Воздушный СК с сезонным абсорбером

Здравствуйте, уважаемые форумчане!
Предлагаю обсудить " Воздушный СК с сезонным абсорбером"
Пусть, имеется бассейн в светопрозрачном павильоне (например из поликарбоната)
Павильон расположен вдоль 44 северной широты.
На северной стене навешиваем абсорбер в виде шторы черного цвета от пола до потолка высотой 3,5 м длина по длине павильона 15м, штора с северной стороны покрыта алюминиевой фольгой. Под потолком размещаем 2-3 автомобильных радиатора охлаждения с вентиляторами. Соединяем металлопластиковой трубой Д26 последовательно радиаторы с циркуляционным насосом и теплообменником расположенном на дне бассейна. Светит солнце: горячий воздух под потолком отдает тепло радиаторам и далее тепло поступает в бассейн. На ночь, с целью уменьшения радиационного охлаждения разворачивается горизонтальный термоэкран из алюминиевой фольги. Так работает с октября по апрель.
В апреле и далее летом тепла избыток, поэтому абсорбер снимается, сворачивается в рулон и убирается на чердак до следующего сезона.

 

На лето планы следующие: В мае, без абсорбера, в павильоне при открытых дверях температура днем поднимается до 50 С, (термометр бытовой выше не показывает). Поэтому вопрос: если не проветривать, а охлаждать с помощью тех же радиаторов охлаждения, получится держать температуру днем 20-25 С ? Теплую воду в бассейне периодически заменять холодной водой из скважины 13 С. Днем термоэкраном из алюминиевой фольги притенять в самый пик солнечной радиации.
С уважением Метилен.

 

Тремя автомобильными радиаторами, в которых будет циркулировать жидкость, передающая тепло воде в бассейне через теплообменники на дне бассейна, вряд ли удастся добиться чего-то существенного.

Летом в павильоне будет очень жарко, и вода в бассейне больше нагреется от прямого солнца и поверхностного контакта с воздухом, чем через эту трехступенчатую систему теплообмена с радиаторами.

Даже если убрать теплообменники из бассейна, и напрямую подавать воду из него в радиаторы, то какой-то эффект будет только при температуре воды 13-15 градусов, чем выше будет подниматься температура воды, тем менее эффективно будет происходить теплообмен. Воздух в павильоне будет нагреваться гораздо быстрее, чем радиаторы смогут передать его тепло воде.

Может быть стоит рассмотреть вариант с пластиковыми коллекторами для бассейна?
К примеру такими, о которых говорили здесь:

https://www.forumhouse.ru/threads/235834/page-4#post-7850896

Разместить их вертикально на северной стене внутри павильона, или если это возможно, над бассейном, под сводом поликарбоната.
Во втором случае, они преградят собой путь солнечным лучам, и больше солнечной энергии напрямую будет греть воду, а не воздух в павильоне, хотя воздуху тоже достанется от нагретой поверхности коллекторов. Но это будут совершенно другие пропорции, нежели в варианте с радиаторами.
И на всю систему понадобится -один единственный циркуляционный насос.

А температуру воды можно будет уменьшать, когда это необходимо, открыв двери павильона, и включив циркуляционный насос ночью.
Так же вариант с фольгой можно задействовать, чтоб регулировать поступление солнечной энергии, и организовывать дополнительное утепление, когда это необходимо.

 

Меня здесь больше всего интересует эта фраза, мысли как это будет осуществляться есть?

 

@bazil19, спасибо за подробный ответ. Значит на лето увеличивать количество радиаторов охлаждения не вариант. Подскажите, каким насосом можно брать воду напрямую из бассейна, грундфос подойдет? Как все соединить?
В мае ночи прохладные, а в июле даже ночью бывает 25 С и выше.

 

@kivik71, предварительно мысли следующие: внутри павильона на высоте 2м +- 20см натягиваются струны из вязальной проволоки 1.5-2 мм оцинкованной, поперек павильона, с расстоянием между струнами 1м. Далее на струны укладываем термоэкран из алюминиевой фольги. Термоэкран имеет две рейки: с северной и южной сторон. С северной стороны крепим рейку к северной стене. С заходом солнца экран раздвигается вручную. С восходом сдвигается к северной стене. Наверно возможен вариант скручивать в рулон.

