محاسبه مبدل حرارتی استخر چگونه است؟

مبدل حرارتی دستگاهی است که از آن برای گرم نمودن آب استخر استفاده می شود . پس میتوان گفت استخر بدون مبدل حرارتی بی کاربرد و بدون استفاده است !!   چون به دلیل دمای نا مناسب آن کارایی آن از بین میرود . به همین دلیل هم هست که به مبدل حرارتی قلب تپنده ی گرمایش استخر میگویند . اما نکته ای که وجود دارد این است که در خرید مبدل انتخاب درست آن نکته کلیدی و حیاتی است . اگر ظرفیت مناسب را نخرید پس عملا مبدل حرارتی که تهیه کردید بی استفاده میشود . برای حل این موضوع در ادامه با محاسبه مبدل حرارتی آشنا خواهید شد که به راحتی بتوانید بهترین مبدل را انتخاب کنید .

جدول انتخاب مبدل حرارتی استخری

برای این که بتوانید مبدل حرارتی استخری مناسب و متناسب با نیازتان را انتخاب کنید ؛ نیاز است تا به یک سری فاکتور ها توجه داشته و با انجام فرمول های مختص مبدل حرارتی استخر ، اقدام به انتخاب یک مبدل حرارتی استخر مناسب نماید . در کنار این موارد برخی شرکت ها به منظور سهولت در انتخاب مبدل حرارتی استخر یک سری جداول طراحی کرده اند که از طریق آن ها به راحتی می توانید مبدل مورد نیاز خود را انتخاب کنید . بر همین اساس در این جا روش های مختلف انتخاب مبدل حرارتی استخر را برایتان ذکر کرده ایم .

در انتخاب مبدل حرارتی استخر اولین و مهم ترین فاکتور محاسبه ی ظرفیت مبدل حرارتی است . انجام این کار به دو روش دقیق و تقریبی (سریع) ، قابل انجام است .

در روش دقیق از فرمول زیر باید استفاده کرد :

• حجم استخر (lit)= طول (m) * عرض (m) * ارتفاع (m) * 1000
• ۱۸ = ظرفیت گرمایی ویژه ی آب
• مدت زمان پیش راه انداز (۱۲ الی ۷۲ ساعت ) = منظور مدت زمانی است که باید سیستم کار کند تا دمای آب به حد مورد نظر برسد ؛ که در مبدل های حرارتی استخر ، این مدت زمان بین ۱۲ تا ۷۲ ساعت تعریف می شود و شخص مصرف کننده میزان زمان را باید در این بازه تعیین کند . در این جا به این نکته نیز توجه داشته باشید که هر چه زمان کمتری تعیین شود در نتیجه به انرژی بیشتری نیاز است و به دنبال این امر به مبدل حرارتی بزرگتری نیاز خواهد بود .

نکته : همان طور که می بینید با انجام فرمول بالا عدد به دست آمده بر حسب  (BTU/hr) است ؛ به همین دلیل در صورت نیاز به عدد با واحد KW ، عدد به دست آمده را در ۳۴۱۲.۱ تقسیم کنید ؛ زیرا هر کیلووات برابر با ۳۴۱۲.۱ بی تی یو بر ساعت (BTU/hr) است .

پس از انجام این فرمول نوبت محاسبه نمودن فوت مبدل حرارتی استخر است و از آن جایی که برای محاسبه ی ظرفیت دستگاه از روش دقیق استفاده شد در این جا هم از روش و فرمول دقیق باید استفاده کرد :

در روش تقریبی اما سریع از فرمول زیر باید استفاده کنید :

در این روش باید به روباز یا سر پوشیده بودن استخر توجه نمود .

استخر سر پوشیده :

در این استخر برای هر مترمکعب از استخر ، ۱۱۰۰ کیلوکالری در نظر گرفته و با ضرب ابعاد استخر در این عدد ظرفیت مبدل حرارتی را به دست می آورند .

