گرم کردن آب استخر و جکوزی و محاسبات مربوط به آن

در این مقاله محاسبات بار حرارتی مورد نیاز برای گرمایش آب استخر و جکوزی از صفر تا صد مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. همچنین  استانداردهای دمای نهایی آب استخر و جکوزی منطبق با استاندارد ASHRAE گردآوری شده است.

با مطالعه این مقاله هر فردی می تواند به تنهایی ظرفیت دیگ و یا پکیج مورد نیاز برای استخر شخصی خود را محاسبه نماید.

لازم به ذکر است که این روش دقیق بوده و سرانگشتی نمی باشد.

در انتها لینک جهت دانلود فایل اکسل محاسبه توان مورد نیاز برای گرمایش استخر یا جکوزی، جهت سهولت کار نیز قرار داده شده است. 

وحید یغمائي

نویسنده مقاله

وحید یغمائی

پیش نیاز مقاله

ندارد

نحوه اجرای سیستم گرمایش آب استخر:

برای اجرای سیستم گرمایش آب استخر تصویر زیر بصورت نمونه نحوه اجرای سیستم در حالت استفاده از پکیج شوفاژ دیواری را نمایش می دهد.

توصیه می گردد که برای آب استخر و جکوزی از مبدل پوسته لوله ای (Shell and Tube) استفاده گردد و استفاده از مبدل صفحه ای (Plate Heat Exchanger) توصیه نمی گردد چرا که احتمال گرفتگی در صورت تصفیه نامناسب آب در این مبدل ها بالاست.

محاسبه توان حرارتی مورد نیاز برای گرمایش آب استخر و جکوزی:

برای شروع محاسبات باید ابتدا انرژی مورد نیاز برای گرمایش را محاسبه نموده و پس از آن برای بدست آوردن توان انرژی را بر زمان تقسیم نموده تا توان لازم بدست بیاید.

Q=mC(t_2-t_1)

که در آن:

Q برحسب ژول (J) یا انرژی مورد نیاز برای گرمایش آب استخر می باشد.

m جرم آب بر حسب کیلوگرم (kg) و به معنی جرم آب موجود در استخر یا جکوزی می باشد.

C گرمای ویژه آب بر حسب ژول بر کیلوگرم در کلوین (J/kg.K) می باشد که عدد ثابت بوده و در این کاربرد همواره ۴.۱۷۸ در نظر گرفته می شود (بر حسب kJ/kg.K).

t2 دمای نهایی آب و دمای مطلوب آب می باشد (بر حسب کلوین) که مطابق استاندارد جهانی باید عددی بین ۲۶ تا ۲۸ درجه سانتیگراد (۲۹۹ تا ۳۰۱ کلیون) برای استخر و بین ۳۷ تا ۴۰ درجه سانتیگراد (۳۱۰ تا ۳۱۳ کلیون) برای جکوزی لحاظ می گردد.

t1 دمای اولیه آب منطقه (بر حسب کلوین) می باشد که منطقه به منطقه و شهر به شهر متغیر بوده و باید سردترین روز سال باید در نظر گرفته شود.

برای بدست آوردن جرم آب مساحت استخر یا جکوزی در نظر گرفته می شود که با ضرب طول (L) در عرض (D) و ارتفاع (H) استخر بر حسب متر عددی بر حسب متر مکعب بدست می آید که با ضرب آن عدد در ۱۰۰۰ عدد نهایی بر حسب لیتر بدست می آید. با توجه به چگالی آب لیتر بدست آمده معادل کیلوگرم بوده و نیازی به تبدیل واحد نمی باشد.

پس:

Q=L×D×H×1000×4.178×(t_2-t_1 )

تا اینجا انرژی مورد نیاز برای گرمایش بدست آمده است که تنها با تقسیم این عدد حاصله بر زمان (بر حسب ثانیه) توان گرمایشی مورد نظر بدست می آید:

Q=\frac{L\times D\times H\times1000\times 4.178\left(t_2-t_1\right)}{t}

در مورد زمان، منظور زمانی است که از زمان شروع بکار سیستم تا زمان رسیدن دمای آب به دمای دلخواه می باشد.

این زمان به صورت توصیه در مورد استخر ۱۸ ساعت بوده و برای جکوزی حدود ۴ ساعت می باشد.