 

@Metilen, если контур циркуляции будет замкнут, то даже небольшой циркуляционный насос для отопления с этой задачей справится.
Воду из бассейна не желательно подавать напрямую в коллекторы из алюминия, особенно если она хлорированная, из-за опасности коррозии.
Открытые пластиковые СК для бассейнов очень широко применяют, а в Вашем случае они могут находится внутри помещения, под поликарбонатом, что существенно снизит их недостаток в плане сильной зависимости от температуру наружного воздуха.

Все тепло, которое не пойдет на нагрев воды, так же будет рассеиваться не на улице, а в павильоне.
В холодное время это плюс, а в жару можно разматывая по южному скату павильона рулон из отражающего материала, регулировать поступление солнца.

 

@bazil19, мне кажется открытые пластиковые СК для бассейнов мне не подойдут:
1) у нас их в продаже нет значит заказывать + транспортировка.
2) стоимость самих фирменных открытых СК
3) с апреля-мая по октябрь- ноябрь они не нужны.
Я предлагаю рассмотреть простую черную штору по цене 10 р/м2 -цена символическая, которую на лето свернуть в рулон и закинуть на чердак. Сможет ли такая штора выдать необходимые кВт ч? Эти кВт ч собрать с помощью радиаторов охлаждения от ВАЗ и переместить в бассейн. Как бы оценить приблизительные размеры шторы для нагрева 35м3 воды до 20-22С в январе.

 

@Metilen, от шторы толк по-любому будет, это почти 50 метров квадратных поверхности. Сколько в среднем солнечной энергии падает на вертикальную открытую поверхность в Вашем регионе, попробуйте поискать здесь (я сейчас с телефона, не очень удобно)

https://www.forumhouse.ru/threads/48792/

Для приблизительной оценки можно выбрать что-либо близлежащее, если конкретно Вашего нет.
Но тоже надо быть осторожным- я смотрю со своей горы на город, который лежит в долине и покрыт густым смогом, и понимаю, что иногда даже 15 километров могут внести кардинальные изменения в теоретические подсчеты мощности, которую можно получить от солнца

После того, как Вы найдете данные по зиме, отбросьте от них еще процентов тридцать, и примерно у Вас будет представление о том количестве тепла, которое попадет в атмосферу павильона.

Сколько улетит назад из-за потерь, @sad1 уже прикидывал, подробно можно в его сообщениях посмотреть.
Теперь про нагрев воды.
Все грубо- без учета потерь и прочей математики-на то, чтоб нагреть 35 кубов на 12 градусов (с 10до 22), необходимо 487 кВт*часов энергии. Грубо говоря, 20 киловаттный ТЭН должен непрерывно молотить 24 часа.

Самым слабым местом в этой системе будут радиаторы, так как передать с их помощью тепло от воздуха воде будет сложно, так как тепловой напор незначителен, и мощность теплопередачи одного радиатора будет в районе 1-2 кВт в лучшем случае. Нагреть до более высокой температуры воздух в павильоне будет проблематично.
Если будут теплообменники и в бассейне, то это еще сильнее снизит эффективность нагрева.

Не будем принимать в расчет нагрев воды от естественного контакта с воздухом, и от прямого солнца, просто прикинем с радиаторами.

Когда автомобильный радиатор работает при разнице температур 60-80 градусов, он способен передать мощность примерно 8-12 кВт, (зависит от его размера, скорости потока жидкости и воздуха, я примерно беру от средней легковушки).
В реальности, к примеру если воздух в павильоне нагрет до 30 градусов, вода 10 градусов, Вам понадобится 20 радиаторов, чтоб греть от воздуха воду с мощностью 20 кВт.
Естественно, солнце 24 часа непрерывно не светит, и передать воде энергии больше, чем поступило в павильон за день, радиаторы не смогут, а меньше- запросто, так как с каждым градусом повышения температуры воздуха, растут потери на улицу, а с каждым градусом уменьшения дельты между водой и воздухом, падает производительность радиаторов.

