گرمایش آب استخر

دمای متداول آب استخر

در استخرهای شنا، بدن انسان در میان سیالی قرار می گیرد که محیطی واسطه برای انتقال حرارت است. بنابراین، برای آنکه افراد احساس خوشایندی داشته باشند و سلامت آن ها در دراز مدت به خطر نیفتد، دمای آب باید در محدوده مناسبی قرار داشته باشد. مطالعات پزشکی حاکی از آن است که دمای ۲۶ تا ۲۸ درجه سانتی گراد، مناسب ترین دما برای استخرهای تفریحی از حیث حفظ سلامت بدن شناگران به شمار می رود.

کنترل دما در استخرها

 برای کنترل دمای آب و هوای استخرها از دو ترموستات استفاده می شود. به عبارت دیگر، برای کنترل دمای هوای استخر از یک ترموستات و برای کنترل دمای آب آن از یک ترموستات دیگر استفاده می شود. به ترموستات هایی که برای کنترل دمای آب مورد استفاده قرار می گیرند اصطلاحا آکوستات گفته می شود. این ترموستات ها مجهز به حسگر مستغرق هستند و معمولا در دامنه دمایی ۳۸-۱۳۲ درجه سانتی گراد کاربرد دارند. برخی از آکوستات ها، علاوه بر کنترل دمای آب از طریق روشن و خاموش کردن تجهیزات گرمایش آب استخرشنا ی، عملیات دیگری مانند روشن و خاموش کردن پمپ، کنترل گردش آب در قسمت های مختلف، چرخه کارکرد مشعل و کنترل سطح آب در بالاترین و پایین‌ترین حالت را نیز بر عهده دارند.

بهره ها و تلفات گرمایی استخرها

به دلیل حجم بالای آب استخر، تعیین سریع دمای آب به هیچ وجه امکان پذیر نیست. استخرها نیز در واقع همانند یک منبع ذخیره انرژی، بهره ها و تلفات گرمایی مخصوص به خود را دارند. به عبارت دیگر، جریان انرژی دائما در استخرها بر قرار است. مقدار انرژی گرمایی ذخیره شده در استخر بر مبنای دمای آب تعیین می شود. بهره های گرمایی ناشی از نور خورشید جذب شده و گرمای اضافه شده به آب به واسطه هیترها، از جمله عوامل افزایش دمای آب به شمار می روند. تلفات گرمایی استخرها نیز شامل انتقال حرارت از استخر به هوای اطراف و تلفات حرارتی از کاسه ی استخر است که موجب کاهش دمای آب می شود.

تلفات گرمایی استخرها عباتند از:

  • تبخیر آب استخر
  • انتقال حرارت رسانایی
  • انتقال حرارت جابجایی
  • انتقال حرارت تشعشعی

تلفات گرمایی در درجه اول در سطح آب و به واسطه تبخیر آب استخر، انتقال حرارت رسانایی، انتقال حرارت جابجایی و انتقال حرارت تشعشعی رخ می دهد.

به استثنای استخرهای روکار و در موارد بسیار خاصی که بسترهای زیر زمینی آب سرد، زیر کاسه ی استخر جریان دارند، اتلاف حرارت از کاسه ی استخر شامل دیواره ها و کف معمولا در مقایسه با سایر تلفات حرارتی به قدری ناچیز است که در محاسبات از آن صرفه نظر می شود. دلیل عدم عایق کاری کاسه ی استخر نیز همین مساله است. تلفات ناشی از حرارت جابه جایی به عواملی مانند اختلاف دمای آب استخر و هوای پیرامون آن و سرعت باد بستگی دارد و در استخرهای روباز می توان تاثیر عوامل یاد شده را با استفاده از موانع فیزیکی، موانع طبیعی یا موانع سازه ای، به میزان قابل توجهی کاهش داد. تلفات ناشی از انتقال حرارت تشعشعی نیز هنگامی رخ می دهد که سطح استخر با محیط پیرامون اختلاف دما داشته باشد.

تلفات تبخیری

تلفات تبخیری هنگامی رخ می دهد که آب از سطح استخر تبخیر شده و به صورت بخار آب به هوا برود. تبخیر آب استخر علاوه بر کاهش دمای آب، موجب هدررفت شدید آب و مواد شیمیایی مورد استفاده برای نگهداری از آن می شود. تبخیر، باعث کاهش دمای آب می شود و برای آن که آب تبدیل به بخار شود، باید گرمایی معادل با گرمای نهان تبخیر خود را دریافت کند. لذا، در هنگام تبخیر، این مقدار گرما از آب سطح استخر گرفته می شود که نتیجه ی آن، سرد شدن آب استخر است.