به طور مثال : ۷*۱۰*۲= ۱۴۰   ۱۴۰*۱۱۰۰=۱۵۴۰۰۰ kcal

استخر روباز :

در این استخر برای هر مترمکعب بین ۱۶۰۰ الی ۲۰۰۰ کیلوکالری در نظر گرفته و با ضرب ابعاد استخر در این عدد ظرفیت مبدل حرارتی را به دست می آورند .

به طور مثال : ۱۴۰*۲۰۰۰=۲۸۰۰۰۰ kcal

به منظور تبدیل کیلوکالری به کیلو وات اعداد به دست آمده را بر ۸۶۰ تقسیم کنید .

برای به دست آوردن فوت مبدل حرارتی استخر در روش تقریبی تنها کافی است تا اعداد به دست آمده را در عدد ۲ تقسیم کنید .

همان طور که در ابتدا عنوان شد برخی شرکت ها برای انتخاب مبدل حرارتی استخر ، جداولی را طراحی کرده و یک سری از المان های مربوط به این دستگاه و استخر را به صورت تقریبی تعریف نموده اند . به طور مثال در خصوص دانستن دمای هوا و دمای آب مناسب و درصد رطوبت نسبی در یک استخر تفریحی بازه های دمایی هوا بین ۲۹ تا ۲۴ و بازه های دمایی آب بین ۲۴ الی ۲۹ تعیین شده است .

همان طور ک می دانید مبدل های حرارتی استخر مانند دیگر دستگاه ها ، به فضای کافی برای جانمایی نیاز دارند . به همین خاطر باید به طول و قطر دستگاه در کنار ظرفیت آن توجه داشته باشید . برای این کار می توان به جدول زیر توجه نمود :

همان طور که می بینید یک مبدل حرارتی استخر دارای ظرفیت ۲۰۰ کیلووات از طول ۱۶۶ و قطر ۱۶ برخوردار است . در صورت زیاد بودن طول مبدل ، نسبت به فضایی که برای آن در نظر گرفته اید ، باید مبدلی را انتخاب نمایید که طول آن کوچکتر باشد .

نکته : در خصوص مبدل های حرارتی استخر شرکت های مختلفی اقدام به تولید این دستگاه بسیار کاربردی در اندازه های مختلف با ظرفیت های متفاوت کرده اند ؛ به گونه ای که مبدل های حرارتی استخری دو شرکت در یک ظرفیت برابر می توانند در دو سایز مختلف و در جنس ساختاری متفاوت تولید شوند . به همین دلیل در زمان انتخاب این دستگاه با مشاوران مربوطه مشورت کرده و به کاتالوگ و جداول مربوط به شرکت تولید کننده ی دستگاه توجه کنید .

نحوه محاسبه مبدل حرارتی استخر هایواتر

در خصوص محاسبه مبدل حرارتی استخری یک سری نکات و فاکتور وجود دارد که قبل از محاسبه باید این موارد را در نظر بگیرید . بر همین اساس اولین نکته ای که وجود دارد این است که امروزه کارخانجات تولید کننده مبدل حرارتی استخر ، بر اساس دو فاکتور  KW و Ft مبدل های حرارتی استخری خود را معرفی کرده و بر همین اساس کاتالوگ های خود را ارائه می دهند به همین دلیل ابتدا باید این را تعیین کنید که مبدل حرارتی استخری خود را بر چه اساسی می خواهید محاسبه و تعیین کنید .

به منظور محاسبه مبدل حرارتی استخری به دو صورت می توان اقدام نمود به این شکل که هم می توان به صورت دقیق و ذره بینی محاسبات را بر اساس فرمول های مربوطه انجام داد و هم به صورت تقریبی و سر انگشتی ، که در این جا به هر دوی این موارد پرداخته می شود .

در محاسبه دقیق یک سری فرمول ها وجود دارد که با تعیین دقیق یکسری اعداد و ارقام و قرار دادن آن ها در این فرمول ها می توان مبدل حرارتی استخری خود را محاسبه و سپس دستگاه متناسب با نیاز و استخر خود را خریداری کنید .

در ابتدای محاسبه مبدل حرارتی استخری باید بار گرمایی آب استخر تعیین شود که در این مورد به فرمول زیر باید مراجعه شود :

• حجم آب استخر : به منظور محاسبه ی حجم آب استخر می توانید با در دست داشتن متراژ استخر این کار را انجام دهید . طول (متر) × عرض (متر) × ارتفاع (متر) × ۱۰۰۰ = حجم (لیتر)

• مدت زمان پیش راه اندازی (مثلاً ۲۴ ساعت) : منظور از جمله این است که از زمان شروع به کار کردن مبدل حرارتی تا زمان رسیدن دمای آب استخر چه زمانی طول بکشد به طور مثال در برخی پروژه ها نیاز است تا آب استخر در مدت زمان کم مثلاً ۱۲ ساعت آب به دمای مطلوب برسد و بالعکس در برخی دیگر از استخر ها مدت زمان ، امر مهمی نبوده و مدت زمان ۷۲ ساعت مناسب می باشد . به طور کلی در این مورد با توجه به نوع استخر مدت زمان بین ۱۲ تا ۷۲ ساعت تعیین می شود البته در این جا نیز نکته ای وجود دارد که با توجه نمودن به آن ، به نوعی به صورت تقریبی میزان انرژی مبدل حرارتی تعیین می شود . در خصوص بازه ی زمانی هر چه مدت زمان پیش راه اندازی کمتر شود ، نیاز است تا انرژی بیشتری از سوی مبدل حرارتی استخر تأمین شود که این امر مسبب بزرگتر شدن مبدل حرارتی می گردد .

• تغییرات دمای آب : در این جا باید دمای آب قبل از اقدام به گرمایش توجه شود این که آب قبل از گرم شدن از طریق مبدل حرارتی دارای چه میزان دما می باشد در این خصوص استخر های روباز و سرپوشیده نسبت به هم اختلاف دمایی بین ۱.۵ الی ۲ برابری هستند یعنی دمای آب استخر روباز نسبت به نوع سرپوشیده از دمای کمتری برخوردار است . در خصوص دمای مطلوب استخر ها چه رو باز و چه سر پوشیده بازه ی دمایی ۲۸ تا ۳۰ درجه سانتی گراد وجود دارد .

• عدد ۴.۱۸ : این عدد ظرفیت گرمایی ویژه ی آب می باشد .

نکته : با انجام فرمول بالا عددی که به دست می آید بر اساس بی تی یو بر ساعت می باشد که در این جا در صورت نیاز به عدد بر حسب کیلو وات می توانید عدد به دست آمده را بر عدد ۳۴۱۲.۱  تقسیم کنید تا کیلو وات به دست آید .

هر ۱ KW برابر با ۳۴۱۲.۱ Btu/h است .

نکته : در صورت نیاز به فوت مبدل حرارتی استخری ، به صورت تقریبی ، می توانید عدد به دست آمده را پس از تبدیل واحد ، تقسیم بر ۲ کنید تا به این شکل به صورت تقریبی فوت مبدل حرارتی مورد نیاز به دست آید . اگر در این خصوص به صورت دقیق می خواهید به محاسبه بپردازید می توانید از فرمولی که در ادامه برایتان شرح می دهیم استفاده کنید .

محاسبه  مبدل حرارتی استخر به صورت تقریبی و سریع

در این روش مهندسان و کارشناسان این حوضه بر اساس یک سری محاسباتی که خود انجام داده اند به این نتیجه رسیده اند که در استخر رو باز برای هر مترمکعب استخر ۱۶۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلوکالری نیاز است و در استخر های سر پوشیده به ازای هر مترمکعب استخر ۱۱۰۰ کیلوکالری نیاز می باشد . بر همین اساس در این جا ابتدا باید حجم استخر را بر حسب مترمکعب به دست بیارید .

به طور مثال استخری رو باز دارای ابعاد ۵ × ۷ × ۲ = ۷۰ مترمکعب است . بر همین اساس ۷۰ مترمکعب × ۱۷۰۰ کیلوکالری = ۱۱۹۰۰۰ کیلوکالری می باشد . اگر استخر سرپوشیده بود و دارای همین ابعاد باشد عدد حاصل را در ۱۱۰۰ کیلوکالری باید ضرب نمود .

