.png)
Baseino šildymo įranga parenkama apskaičiavus energiją pirminiam vandens pašildymui ir galią, reikalingą vėlesniems šilumos nuostoliams padengti. Tai du skirtingi dydžiai. Didelės galios šildytuvas greičiau pakelia ką tik pripilto vandens temperatūrą, o kasdieniam jos palaikymui svarbiausi tampa vandens paviršiaus plotas, oro temperatūra, vėjas ir baseino uždanga.
Vienam kubiniam metrui vandens pašildyti 1 °C reikia 1,163 kWh šilumos. 40 m³ baseiną šildant nuo 15 iki 28 °C temperatūra keliama 13 °C, todėl teorinis šilumos poreikis yra:
40 × 13 × 1,163 = 604,8 kWh.
Jeigu šildymo įranga į vandenį perduoda 12 kW galią, vien pirminis pašildymas idealiomis sąlygomis truktų apie 50 valandų. Realiai laikas ilgesnis, nes vanduo tuo pat metu garuoja, šiluma atiduodama orui, vamzdynams ir baseino konstrukcijoms. Šis skaičiavimas leidžia iš karto atskirti įrenginio šiluminę galią nuo jo elektros sąnaudų. 12 kW šilumos siurblys į vandenį perduoda 12 kW šilumos, tačiau, priklausomai nuo COP, gali naudoti maždaug 2–4 kW elektros. 12 kW elektrinis teninis šildytuvas naudoja apie 12 kW elektros.
Baseino vandens ir oro temperatūra
Individualiame lauko baseine dažniausiai palaikoma 26–29 °C vandens temperatūra. Aktyviam plaukimui pakanka 25–27 °C, o ramiam poilsiui ir vaikams pasirenkamas 28–30 °C vanduo. Vieno laipsnio skirtumas atrodo mažas, tačiau jis veikia visą sezoną: didėja vandens garų slėgis, garavimas ir šildymo įrangos darbo laikas. Baseino, kuris uždengiamas tik naktį, temperatūros pakėlimas nuo 27 iki 30 °C kainuoja gerokai daugiau nei vienkartinės trijų laipsnių pašildymo sąnaudos.
Vidaus baseino patalpoje oras paprastai palaikomas 1–2 °C šiltesnis už vandenį. Kai 28 °C vandens baseino patalpoje tėra 24–25 °C, išlipusio žmogaus kūną vėsina nuo odos garuojantis vanduo, o nuo baseino paviršiaus į patalpą patenka daugiau drėgmės. Keliant oro temperatūrą per aukštai didėja patalpos šildymo sąnaudos, todėl temperatūros skirtumas derinamas su 50–60 proc. santykine oro drėgme.
Drėgmę reikia valdyti pagal rasos tašką, o ne vien pagal higrometro rodomus procentus. Esant 30 °C oro temperatūrai ir 60 proc. santykinei drėgmei rasos taškas yra apie 21 °C. Tai reiškia, kad ant 21 °C ar šaltesnio lango, metalo profilio arba sienos paviršiaus gali susidaryti kondensatas. Dėl to šiltas sausintas oras tiekiamas prie langų ir išorinių atitvarų, o šalinimo angos išdėstomos taip, kad baseino zonoje nesusidarytų didelis oro greitis.
Lauko baseino šilumos nuostoliai
Lauko baseine vyrauja šilumos nuostoliai nuo vandens paviršiaus. Išgaravęs 1 litras maždaug 28 °C temperatūros vandens iš baseino išneša apie 0,68 kWh šilumos. Jeigu per parą vandens lygis 32 m² baseine dėl garavimo sumažėja 3 mm, išgaruoja apie 96 litrus vandens:
32 × 0,003 = 0,096 m³, arba 96 l.
Vien garavimo šilumos nuostoliai tuomet sudaro apie 65 kWh per parą:
96 × 0,68 = 65,3 kWh.
Į skaičių neįtraukti konvekciniai bei spinduliavimo nuostoliai. Šis pavyzdys paaiškina, kodėl baseino uždanga duoda didesnį rezultatą už papildomą dugno izoliacijos centimetrą. Vėjas nuolat pakeičia prie vandens susidariusį drėgno oro sluoksnį sausesniu oru ir paspartina garavimą. Todėl tokios pačios temperatūros, tūrio ir ploto baseinų šilumos poreikis atviroje vėjuotoje vietoje ir užuovėjoje gali smarkiai skirtis.