تلفات رسانایی و جابجایی

تلفات رسانایی و جابه جایی، ارتباط تنگاتنگی با نرخ تبخیر آب استخر دارند. تلفات رسانایی و جابجایی هنگامی رخ می دهد که انرژی گرمایی از سطح استخر به هوای سرد پیرامون منتقل می شود. به عنوان یک قاعده کلی، تلفات رسانایی و جابجایی در استخرهای روباز با افزایش سرعت باد و در استخرهای سرپوشیده با افزایش جریان هواروی سطح آب، افزایش می یابد. کاهش دمای محیط و افزایش دمای آب نیز از جمله عواملی هستند که منجر به افزایش تلفات رسانایی و جابجایی می شوند. درمورد اتلاف گرما به واسطه انتقال حرارت رسانایی به زمین نیز باید گفت که زمین به طور ذاتی یک عایق حرارتی محسوب می شود. از این رو، تلفات گرمایی رسانایی برای استخرهای توکار معمولا کمتر از ده درصد از مقدار کل تلفات گرمایی آب استخر است. بنابراین، به استثنای موارد خاصی که بسترهای زیر زمینی آب سرد در منطقه وجود دارند، زمین بیش از آنکه یک منبع اتلاف گرما باشد به صورت یک عایق حرارتی عمل می کند که از اتلاف گرما از طریق کاسه ی استخر نیز جلوگیری به عمل می آورد.

تلفات تشعشعی

تلفات گرمایی تشعشعی، هنگامی رخ می دهد که انرژی گرمایی آب مستقیما به واسطه انتقال حرارت تشعشعی به محیط اطراف منتقل شود. محاسبات مربوط به انتقال حرارت تشعشعی با استفاده از قانون استفان- بولتزمن انجام می گیرد. بر اساس این قانون، مقدار انتقال حرارت تشعشعی از یک جسم سیاه به اجسامی که در پیرامون آن قرار گرفته اند با اختلاف توان چهارم دمای مطلق آن دو جسم متناسب است. به طور کلی، قابلیت تشعشع یا ضریب صدور متممی مواد، عددی بین صفر و یک است. ضریب صدور در واقع معیاری از قابلیت تشعشع یک ماده به شمار می رود. هرچه مقدار ضریب صدور یک ماده به عدد یک نزدیکتر باشد به معنی آن است که آن ماده، تابنده ی بهتری است و قابلیت بیشتری برای انتقال حرارت تشعشعی دارد. جسم سیاه در واقع یک تابنده ایده آل است که ضریب صدور آن برابر یک است و بنابراین بیشترین قابلیت تشعشع را دارد. در اینجا، منظور ما جسمی نیست که لزوما سیاه رنگ باشد بلکه این اصطلاح تنها برای اشاره به تابنده ایده آل با ضریب صدور یک به کار می رود. از جمله عواملی که بر مقدار ضریب صدور تاثیر می‌گذارند می توان به جنس ماده و میزان صیقلی بودن سطح اشاره کرد.

به طور تقریبی، تلفات گرمایی تشعشعی تقریبا سی درصد از تلفات گرمایی آب استخر را به خود اختصاص می دهد. در استخرهای روباز، تلفات تشعشعی به ویژه در روزهایی که آسمان صاف است بیشتر می شود. کاهش رطوبت نسبی و افزایش دمای آب استخر نیز بر افزایش تلفات تشعشعی موثر است.

بهره های گرمایی استخرها

استخرهای روباز و استخرهای سرپوشیده ای که در معرض تابش خورشید هستند، همواره بخشی از انرژی تابش خورشید را به خود جذب می کنند. مقدار نور خورشید جذب شده توسط استخر بر مبنای مقدار نور رسیده به کاسه استخر ضرب در بخشی از نور که واقعا جذب می شود تعیین می شود. عواملی مانند موقعیت جغرافیایی، فصل و مقدار سایه اندازی بر روی استخر، بر مقدار انرژی تشعشعی جذب شده توسط آب تاثیر می گذارند. بخشی از نور خورشید که توسط آب یا کاسه ی استخر جذب نمی شود، به اطراف منعکس می شود.

محاسبه ظرفیت گرمایی مورد نیاز

دمای مطلوب برای آب استخرهای شنا به طور متوسط ۲۶ تا ۲۸ درجه سانتی گراد است. بسیاری از سازندگان هیترها و دیگ ها، مدل های مخصوصی را نیز به منظور گرمایش آب استخر به بازار عرضه می کنند. هیتر استخرها معمولا پس از تجهیزات تصفیه آب نصب می شود.

محاسبه ظرفیت گرمکن ها باید با در نظر گرفتن ملاحظات زیر انجام گیرد:

  • انتقال حرارت رسانایی از طریق دیواره و کف استخر
  • انتقال حرارت جابجایی در سطح استخر
  • انتقال حرارت تشعشعی از سطح استخر
  • نرخ تبخیر آب از سطح استخر

روش های صرفه جویی در مصرف انرژی

تجربه نشان داده است که در صورت استفاده از یک هیتر بزرگ و یک هیتر کوچک برای گرمایش آب استخر شنا، می توان مصرف انرژی مجموعه را به میزان قابل توجهی کاهش داد؛ به این صورت که از هیتر بزرگ برای گرم کردن سریع آب استخر تا دمای مورد نظر و از هیتر کوچکتر برای جبران تلفات گرمایی در دوره کارکرد طولانی مدت سیستم بهره گرفت.

اشتراک گذاری

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on tumblr

دیدگاهتان را بنویسید

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

برای دریافت کتابچه الکترونیکی (eBook)فرم زیر را پر کنید!