

 

تنها راه رسیدن به دمای مطلوب استخر که شرایط استاندارد آن را بیان میکند ، استفاده از مبدل های حرارتی می باشد ، این تجهیز آبگرم دیگ را دریافت می کند  و از یک سمت خود عبور می دهد و آب درون استخر که دیگر دمایش افت پیدا کرده توسط پمپ استخر در قسمت دیگری از خود عبور می دهد از کنار هم قرار گرفتن این دو سیال که هردو آب هستند ، آبگرم دیگ یا بویلر ف آب استخر را گرم می کند و دوباره آماده ورد به کاسه میکند ،این یک تشریح ساده از یک مبدل حرارتی استخر میباشد.

لزوم کنترل و اهمیت دمای آب خروجی از مبدل حرارتی استخر

 

 

  1. به نگاهی تخصصی تر ، مشاهده میشود که مبدل حرارتی در مدار بسته و سیرکوله گرمایش آب استخر قرار میگیرد ، و تعیین کننده نهایی دمای آب استخر می باشد لزوم اهمیت و دمای نهایی آب استخر در طراحی و دمای محیط پیرامونی استخر مهم است که دمای محیط استخر از روی دمای آب استخر برداشت می شود و مبنا آن دمای خروجی از مبدل استخر است
  2. افزایش دمای آب استخر توسط مبدل حرارتی از محدوده مجاز تعیین شده باعث تحمیل کردن افزایش مصرف انرژی و همچین آسب رساندن به دیگر تجهیزات و همچین از بین رفتن ماندگاری موادی که جهت ضد عفونی و کنترل آلودگی ها به آب تزیرق میشود ، مانند کلر که به شدت دمای آب بالای ۳۰ درجه حساس است و به سرعت درون آب حل می شود ، این شرایط برای برم نیز به همین صورت می باشد
  3. به همین دلیل کنترل دمای آب خروجی از مبدل حرارتی بسیار مهم و تعیین کننده در بسیاری از پارمتر ها میباشد که دو مورد از مهمترین آنها در بالا عنولن شد

 

تشریح عملکرد مبدل حرارتی –  مدار گرمایش استخر

 

 

مبدل حرارتی استخر دریک مدار بسته سیرکوله نصب و شروع به فعالیت می کنند ، بویلر حرارتی به عنوان تغذیه کننده اصلی مبدل حرارتی وظیفه گرم کردن آب را بر عهده دارد ، وجود مبدل حرارتی در سیستم سیرکوله و بسته تصفیه استخر ، بدین معنی می باشد که مقدار دبی و gpm  گذرنده از مسیری مبدل حامل انرژی است ، پس به راحتی می توان نتثیجه گرفت که در انتخاب ، طراحی و محاسبه ظرفیت حرارتی مبدل استخر ، دبی و gpm  گذرنده بسیار مهم تر از تمام دیگر پارمتر های موجود میباشد

همانطور که گفته شد بویلر های حرارتی به عنوان تولید کننده اصلی انرژی مبدل حرارتی آب گرم حامل انرژی خود را از یک پاس مبدل که معمولا تیوپ های مسی یا استیل است گذر می دهند ،و آب موجود در کاسه استخر که دیگر دمایش افت کرده توسط پمپ های تصفیه مکش شده و پس فیلتراسیون برای گرم شدن و رسیدن به محدوده دمایی مجاز وارد پوسته مبدل می شوند ، تمام فرایند انتقال حرارت از آبگرم به آبسرد شده استخر در همان پوسته یک متری مبدل حرارتی رخ می دهد به دیل نرخ انتقال حرارت بالا سریع دمای آب پوسته که قرار است وارد استخر شود به ۲۷ درجه سانتیگراد می رسد ، در واقع مبدل های حرارتی استخر مبدل های آب به آبی هستند که آبگرم دیگ با دمای ۸۵ درجه وارد شده و آب از سمت استخر با دمای ۱۵ درجه وارد پوسته مبدل شده و ونهایتا با دمای ۲۵ تا ۲۷ درجه وارد استخر می شوند

 

 

محاسبه ظرفیت مبدل حرارتی استخر  – فرمول محاسبه مبدل استخر

 

گام اول در محاسبه ظرفیت مبدل

 

بدست آوردن بار گرمایش استخر می باشد در مقالات قبلی در همین سایت مفصلا در مورد آن بحث و پارمتر های موثر در آن در بار حرارتی استخر عنوان شد

برای محاسبه بار گرمایش استخر ها از فرمول زیر استفاده می شود

 

 

 

گام دوم – محاسبه فوت مبدل حرارتی استخر

 