در پایان کار به اتمام نرسیده است و در نظر گرفتن چند نکته ضروری می باشد:

۱- اول اینکه آیا استخر یا جکوزی روباز بوده و یا سرپوشیده می باشد.

۲- تعداد افرادی که از استخر و یا جکوزی استفاده می کنند و نیاز به توان بالاتر جهت جبران افت دما می باشد.

۳- راندمان سیستم گرمایشی نیز باید در نظر گرفته شود.

با درنظر گرفتن این سه نکته می بایست در پایان یک عدد به عنوان ضریب اطمینان لحاظ گردد.

در مورد گرمایش فضای استخر (سرپوشیده) نیز توان گرمایشی مورد نیاز فضا باید با عدد بدست آمده قبلی جمع گردد.

مثال برای استخر:

استخری به ابعاد ۹ متر در ۴ متر با ارتفاع یک متر با دمای آب ورودی در سردترین حالت، ۱۱ درجه سانتیگراد بصورت سرپوشیده اجرا شده است توان گرمایشی مورد نیاز برای گرمایش استخر را محاسبه نمایید:

Q=9\times4\times1\times1000\times4.178\times\left(28-11\right)

برای زمان که عددی دلخواه و بر اساس شرایط دلخواه پروژه می باشد به طور مثال ۱۴ ساعت در نظر می گیریم. لطفا توجه گردد برای ویلاهایی که افراد ممکن است یکبار در هفته و تعطیلات مورد استفاده قرار دهند ۱۱ و یا ۱۲ ساعت هم در نظر گرفته می شود. پس:

Q=\frac{9\times4\times1\times1000\times4.178\times\left(28-11\right)}{14\times3600}=50.7\ kW\cong51kW

با فرض عدم نیاز به گرمایش فضای استخر و در نتیجه هدر رفت انرژی از محیط و استفاده خانوادگی از استخر در هر بار استفاده، در این نوع پروژه ضریب اطمینان ۲۰ درصدی توصیه می گردد.

استاندارد سایز جکوزی:

سایز جکوزی بر اساس تعداد افرادی که از آن استفاده می کنند دارای استاندارد می باشد که حدود ابعاد در آن باید رعایت گردد.

ابعاد ۲ تا ۴ نفر ۵ تا ۶ نفر بالای ۷ نفر
طول ۱۷۲ تا ۲۱۴ سانتی متر ۱۹۸ تا ۲۳۷ سانتی متر ۲۱۳ تا ۲۷۵ سانتی متر
عرض ۱۷۲ تا ۲۰۴ سانتی متر ۱۹۳ تا ۲۷۳ سانتی متر ۲۱۳ تا ۲۸۰ سانتی متر
ارتفاع ۷۳ تا ۸۹ سانتی متر ۸۳ تا ۹۷ سانتی متر ۹۱ تا ۹۷ سانتی متر

مثال برای جکوزی:

توان مورد نیاز برای گرمایش آب جکوزی ۴ نفره با ابعاد ۲ متر در ۲ متر و با ارتفاع ۸۰ سانتی متری با دمای آب ورودی ۱۲ درجه سانتیگراد و زمان مورد نیاز برای گرم شدن ۳ ساعته را محاسبه نمایید:

Q=2\times2\times0.8\times1000\times4.178\times\left(39-12\right)=360979\ kJ

برای زمان ۳ ساعت مورد نظر انرژی بر حسب کیلو ژول را بر زمان بر حسب ثانیه تقسیم میکنیم. پس:

Q=\frac{2\times2\times0.8\times1000\times4.178\times\left(39-12\right)}{3\times3600}=33.4\ kW\cong34kW

بدیهی است که می توان زمان سه ساعت را طولانی تر در نظر گرفت (به طور مثال ۵ ساعت که در این حالت توان مورد نیاز ۲۰ کیلووات خواهد بود).

با در نظر گرفتن ۱۰ درصد تلفات و خطای محاسبات، به عدد ۳۷.۴ کیلووات خواهیم رسید.

مقالات مرتبط

مرتبط با سیستم سرمایش تراکمی

علت خنک نکردن کولرگازی

شاید برای شما هم این اتفاق افتاده باشد که در یک روز گرم تابستان، کولر گازی یا داکت اسپلیت محل زندگی یا کارتون را روشن کرده باشید و پس از

ادامه
اسکرول به بالا