Вот примерно так, с точностью + - километр

 

@Metilen, здесь тоже практические измерения с динамикой температуры
https://www.forumhouse.ru/threads/129900/page-25

 

@bazil19, спасибо за подробный ответ. Все гораздо веселее. Зимой не надо греть на 12 С, надо лишь поддерживать температуру в бассейне на уровне 20-22 С. Восполнять потери за ночь. Воздух в солнечный день прогревается до 40 С на начало января. В "февральские окна" днем на улице бывает 20 С и выше, в павильоне 45С без проветривания. Если мощность одного радиатора 2 кВт мне необходимо 10 радиаторов и 10 вентиляторов. Многовато однако. Как увеличить мощность радиаторов?
По лету: штора отсутствует, нагрев идет за счет поглощения солнечного излучения стенками бассейна и полом, вода в скважине +13 круглый год (скважина глубиной 8м). Возможно ли напрямую из скважины подавать воду в радиаторы охлаждения, а далее вывести теплую воду на огород и поливать деревья и кустарники? Какой насос подойдет для этих целей? Я видел маломощные насосы для создания циркуляции в пластиковых детских бассейнах- подойдет?
С уважением Метилен.

 

@kivik71, Обязательно сделаю подземные воздуховоды для дополнительной аккумуляции тепла.

 

Мощность любого теплообменника напрямую зависит от площади поверхности задействованной в теплообмене, характера и скорости движения сред, учавствующих в теплообмене, разности их температур и собственно физических свойств этих сред.
Мощность можно увеличить за счет увеличения площади, объемов прокачки теплоносителей, увеличения теплового напора.

Вообще, расчет теплообменников занятие довольно сложное. Что бы Вы могли точнее оценить реальную мощность автомобильного радиатора в предполагаемых условиях работы, можно провести простые замеры:
в комнате с температурой воздуха 20-22 градуса, пустите через радиатор с включенным вентилятором воду из крана температурой 45 градусов.(настройте расход литра 2-2,5 в минуту).После того как сольется первая порция воды, направьте струю из радиатора в подходящую емкость и точно засеките время (минут 5). После этого замеряйте объем и получившуюся температуру воды в емкости на выходе.
Потом вместе посчитаем.

Вопрос- сейчас вода из скважины как поступает?

Подать напрямую в радиаторы конечно можно, если там нет грязи и песка. Но не циркуляционным насосом.

Особенность циркуляционных насосов- они могут без лишнего шума перемещать довольно большие объемы воды в замкнутом контуре, не создавая при этом большого давления.
При этом высота этого контура значения не имеет, так как насосу не приходится в этом случае преодолевать гидростатическое давление (вес столба воды), он лишь преодолевает гидросопротивление в трубах.(примерно эквивалентно давлению 0,5- 1.2 метра водного столба, если система сделана без нарушений.)
Циркуляционники, в основной своей массе, не способны поднять воду из одной открытой емкости в другую, на высоту более 4 метров.


А маломощные китайские наверное еще меньше.(можно просто поднять шланг на высоту вытянутой руки, и посмотреть, как изменится струя воды).

Для подачи воды из скважины или из какой либо емкости существуют специальные насосы, их мощность в разы выше, чем у циркуляционных, просто наберите в поисковике "насосы для водоснабжения".

 

@bazil19, спасибо за подробный ответ. Эксперимент с радиатором сделаю в ближайшее время. Вода из скважины в доме забирается центробежным насосом "Агидель" и поступает в бак накопитель и далее из бака разводка на ванну, стиралку, бойлер горячей воды и тд. Бак накопитель холодной воды снабжен автоматикой: отключает насос при давлении 2атм, и включает когда давление падает.

 

Вчера жена заставила ездить по магазинам. Кроме всего прочего купили градусник. И вот, когда ставился на стоянку, этим градусником, решил измерить температуру воздуха за радиатором при работающем вентиляторе.
Зима у нас в этом году очень тёплая, вчера было 0 градусов. Воздух выходящий из радиатора (градусник показал) имел температуру 42градуса. Вентилятор включается при температуре охлаждающей жидкости в радиаторе 85 градусов. dt=85-42=43 гр. Если продувать последовательно через два радиатора dt будет =22 градуса. Если через 4, то dt=11 С.
Теперь по поводу рассеиваемой мощности. У моей авты двигатель 127л.с =127*0,735= 93,3 КВт.
Предположим, что КПД мотора = 20% (хотя, скорее всего меньше) тогда полная тепловая мощность 93,3*100/20=466 КВт. Пусть через выхлопную трубу выбрасывается 50% тепловой мощности 466*0,5=233КВт.
Тогда 466-233-93,3=140КВт должно рассеиваться через систему охлаждения, т. е. радиатор.
Естественно авто проектируют так, чтобы при длительной работе на режиме максимальной мощности двигатель не перегревался.
Получается, что через 4 автомобильных радиатора можно передать мощность в 140КВт при dt=11градусов.
Вот.