امروزه برای انتخاب میدل های حرارتی مخصوصا استخر براساس فوت حرارتی کار شده صورت می گیرد ، البته که این روش انتخاب تقریبا سرانگشتی می باشد ولی به طور اصلی روند انتخاب و حل مسئله مبدل حرارتی از راه به دست آوردن بار حرارتی استخر های میگذرد استفاده از فرمول زیر و به دست آوردن فوت حرارتی معمولا برای مبدل های حرارتی پوسته لوله مسی می باشد ولی برای انتخاب مبدل حرارتی میتوان به کیلوات درج شده در کاتالوگ شرکت سازنده مبدل استیل استناد شود

 

محاسبه  سرانگشتی مبدل حرارتی استخر

 

  1. محاسبه سرانگشتی در مبدل های حرارتی استیل معمولا بسیار نزدیکتر به محاسبات عملی است به طوریکه بسیاری از فروشندگان لوازم استخر از همین روش برای انتخاب مبدل استفاده می کنند
  2. برای محاسبه سرانگشتی مبدل کافی است حجم اب استخر به طور تقریبی برای هر متر مکعب استخر در حدود ۱۱۰۰ کیلوکالری در نظر بگیرید و سپس بار به دست آمده را جهت تبدل واحد از کیلوکالری به کیلو وات تقسیم بر ۸۶۰ فرمایید تا بار حرارتی استخر بر حسب کیلووات بدست آید، حال برای فوت حرارتی مبدل کافی است KW به دست آمده را تقسیم بر ۲ کنیم و با مراجعه به جدول مبدل های استیل که از ۹ تا ۹۰ فوت میباشد نزدیکترین فوت ظرفیتی را انتخاب کنیم

 

همین جا سوالی که بیشترین مشتریان محترم و کاربران استخر های خانگی می پرسند این است ، که ایا پکیج های زمینی و حتی دیواری ظرفیت بالا می توان مبدل حرارتی نصب کرد و جواب مطلوب گرفت

 

 

جواب :

 

در پاسخ باید بگویم که استفاده از پکیج های گرمایشی زمینی و به طور کلی دستگاه های پیش ساخته گرمایشی برای استخر ها با در نظر گرفتن ظرفیت دستگاه امکان پذیر است اگه کنترل دما و پایداری مطلوب و دلخواه آب استخر از مهمترین معایب و چالش های گرمایش های پکیج گونه و پی شاخته است ولی در صورت استفاده از پکیج های زمینی حتما این نکته توجه داشته باشد که ظرفیت  مبدل انتخاب شده باید ۳/۱ ظرفیت پکیج باشد

برای مثال برای گرمیاش یک استخر به ظرفیت ۴۰ متر مکعب می توان از پکیج های گرمایشی زمینی تا ۴۵۰۰۰ کیلو کالری استفاده کرد ، ولی این نکته را باید توجه داشت که حداکثر ظرفیت مبدل حرارتی که برای این استخر می خواهید نصب کنید ۱۸ فوت خواهد بود و ازین ظرفیت بیشتر مجاز به انتخاب نمی باشید

متاسفانه فروشندگان لوازم استخر بدون در نظر گرفت این موضوغ که مولد اصلی گرمایش آب استخر چه دستگاهی است اقدام به سایز و انتخاب کردن مبدل حرارتی می کند و دست آخر نیز یک ظرفیت بالاتر به عنوان ضریب اطمینان به خریدار محترم تحویل می دهد ، غافل ازینکه مبدل حرارتی باید ظرفیت آن با ظرفیت پکیج یا دیگ سنخیت داشته باشد

 

چند شرط مهم برای انتخاب مبدل های حرارتی استخری با پکیج های زمینی 

 

  1. اولا ظرفیت دیگ حرارتی یا پکیج گرمایشی حداقل باید دو برابر تا ۳ برابر مبدل باشد
  2. دوما بار حرارتی مولد اصلی تولید آبگرم که ممکن است پکیج های زمینی باشد باید کاملا سوار بر مبدل باشد
  3. سوما دبی خروجی از پکیج را با دبی ورودی به قسمت داغ مبدل حرارتی تطبیق دهید باید این دبی ورودی کمتر آن چیزی که در کاتالوگ درج شده باشد نباشد
  4. دبی آب داغ وروردی به مبدل به یک مبدل ۲۷ فوت با ظرفیت ۴۰ کیلووات در حدود ۴۰ لیتر بر دقیقه است ، در حالیکه دبی خروجی از پکیج های زمینی با ظرفیت ۴۵۰۰۰ کیلوکالری نهایت  ۲۴ لیتر بر دقیقه می باشد

 

 

 

دسته بندی انواع مبدل حرارتی مورد استفاده در استخر

 

به طور کلی دو نوع مبدل حرارتی کلا در صنعت تاسیسات وجود دارد ، یکی مبدل های حرارتی صفحه ای و دیگری مبدل های حرارتی پوسته لوله ، در بخش استفاده استخری از مبدل حرارتی فقط نوع پوسته لوله توصیه میشود ، هرچند که مبدل های حرارتی صفحه ای به خاطر نوع طراحی شان دارای راندمان بیشتر ، پتانسیل رسوب گیری کمتر و همچین افت فشار کمتر هستند ، ولی اینا دلیلی نمی شود که از مبدل های صفحه ای برای گرمایش آب استخر شود ،آنچه که امروز در استخر ها و بازار تاسیسات به عنوان مبدل استخر تلقی می شود نوع پوسته لوله آن میباشد

