محاسبه و انتخاب مبدل حرارتی استخر

محاسبه و انتخاب مبدل حرارتی استخر :

در این مقاله قصد داریم نحوه محاسبه و انتخاب مبدل حرارتی استخر را شرح دهیم ، یکی از مهمترین و اصلی ترین لوازم و تجهیزات استخر است که به منظور گرمایش و کنترل دمای آب استخر، مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارند که در این میان، مبدل حرارتی پوسته و لوله (shell and Tube Heat Exchanger) که به مبدل لوله ای هم معروف است، بهترین و باکیفیت ترین مدل به شمار می رود. مبدل حرارتی استخرها معمولا پیش از تجهیزات تصفیه آب نصب میشود برای محاسبه ظرفیت مبدل حرارتی نیاز به محاسبه ظرفیت گرمای مورد نیاز استخر و جکوزی می باشد که از حاصل جمع دو بار حرارتی ذیل بدست می آید.

محاسبه بار حرارتی ناشی از سطح و تبخیر سطحی :

Q1= A× U × (T − T) x Z

Btu/hr اتلاف حرارت ناشی از تبخیر سطحی : Q1

ft2 مساحت سطح کاسه استخر یا جکوزي: A

10.5Btu/hr.ft^2.F ضریب کلی انتقال حرارت از سطح : U

F دمای نهایی استخر : Ti

F دمای هوای پیرامون : Ta

ضریب تصحیح : Z

لازم به توضیح است دمای نهایی آب و مدت زمان راه اندازی برای استخر با کاربری های مختلف به راحتی از جدول ذیل قابل استخراج است . برای جکوزی نیز دمای طراح برابر 104 درجه فارنهایت و مقدار زمان راه اندازی برابر 0.5 ساعت می باشد.

 

کاربری	دمای طرح (F)	دمای محیط (F)	رطوبت نسبی (%)	مدت زمان راه اندازی(Hr)	مدت زمان یکبار فیلتر(Hr)
تفریحی	75	80	50	12	6
درمانی	95	80	50	24	0.5
قهرمانی	80	85	50	48	4
غواصی	85	80	50	48	4
سالمندان	85	90	50	12	1
هتل ها	85	82	50	24	4

بار مورد نیاز برای راه اندازی :

Q=p x V x C x (Ti – To ) / H

Btu/hr بار حرارتی راه اندازی : Q

Ib/Gallon چگالی آب : p

Gallon حجم استخر : V

Btu/gal.F گرمای ویژه آب : C

F دمای طراحی : Ti

F دمای آب ورودی : To

H مدت زمان راه اندازی hr

لازم به ذکر است که در روابط (1) و (2) سرعت باد بین 5-8km/h  در نظر گرفته شده است. برای استخرهای سرپوشیده یا استخرهای سرباز مجهز به سایبان، مقدار متوسط سرعت باید کمتر از (5km/h (3MPH در نظر گرفته شود برای این دسته از استخرها مقدار محاسبه شده از معادله (2) را میتوان به اندازه بیست و پنج درصد کاهش داد به عبارت دیگر مقدار نهایی را در 0.75 ضرب کنید. در صورتی که سرعت باد بیش از (8km/h (5MPH باشد مقدار این معادله باید به اندازه بیست و پنج درصد افزایش یابد به عبارت دیگر مقدار نهایی را در 1.25 ضرب کنید. برای سرعت باد  (16km/h (10MPH نیز مقدار این معادله باید به اندازه صد درصد افزایش یابد. به عبارت دیگر مقدار نهایی را در 2.0 ضرب کنید.

انتخاب مبدل حرارتی استخر :

در ادامه حاصل جمع دو بارحرارتی ذکر شده مقدار کل گرمای مورد نیاز برای گرم کردن آب استخر تا دمای مورد نظر را به وجود آورده است.

در آخر باید این نکته نیز توضیح داده شود که در برخی از منابع روابط مربوط برای محاسبه ظرفیت گرمایی استخرهای سرباز و سرپوشیده از یکدیگر مجزا میشوند که در این قسمت هر دوی این فرمولها به صورت مشترک ارایه شدند چراکه در حقیقت روابط مورد استفاده در هر دوی استخرهای سرباز و سرپوشیده یکسان است و شرایطی که باید در هر یک از وضعیت ها در معادله اعمال شود متفاوت خواهد بود.

با در دست داشتن مقدار کل بار گرمایی و در نظر گرفتن مقدار ضریب اطمینان (10 درصد) و استخراج مقدار راندمان حرارتی مبدل حرارتی مورد نظر از کاتالوگ(حدودا مقدار 80 تا 90 درصد برای مبدل ها خارجی و حدود 50 تا 60 درصد برای مبدل های ایرانی) بار حرارتی مورد نیاز محاسبه می شود . سپس با مراجعه به کاتالوگ مبدل حرارتی مورد نظر انتخاب می شود.

روش های کنترل دمای استخر:

کنترل دماي آب استخر به سه صورت امکان پذیر می باشد:

1. نصب پمپ خطی و نصب ترموستات روي مبدل- فرمان خاموش روشن شدن پمپ
2. نصب شیر سه راهه موتوري جهت کنترل دماي آب
3. نصب شیر برقی و ترموستات در مسیر لوله کشی

عموما براي پروژه هاي ویلایی و مسکونی از روش شماره 1 استفاده خواهیم کرد مگر آنکه کارفرما دقت بالاتري براي کنترل دما آب داشته باشد که در این مواقع براي این پروژه ها و پروژه هاي عمومی و بزرگ باید از روش 2 استفاده کرد.

توانستیم نرم افزاری تحت وب طراحی کنیم قابل استفاده برای مهندسان ، مجریان و استادکاران شاغل در حوزه تاسیسات ، که با طراحی فلودیاگرام و انتخاب تجهیزات و تهیه پیشفاکتور کار را برای شما راحت تر خواهد کرد. برای ورود به نرم افزار کلیک کنید.

پیشنهاد میکنیم قبل از ورود به نرم افزار مقالات ذیل را مطالعه فرمایید.

آشنایی با نرم افزار کایرال

طراحی موتورخانه استخر به کمک نرم افزار کایرال