در این جا عدد حاصل بر حسب کیلوکالری خواهد بود ؛ حال در صورت نیاز به واحد کیلووات عدد به دست آمده را به ۸۶۰ تقسیم کنید تا عدد حاصل با ظرفیت کیلووات به دست بیاید .

در صورت نیاز به فوت مبدل حرارتی می توانید عدد به دست آمده را تقسیم بر ۲ کنید .

حال با در دست داشتن این اعداد و مراجعه به فروشگاه ها به راحتی می توانید مبدل حرارتی مورد نیاز خود را خریداری کنید .

در این جا به این نکته نیز توجه داشته باشید که در خصوص این محاسبات در صورت نداشتن علم کافی حتماً به فروشگاه های معتبر مراجعه فرمایید تا نه تنها با ارائه ی مشاوره شما را در جهت خرید محصول با کیفیت راهنمایی کنند بلکه با در اختیار قرار دادن تکنسین های مجرب و کاربلد شما را در جهت تعیین دقیق محاسبات از ابتدای اقدام به خرید تا زمان استفاده از محصول همراهی نمایند .

تا این قسمت از مقاله به صورت مفصل با نحوه ی محاسبه ی مبدل حرارتی استخری آشنا شدید بر همین اساس در  ادامه به منظور آشنایی بیشتر با این محصول بسیار کاربردی و مهم به بررسی آن از جهات مختلف می پردازیم .

مبدل حرارتی استخری چیست؟

برای گرم کردن آب استخر، از مبدل حرارتی استفاده می شود. با این که امکان استفاده از آبگرمکن هم برای گرم کردن آب استخر وجود دارد، اما استفاده از مبدل حرارتی هم از نظر هزینه به صرفه تر است هم کیفیت و دوام بالاتری نسبت به آبگرمکن دارد. پس مبدل حرارتی استخری برای گرم کردن آب استخر بهترین انتخاب است. به این گونه که از طریق تبادل حرارت بین آب استخر و آب گرم داخل بویلر و یا دیگ موتور خانه، آب استخر گرم می شود. به طور کلی مبدل حرارتی استخری دستگاهی است که عامل تبادل آب گرم در بین دو دستگاه می باشد. این تبادل در اثر اختلاف دمای دو سیال (گاز یا مایع) به وجود می آید، بدون اینکه دو سیال با هم مخلوط شوند و یا در تماس مستقیم قرار گیرند. این تبادل به وسیله ی آب، هوا، گاز و روغن انجام می شود. مبدل حرارتی استخری دارای دو مدار چرخش است. یک مدار دارای آب گرم استخر و در مدار دیگر آب خروجی از دیگ موتور خانه و یا بویلر در چرخش است. مبدل حرارتی انواع مختلفی دارد اما مبدل حرارتی مناسب برای استخر، مبدل حرارتی پوسته – لوله ای است. مبدل حرارتی پوسته – لوله ای تشکیل شده از تعدادی لوله در پوسته ای که به دور آن کشیده شده است. این لوله ها کوئل هستند و مایعی که لازم به گرم شدن دارد در آن جریان دارد و درون پوسته مایعی که حرارت را انتقال می دهد در جریان است. از معروف ترین  مبدل حرارتی می توان مبدل حرارتی صفحه ای را نام برد که در سیستم تهویه مطبوع بسیار کاربرد دارد. اما مبدل حرارتی استخری را نمی توان از نوع صفحه ای انتخاب کرد به دلیل رسوبی که در آن ایجاد می شود مناسب این کار نیست. نوع دیگری از مبدل حرارتی که در سیستم گرم کردن استخر به کار می رود، مبدل حرارتی از جنس چدن است. این مبدل حرارتی به گونه ای طراحی شده که بتوان کوئل را از درون آن خارج کرد. در این مبدل حرارتی راندمان بالا است و علت آن تراکم کوئل های درون مبدل است. در نتیجه بالا بودن راندمان، سرعت گرم شدن آب استخر افزایش می یابد. در این مبدل بر عکس مبدل های دیگر آب گرم شونده در درون پوسته است و چون جنس مبدل از چدن است، کل حرارت موجود به آب انتقال پیدا می کند و به نوعی ضریب انتقال کمتری نسبت به مبدل حرارتی از جنس استیل دارد. در نتیجه ی تمام این توضیحات می توان گفت که مبدل حرارتی پوسته – لوله ای بهتری و بیشترین کارایی را برای گرم کردن آب استخر دارد.