Šiluma prarandama ir papildant baseiną šaltu vandeniu. Vienam kubiniam metrui 10 °C vandens pašildyti iki 28 °C reikia:
1 × 18 × 1,163 = 20,9 kWh.
Jeigu per filtro plovimą ir vandens lygio papildymą per savaitę sunaudojamas 1 m³ šviežio vandens, vien jam pašildyti per mėnesį reikės apie 84 kWh šilumos. Lauko baseine dalį išgaravusio vandens gali pakeisti lietus, tačiau jo temperatūra taip pat žemesnė už baseino vandens temperatūrą.
Šilumos perdavimas per dugną ir sieneles paprastai sudaro mažesnę nuostolių dalį už atviro paviršiaus garavimą. Konstrukcijų nuostoliai tampa svarbesni, kai baseinas naudojamas anksti pavasarį, vėlų rudenį ar žiemą, gruntas šaltas, o baseino sienelės neapšiltintos. Šilumos izoliacijai naudojamos drėgmei ir grunto apkrovai atsparios plokštės, įrengiamos išorinėje konstrukcijos pusėje. Izoliacijos storis pasirenkamas pagal konstrukciją ir naudojimo sezoną; teiginys, kad bet kuriam baseinui pakanka 1 cm putplasčio, nėra pagrįstas.
Baseino gylis lemia pirminiam pašildymui reikalingą energiją, bet ne pagrindinius nuostolius nuo vandens paviršiaus. Du 32 m² ploto baseinai, kurių vidutinis gylis 1,2 ir 1,6 m, turės atitinkamai apie 38 ir 51 m³ vandens. Gilesniam baseinui pirmą kartą pašildyti reikės trečdaliu daugiau energijos, tačiau abiejų atviras vandens paviršius yra vienodas. Palaikant temperatūrą jų garavimo nuostoliai bus panašūs.
Baseino uždanga
Uždanga tiesiogiai uždaro didžiausią šilumos nuostolių vietą – vandens paviršių. Gerai priglundanti burbulinė uždanga gali sumažinti šildomo baseino šilumos nuostolius iki maždaug 75 proc. Tikras rezultatas priklauso nuo to, kiek valandų per parą baseinas uždengtas, ar uždengiamas visas paviršius ir ar pro kraštus laisvai juda oras.
Plūduriuojanti burbulinė plėvelė beveik neturi konstrukcinio stiprumo. Jos paskirtis – slopinti garavimą ir oro judėjimą ties vandeniu. Storesnė daugiasluoksnė termoizoliacinė uždanga geriau veikia vėsiomis naktimis, tačiau yra sunkesnė. Žaliuzinė automatinė uždanga brangesnė, bet uždaroma per kelias minutes. Praktikoje reguliariai naudojama automatinė uždanga gali būti naudingesnė už storesnę rankinę dangą, kuri dėl nepatogumo paliekama susukta.
Skaidri arba pusiau skaidri burbulinė plėvelė praleidžia dalį saulės spinduliuotės į vandenį. Tamsi nepermatoma uždanga saulę sugeria pati ir ne visą sukauptą šilumą perduoda vandeniui. Saulėtą dieną uždangos naudojimas priklauso nuo jos konstrukcijos: saulės energijai pralaidi plėvelė gali būti paliekama, o storą nepermatomą termoizoliacinę uždangą dažniausiai verta nuimti.
Ant uždangos susikaupęs lietaus vanduo padidina jos apkrovą ir garuodamas vėsina paviršių, todėl pašalinamas gamintojo numatytu būdu. Burbulinė plėvelė nėra apsauginė uždanga. Vaikų ir gyvūnų saugai naudojama specialiai apkrovai apskaičiuota sistema su tvirtinimu prie baseino kraštų.
Baseino šildymo galios skaičiavimas
Pirminio pašildymo galia parenkama pagal vandens tūrį, temperatūrų skirtumą ir pageidaujamą pašildymo laiką:
P = V × ΔT × 1,163 / t,
čia P – į vandenį perduodama šildymo galia kW, V – vandens tūris m³, ΔT – norimas temperatūros pokytis °C, t – šildymo laikas valandomis.
40 m³ baseiną nuo 15 iki 28 °C teoriškai pašildant per 24 valandas reikėtų 25,2 kW galios:
40 × 13 × 1,163 / 24 = 25,2 kW.