 

مبدل های حرارتی پوسته لوله مسی

 

  1. این نوع مبدل های حرارتی از بهترین نوع مبدل برایگرمایش آبگرم استخر ها می باشد ، به طوریکه اول انتخاب برای استخر ها مبدل های پوسته لوله مسی می باشد ، کویل های مسی قرار گرفته در این مبدل های از نوع U  شکل بوده  و درون یک پوسته آهنی قرار می گیرد ، این نوع مبدل ها به دلیل ظریب انتقال حرارت بالا برای استخرهای قهرمانی و مجموعه ورزشی ها استفاده می گردند ، شاید مهمترین مزیت مبدل های مسی بر مبدل های استیل عدم وجود محدویت در ظرفیت حرارتی دبی خروجی آنها است که در بخش بررسی مبدل های استیل حرارتی به ان می پردازیم
  2. در محاسبه ظرفیت حرارتی مبدل های پوسته لوله مسی بعد از محاسبه بار حرارتی لازم برای گرمایش ابتدایی استخر ، بدست آورن فوت مورد نیاز کویل های مسی اهمیت بیشتری که دارد  ، که درواقع قیمت این مبدل ها به تعداد فوت مسی ان می باشد و فرمول محاسبه فوت حرارتی مبدل های مسی به شرح ذیل می باشد

 

 

ویزگی های  مبدل های حرارتی مسی  استخر

 

 

  1. مبدل های مسی  در تولید خود دارای هیچ محدودیتی نیستند تا ظرفیت ۱۵۰۰ کیلوات قابل تولید هستند 
  2. افت فشار این مبدل ها نسبت به نوع استیل به دلیل شکل هندسی کویل ها بیتشر است ؛ معمولا تا ۱۸ فوت در نظر گرفته می شود
  3. این نوع مبدل ها نسبت به مبدل های مشابه استیل بسیار گرانتر هستند
  4. حداقل ظرفیت مبدل های حرارتی مسی  برحسب فوت از ۱۰ فوت قابل تولید هستند
  5. کویل مسی یا تیوپ های قرار گرفته در مبدل به صورت U  شکل و دوبار گذر هستند
  6. معمولا برای استخر های بزرگ قهرمانی مجموعه ورزشی از آن استفاده می شود
  7. ولی به دلیل اینکه شرکت های تولید کننده جدولی برای انتخاب مبدل خود ارائه نمیکنند و این را از اسرار شرکت خود می دانند ، این مبدل های به جهت به دست آوردن دبی خروجی ، افت فشار و حتی ظرفیت حرارتی دارای ابهاماتی هستند که مشاور ار مجبور به استفاده از مبدل های استیل استخری می کند

 

 

مبدل های حرارتی پوسته لوله استیل

 

  1. امروزه استفاده از مبدل های استخری استیل در استخرهای خانگی و تفریحی ویلایی به  دلیل ظرفیت هایی پایین بیشتر رواج دارد ، عمده ترین تفاوت این مبدل های استیل با نوع مسی مشابه ، در نوع کویل های یا تیوپ های آن است ، در نوع استیل تیوپ یا کویل های یا به عبارتی لوله های داخل مبدل دیگر به صورت U شکل نبوده و برخلاف نوع مسی آن به صورت مستقیم و یکبار گذر طراحی شده است 
  2. عمده ترین دلیل استفاده از مبدل های حرارتی استیل ب جای مبدل های مسی ، عدم خورندگی استیل و پایداری در برابر مواد شیمیایی آب مانند کلر می باشد  ،معمولا جنس پوسته لوله از نوع استیل ۳۰۴ می باشد که به عنوان استیل نگیر در صنعت شناخته می شوند

 

ویزگی های  مبدل های حرارتی استیل استخر

 

  1. این مبدل ها در تولید خود دارای محدودیت ظرفیتی هستند معمولا تا ظرفیت ۲۰۰ KW  بیشتر ظرفیت طراحی ندارند
  2. افت فشار این مبدل ها نسبت به نوع مسی  به دلیل شکل هندسی کویل ها کمتر است ؛ معمولا تا ۱۰  فوت در نظر گرفته می شود
  3. حداکثر ظرفیت مبدل های حرارتی استیل برحسب فوت تا ۹۰ وفت می باشند
  4. نهایت سایز اتصالات وروردی خروجی ۲ اینچ و حداکثر طول مبدل  در حدود ۱٫۵ متر می باشد
  5. گپ مبدل های استخری در دو مدل فلنچی و جوشی قابل ساخت و طراحی می باشد ، که نوع فلنچی آن را میشود بازدید دوره ای کرد

نظرات کاربران (0 نظر )

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *