کتاب استخر« بخش 4: محاسبه انرژی حرارتی مورد نیاز جهت گرمایش آب استخر بر حسب kcal/h کیلو کالری بر ساعت و انتخاب مبدل حرارتی و پکیج یا دیگ مناسب »

بخش 4: محاسبه انرژی حرارتی مورد نیاز جهت گرمایش آب استخر بر حسب kcal/h کیلو کالری بر ساعت و انتخاب مبدل حرارتی و پکیج یا دیگ مناسب

تعداد بازدید : 73
آخرین بروزرسانی : 1401/3/30

Print

PDF

0
    
12 1401 خرداد

فهرست مطالب فصل 8:

محاسبه انرژی حرارتی موردنیاز جهت گرمایش آب استخر بر حسب kcal/h (کیلو کالری بر ساعت)

 

 

 

 

 

 

 

گام چهارم: محاسبه انرژی حرارتی مورد نیاز جهت گرمایش آب استخر بر حسب kcal/h کیلو کالری بر ساعت:

 

برای محاسبه انرژی مورد نیاز باید (انرژی پیش گرمایش) Q1 و (انرژی جبران اتلاف حرارت بر اثر تبخیر از سطح آب استخر و آّب جبرانی) Q2 و (اتلاف حرارت به زمین ) Q3 که به دلیل کم بودن میزان اتلاف به زمین می‌توان از محاسبات آن صرف نظر کرد.

 

 


انرژی پیش راه اندازیQ1
وقتی استخر را از آب پر می‌کنیم، دمای آب حدود 10 درجه سانتی‌گراد است و باید این آب را به دمای 26 الی 28 درجه رساند؛ در این حالت می‌گوییم گرمایش اولیه  محاسبه می‌گردد.

 

 

 


مدت زمان پیش گرمایش برای استخرهای خصوصی معمولاً 12 ساعت است. یعنی 12 ساعت طول می‌کشد تا آب از 10 درجه به 26 درجه سانتی‌گراد برسد. این عدد برای استخرهای عمومی تا 48 ساعت نیز متغیر است.
اختلاف دمای آب معمولا (18=10-28) می‌باشد؛ بنابراین انرژی پیش راه‌اندازی استخر نمونه (75 متر مکعب آب) را با فرمول فوق محاسبه می‌کنیم و نتیجه آن 112،500 کیلوکالری بر ساعت می‌باشد.

 

 

اتلافات حرارت از سطح آب استخر و آب جبرانی Q2
میزان تبخیر سطحی را می‌توان از معادله‌ی تجربی (2-8) به دست آورد. این معادله برای استخرهایی با سطح فعالیت معمولی است و در آن پاشیده شدن آب و خیس شدن کناره‌های استخر نیز در نظر گرفته شده است.
چند روش برای به‌دست آورن میزان تبخیر و اتلاف انرژی آب استخرها پیشنهاد شده است:
این معادله برای استخری با فعالیت نرمال است، که آب بازی در آن مجاز است و آب می‌تواند به اطراف بپاشد.
سایر کاربری‌های استخر ممکن است تبخیر بیشتر یا کمتری داشته باشد. (Smith et al. 1993)

 




که در آن:
Wp = تبخیر سطحی از آب بر حسب پوند بر ساعت lb/h
A = مساحت سطح استخر بر حسب فوت مربع ft2
V= سرعت هوا روی سطح آب بر حسب فوت بر دقیقه fpm
Y = گرمای نهان مورد نیاز برای تغییر آب به بخار در دمای اشباع آب، بر حسب بی تی یو بر پوند Btu/lb
Pa = فشار اشباع در نقطه‌ی شبنم هوای آزاد، in·Hg
PW= فشار بخار اشباع ایجاد شده توسط دمای آب سطح، in·Hg
واحد عدد ثابت 95: in•Hg)•Btu /(h·ft2 است.
واحد برای عدد ثابت 425/0: Btu.min /(h.ft3. in.Hg)
برای مقادیر Y در حدود 1000 btu بر پوند و مقادیر V در حدود 10 تا 30 فوت بر دقیقه، معادله‌ی (1) می‌تواند به رابطه‌ی (2) تبدیل شود:

 

حداقل هوای مورد نیاز برای حذف این آب تبخیر شده می‌تواند از معادله‌ی زیر به دست آید:



که در آن:
Q = مقدار هوا بر حسب فوت مکعب بر دقیقه cfm
ρ = چگالی استاندارد هوا ( 075/0)
Wi = نسبت رطوبت هوای استخر طبق ضوابط طراحی بر حسب پوند بر پوند lb/lb
Wo = نسبت رطوبت هوای خارج استخر طبق ضوابط طراحی بر حسب پوند بر پوند lb/lb
مقادیر W را می‌توان از نمودارهای (جداول) سایکرومتریک ASHRAE به‌دست آورد.
اما به دلیل پیچیده بودن فرمول فوق می‌توان به‌صورت تقریبی از جدول زیر استفاده کرد.
در جدول (7-3) تلفات حرارتی از سطح استخر به هوای محیط داده شده است.

 


اختلاف دمای آب استخر و هوای محیط F)°( 5 10 15 20 25 30 35 40 50
Btu/hr.ft2 50 105 158 210 263 315 368 420 525

*مقادیر ارائه شده در جدول (7-3) بر مبنای سرعت با mph 3.5 (56/1 متر بر ثانیه) می‌باشند.
برای سرعت باد مساوی mp5 مقادیر به‌دست آمده از جدول را در 25/1 ضرب کنید.
برای سرعت باد مساوی mph 10 مقادیر به‌دست آمده از جدول را در 2 ضرب کنید.

 

برای استخرهایی که دارای سطح حداکثر 900 فوت مربع هستند و در مکان‌های محصور واقع شده‌اند، می‌توان سرعت باد را کمتر از 5/3 مایل در ساعت در نظر گرفت. در این صورت اعداد جدول (1-4) در عددی کوچکتر از 1 (معمولاً 75/0) ضرب می‌شوند؛ بنابراین با جمع Q1 و Q2 کل انرژی مورد نیاز جهت گرمایش استخر به‌دست خواهد آمد.
Q1 انرژی پیش گرمایش برای استخر نمونه 500/112 کیلو کالری بر ساعت به‌دست آمد و Q2 اگر استخر روباز باشد دمای آب استخر را 28 درجه سانتی‌گراد (82.5 درجه فارانهایت) گرفته و دمای هوا را 10 درجه سانتی‌گراد (50 درجه فارانهایت) که اتلاف دما بین آب و هوا 32.5 درجه فارانهایت خواهد شد. با مراجعه به جدول حدود 368 BTU بر ساعت به ازای هر فوت مربع از سطح استخر خواهد بود. با توجه به مساحت استخر 50 متر مربع (537 فوت مربع) با ضرب عدد 537 مساحت استخر در 368 خواهیم داشت، حدود 197000BTU بر ساعت و با تقسیم بر 4 اتلاف انرژی از تبخیر دود 49000 کیلوکالری بر ساعت خواهد شد.
پس انرژی مورد نیاز برای گرم کردن استخر روباز به حجم 75 متر مکعب با دمای آب 28 درجه سانتی‌گراد و دمای هوای 10 درجه سانتی‌گراد مجموعاً 500/161 کیلوکالری بر ساعت یا 188 کیلو وات می‌باشد و برای انتخاب مبدل و پکیج قابل استناد است.
در استخرهای عمومی، دمای آب عامل مهمی است؛ زیرا افراد دماهای مختلفی را برای آب می‌پسندند. تنها چند درجه تغییر در دمای آب برای شناگران مهم است و دمای آب ارتباطی با دمای محیط ندارد. وقتی شناگر در آب فرو می‌رود، دمای بدن حدوداً 200 بار سریع‌تر از زمانی که در مجاورت هوایی با همان درجه حرارت قرار می‌گیرد گرمای خود را از دست می‌دهد.
دلیل لرزیدن شناگران در آب نیز همین است. استخری که آب آن سرد است مشتریان را جذب نخواهد کرد. استخری که آب آن خیلی گرم است نه تنها شناگران را از خود می‌راند بلکه هزینه‌ی زیادی هم بابت گرم شدن آب آن صرف می‌گردد.
لازم به یادآوری است که دماهای زیر برای بخش وسیعی از فعالیت‌های آبی، مناسب می‌باشند:
مسابقات شنا 26 تا 28 درجه سانتی‌گراد
شناگران جوان  28 تا 30 درجه سانتی‌گراد
بزرگسالان  29 تا 30 درجه سانتی‌گراد
آب درمانی  30 تا 33 درجه سانتی‌گراد
جکوزی  35 تا 40 درجه سانتی‌گراد
در استخرهای چند منظوره دمای بین 28 تا 28.5 درجه سانتی‌گراد دمای مطلوبی است.
همان‌طور که انتظار می‌رود، راضی نگه‌داشتن تمام مشتریان کار دشواری است.

 

 

سایز گرم‌کن باید طوری انتخاب شود که دمای آب را بین 15 تا 30 درجه سانتی‌گراد بالا ببرد. بالا بردن دمای آب باید به‌صورت تدریجی باشد. (تقریباً 1 درجه سانتی‌گراد در ساعت). اگر سایز گرم‌کن کوچک باشد، گرم شدن آب بسیار کند صورت می‌گیرد و وقتی بزرگ‌تر از حد باشد هزینه‌ی نصب و عملکرد آن افزایش می‌یابد. همچنین فضای بیشتری را نیز اشغال می کند.

 

 

 

بازگشت به فهرست

 

 برو به:

صفحه قبل

صفحه بعد

فصل قبل

 

 



نظراتـــــــــ