Pridėjus tuo metu patiriamus šilumos nuostolius, reikalinga galia būtų didesnė. Jeigu tas pats baseinas gali šilti 72 valandas, teorinė galia sumažėja iki 8,4 kW. Dėl to įrangos pasirinkimą smarkiai pakeičia paprastas sprendimas baseiną pripildyti ir pradėti šildyti trimis dienomis anksčiau.
Temperatūrai palaikyti skaičiuojamas ne visas vandens tūris, o valandiniai nuostoliai projektinėmis sąlygomis. Įtraukiamas garavimas, konvekcija, spinduliavimas, šviežio vandens papildymas, šilumos perdavimas per konstrukcijas ir vamzdynus. Šilumos siurblio kataloge nurodyta vardinė galia dažnai išmatuota esant šiltam orui. Parenkant įrenginį Lietuvos pavasariui ar rudeniui reikia žiūrėti galią prie numatomos lauko ir baseino vandens temperatūros.
Baseino šildymo būdai
Baseino cirkuliacijos schemoje šildytuvas arba šilumokaitis montuojamas po filtro. Chloro, pH koregavimo ir kitos koncentruotos cheminės medžiagos dozuojamos už šildymo įrangos, kad į šilumokaitį nepatektų didelės koncentracijos tirpalas. Įrengiama apėjimo linija su vožtuvais, kad per šildytuvą būtų nustatytas gamintojo nurodytas srautas ir įrangą būtų galima aptarnauti nestabdant visos sistemos.
Baseino šilumos siurblys
Baseinui skirtas oras–vanduo šilumos siurblys šildo tiesiai per baseino cirkuliacijos kontūrą. Jo reklaminis COP 5 reiškia, kad bandymo sąlygomis iš 1 kWh elektros į vandenį perduodama 5 kWh šilumos. Tai nėra pastovus viso sezono rodiklis. Krintant lauko oro temperatūrai ir kylant norimai vandens temperatūrai, COP bei šildymo galia mažėja.
Jeigu 40 m³ baseinui pirminiam pašildymui reikia 605 kWh šilumos, šilumos siurblys, tuo laikotarpiu vidutiniškai dirbantis COP 4 režimu, teoriškai sunaudotų apie 151 kWh elektros. Reikia pridėti šilumos nuostolius pašildymo metu ir cirkuliacinio siurblio sąnaudas. Tas pats darbas teniniam elektriniam šildytuvui pareikalautų maždaug 605 kWh elektros.
Inverterinis šilumos siurblys, pasiekęs nustatytą temperatūrą, sumažina kompresoriaus apsukas ir gali ilgiau dirbti mažesne galia. Taip sumažėja paleidimų skaičius ir triukšmas. Įrenginys statomas atviroje vietoje, paliekant instrukcijoje nurodytus atstumus oro paėmimui ir išpūtimui. Uždarius jį į mažą priestatą, išpūstas atvėsintas oras vėl patenka į garintuvą, todėl krinta galia ir COP.
Šilumokaitis turi būti atsparus naudojamam vandens paruošimo būdui. Chloruotam vandeniui naudojami tam pritaikyti šilumokaičiai, o elektrolizės būdu ruošiamam sūriam vandeniui dažniausiai pasirenkamas titano šilumokaitis. Šilumos siurblio darbą blokuoja srauto daviklis, kai cirkuliacija per maža arba sustoja.
Elektrinis baseino šildytuvas
Elektrinis pratekamasis šildytuvas yra paprastas ir kompaktiškas, tačiau 1 kWh elektros pagamina maždaug 1 kWh šilumos. 3–18 kW įrenginiai tinka mažiems baseinams, sūkurinėms vonioms arba trumpam papildomam šildymui. 12 kW šildytuvui paprastai reikia trifazio įvado, o jo darbas visa galia sudaro 12 kWh elektros per valandą.
Įrangos galia ribojama ne vien pastato įvadu. Turi pakakti cirkuliuojančio vandens srauto, kad kaitinimo elementai neperkaistų. Šildytuvas blokuojamas su filtravimo siurbliu ir turi atskirą apsaugą nuo darbo be vandens. Nerūdijančiojo plieno arba titano korpusas parenkamas pagal chloro bei druskų koncentraciją.