کاربرد مبدل حرارتی چیست

اصلی ترین کاربرد مبدل حرارتی تامین دمای مطلوب آب استخر میباشد . در این خصوص اهمیت استفاده از مبدل حرارتی به قدری بالا می باشد که از آن به عنوان قلب تپنده ی سیستم گرمایش استخر یاد می شود ، دلیل این امر این است که در گذشته گرمایش آب استخر را به صورت مستقیم انجام می دانند . به این صورت که آب استخر به صورت مستقیم وارد دیگ موتورخانه استخری شده و پس از رسیدن به دمای مطلوب به استخر باز می گشت و این چرخه به این شکل به صورت متعدد صورت می پذیرفت در این جا در کنار دیگر مشکلات ، مشکل بزرگی که وجود داشت این بود که در درون آب استخر از نظر بهداشتی بودن و سلامت ، مقداری مواد شیمیایی وجود داشت که با ورود به درون دیگ ، سبب بروز خرابی و آسیب در دستگاه دیگ می شد بر همین اساس امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژی ، از مبدل های حرارتی به عنوان دستگاه واسط استفاده می شود . به جهت آشنایی با دیگ آب گرم به صورت مختصر در ادامه به شرح و توضیح آن می پردازیم .

همان طور که می دانید و شاهد آن هستید برای آن که بتوانید از آب استخر استفاده نمایید باید از نظر فاکتور های مختلف و مهمی چون دما ، تمیز بودن و … از امتیاز بالا و استانداردی برخوردار باشد تا مصرف کنندگان بتوانند از آن استفاده کنند .

بر همین اساس به دلیل اهمیت بالایی که دمای استخر برای مصرف کنندگان دارد زیر نظر استاندارد ملی برای استخر های مختلف با کاربری های متنوع دماهای مختلفی را تعریف کرده اند. به طور مثال برای استخر های درمانی دمایی بین ۲۹ درجه سانتی گراد تا ۳۵ درجه سانتی گراد تعریف شده است و همین طور دمای استخر بزرگسالان با خردسالان نیز متفاوت می باشد .

به گونه ای که برای خردسالان دمای استخر باید بین دو عدد ۲۹ و۳۲ درجه سانتی گراد بوده و برای استخر تفریحی بزرگسالان دمایی بین ۲۶ و ۲۸ درجه سانتی گراد را تعریف کرده اند . بنابراین در این نتیجه با توجه به نوع کاربری استخر دما های مختلفی تعیین شده اند تا افراد مصرف کننده از استخر ، به راحتی بتوانند از آن استفاده کنند .

در خصوص دمای آب استخر، به دلیل وجود یک سری شرایط چون استفاده افراد مختلف از استخر در یک بازه ی زمانی ، تبخیر سطحی آب و … باید به صورت مرتب دمای آب کنترل و تنظیم شود به همین منظور روش های مختلفی برای گرمایش آب وجود دارد که افراد مصرف کننده با توجه به شرایط و وجود مزایا و معایبی که روش های مختلف از آن ها برخوردار هستند می توانند به راحتی گرمایش استخر خود را تأمین کنند دراینجا یکی از بهترین و پرکاربرد ترین روش ها استفاده از دستگاه مبدل حرارتی می باشد .

بر همین اساس همان طور که در ابتدای مقاله نیز به صورت مختصر به آن پرداخته شد ، مبدل حرارتی استخر ، دستگاهی است که با استفاده از آن می توان دمای آب استخر را به حد مورد نظر و یا سطح استاندارد از پیش تعریف شده رساند .