Výměník tepla pro bazén

Tepelné ztráty bazénu a potřebný výkon zdroje

U bazénu dochází k tepelným ztrátám zejména odpařováním, vedením a sáláním. Na 1 m² plochy lze uvažovat ztrátu od 200 W u krytého bazénu do 1000 W u venkovního bazénu. U venkovních bazénů překrytí kvalitní plachtou sníží úniky tepla na polovinu. Ztráty tepla závisejí také na teplotách okolí a bazénové vody.

Je-li plocha vnitřního bazénu 8 × 3 = 24 m², potom za předpokladu ztrát 250 W/m² bude k udržování teploty potřeba nepřetržitý výkon 24 × 250 = 6 kW.

Na začátku sezóny bude potřeba větší výkon pro ohřev na provozní teplotu. Je-li hloubka bazénu 1,5 m, pak k ohřevu o 1 °C je potřeba energie Q = c m ΔT = 4180 × (24 × 1,5 × 1000) × 1 = 150 MJ. Při zdroji tepla (např. tepelné čerpadlo) 16 kW se bazén ohřeje o každý stupeň Celsia za čas 150 MJ / 16 kW = 9375 s neboli 2,6 hodiny (ve skutečnosti to bude pomaleji, neboť současně dochází ke ztrátě tepla až 6 kW).

Výběr výměníku tepla

Výkon výměníku nelze uvést jedním číslem v kW: závisí na projektovaných teplotních spádech.

• Trubkové výměníky jsou vhodné, je-li zdroj tepla o vysoké teplotě. Proto výrobci trubkových výměníků uvádějí výkon při zdroji 80 nebo 90 °C. Při napojení na zdroj o 45–50 °C bude výkon předaný trubkovým výměníkem zhruba 5x menší.
• Tepelná čerpadla i kondenzační kotle dosahují nejvyšší účinnosti při provozu na nižších teplotách (kondenzační kotle pracují s účinností vyšší než 100 %, jsou-li provozovány na nízkých teplotách). Deskový výměník se zapojuje do protiproudu a má mnohem větší účinnost než trubkový. Deskový výměník je zvlášť vhodný tam, kde zdroj tepla má nízkou teplotu.

Při nabíhání, kdy je voda v bazénu studená, má výměník větší účinnost a může přenést dvojnásobný výkon. V domácích aplikacích bývá dostupný výkon okolo 10 kW ze zdrojů jako tepelné čerpadlo, solární panely či plynový kotel. Obvykle se snažíme v bazénu dosáhnout teplot okolo 29 °C a na tuto teplotu jsou provedeny výpočty. Tabulky níže slouží k orientaci pro běžné domácí výkony. Pro návrh velikosti Vám doporučujeme vyžádat si výpočet. Dodáváme i velké výměníky pro profesionální účely.

Výběr tepelného výměníku pro bazén

Při pořizování výměníku tepla pro ohřev bazénů je nutné zvážit, jaká voda v bazénu bude a podle toho zvolit materiál.

Čistá voda

Pokud se bazénová voda nečistí chlórem a neobsahuje sůl, pak je nejvhodnější použít kompaktní deskový výměník SWEP typ voda-voda. Desky výměníků jsou z nerezové oceli AISI 316 a jsou spájeny mědí.

Čistit se může např. skalicí modrou. Cena kompaktních tepelných výměníků SWEP začíná na několika tisících Kč.

Voda obsahuje chlór (montovaný výměník)

Volný chlór se používá k dezinfekci bazénové vody v množství obvykle 0,3 až 0,6 mg/l. Obsah volného chlóru by neměl překročit 1 mg/l (1 ppm). Jako vedlejší produkt čištění chlórem vzniká vázaný chlór. Ten je nežádoucí, protože je dráždivý a zapáchá. V bazénech by se neměl vyskytovat v množství větším než 0,5 mg/l (0,5 ppm).

Chlór používaný k dezinfekci způsobuje korozi měděné pájky. Měděná pájka se používá ke spojení desek uvnitř kompaktních výměníků SWEP. Lepší odolnosti se dosáhne, vybere-li se výměník s pájkou z niklu. Reakce je rychlejší při vyšších teplotách. Výměníky v tabulkách jsou navrženy na velký průtok tak, že se voda v nich ohřeje o 3 až 4 °C. Při teplotách okolo 30 °C reakce mezi chlorem a mědí probíhá pomalu: přestože pájený výměník není pro chlorovanou vodu určen, máme zákazníky, kteří jej používali až 10 let. Proto pro domácí aplikace lze pro bazénovou vodu ošetřovanou chlorem použít klasický nerezový mědí pájený výměník.

Dražším řešením je vybrat montovaný výměník SWEP Minex M10, kde místo měděné pájky je použito gumové těsnění (EPDM, pro profesionální aplikace dražší Viton). Takový výměník lze i rozebrat.

Slaná voda (výměník titanium)

Slaná voda nedráždí pokožku a oči a nenese zápach chlóru. Mořská voda má obsah soli 3,5 %, v bazénech se volí koncentrace okolo 0,4 % neboli 4 g/l (4000 ppm). Tím se dosáhne efektu dezinfekce, tedy úpravy vody.

Výměníky se běžně vyrábějí z nerezové oceli AISI 316. Ta je odolná proti slané vodě, ale není rezistentní. V praxi to znamená, že klasický nerezový výměník (AISI 304, AISI 316) není pro slanou vodu určen. Jeho životnost bude snížena, ačkoli může svou aplikaci přežít. I zde platí, že čím vyšší je teplota, tím rychleji se účinek soli na oceli projeví.

Pro profesionální bazénové aplikace se slanou vodou se volí výměník v provedení titan. Titanový výměník je dražší než stejné provedení z oceli AISI 316. Doporučeny jsou skládané deskové výměníky ARES:

Trubkové výměníky titan pro slanou vodu

Trubkové výměníky mají mnohem menší účinnost oproti deskovým. Mají ale také malé tlakové ztráty a jsou určeny pro velké průtoky. Jsou dobrou volbou tam, kde je zdroj tepla o vysoké teplotě. Příkladem je kotel na tuhá paliva. Tyto výměníky nejsou příliš vhodné pro napojení na tepelná čerpadla.