Šilumokaitis su katilu
Katilas baseino vandens tiesiogiai nešildo. Jis tiekia šildymo sistemos vandenį į šilumokaičio pirminį kontūrą, o baseino vanduo cirkuliuoja antriniu kontūru. Reali šilumokaičio galia priklauso nuo temperatūrų skirtumo. Šilumokaitis, kurio kataloginė galia nurodyta tiekiant 80 °C vandenį, su 45–50 °C šilumos siurblio arba kondensacinio katilo kontūru perduos daug mažesnę galią.
Šis būdas patogus, kai pastate jau yra pakankamos galios katilas ir baseiną reikia pašildyti greitai. Vasarą vien dėl baseino paleistas didelis katilas gali dažnai įsijungti ir išsijungti. Kad darbas būtų stabilus, derinamas katilo minimalus galingumas, šilumokaičio galia, pirminio kontūro srautas ir valdymo automatika.
Saulės kolektoriai baseinui
Lauko baseinui naudojami neįstiklinti polimeriniai absorberiai, nes vanduo šildomas iki palyginti žemos temperatūros. Baseino vanduo per juos cirkuliuoja tiesiogiai arba šiluma perduodama per atskirą kontūrą. Kolektorių plotas ir padėtis parenkami pagal baseino paviršiaus plotą, orientaciją, neužtemdytą stogo plotą ir sezono trukmę.
Valdiklis lygina absorberio ir baseino vandens temperatūrą. Kai absorberis šiltesnis, vožtuvas nukreipia per jį vandenį. Kai stogas atvėsta, srautas nukreipiamas aplink kolektorių. Be temperatūrinio valdymo vakare per kolektorių tekantis vanduo atiduotų šilumą aplinkai ir vėsintų baseiną.
Saulės kolektorius gali padengti didelę vasaros šildymo poreikio dalį, tačiau jo galia nesutampa su poreikiu kiekvieną valandą. Debesuotomis dienomis ir naktį šilumos nėra. Dėl to ši sistema derinama su uždanga, o tiksliai temperatūrai ir ilgesniam sezonui – su šilumos siurbliu arba katilo šilumokaičiu.
Baseino vamzdynai ir filtravimo režimas
Šildymo įranga veikia tik cirkuliuojant vandeniui, todėl jos darbo laikas susijęs su filtravimo siurblio režimu. Jeigu šilumos siurbliui temperatūrai palaikyti reikia 14 valandų darbo, o filtravimo siurblys nustatytas veikti tik 8 valandas, šilumos siurblys negalės perduoti apskaičiuoto šilumos kiekio. Valdymas turi leisti šildytuvui įjungti cirkuliaciją arba filtravimo laikas ilginamas.
Per mažas srautas įjungia šilumos siurblio apsaugą, per didelis didina hidraulinį pasipriešinimą ir cirkuliacinio siurblio elektros sąnaudas. Srautas reguliuojamas apėjimo linijos vožtuvais pagal šildymo įrangos instrukciją. Lauke ir nešildomose patalpose nutiesti pašildyto vandens vamzdžiai izoliuojami. Ilga neizoliuota trasa tarp baseino ir techninės patalpos veikia kaip papildomas radiatorius.
Filtro plovimo dažnio nereikia dirbtinai retinti taupant šilumą. Energijos sąnaudos mažinamos tinkamai parinkus filtrą, siurblio darbo režimą ir neleidžiant baseinui be reikalo užsiteršti. Po plovimo išleisto vandens vietą užima šaltas vandentiekio vanduo, todėl jo kiekis įtraukiamas į šilumos balansą.
Kaip sumažinti baseino šildymo kainą
Pirmas veiksmas – uždengti visą vandens paviršių, kai baseinas nenaudojamas. Antras – sumažinti vėjo greitį ties vandeniu. Trečias – nustatyti realiai reikalingą temperatūrą, nes kiekvienas papildomas laipsnis didina garavimą ir ilgina šildymo sezoną. Tik atlikus šiuos darbus racionalu spręsti, ar reikia galingesnio šilumos siurblio.
Įrangos sąnaudos lyginamos pagal pagamintos šilumos kainą. Jeigu elektros kaina yra 0,25 Eur/kWh, teninio šildytuvo 100 kWh šilumos kainuoja apie 25 Eur. Šilumos siurbliui, kurio faktinis COP 4, tam pačiam šilumos kiekiui reikia apie 25 kWh elektros, arba 6,25 Eur. Prie šių skaičių pridedamos cirkuliacinio siurblio sąnaudos, o vertinant visą laikotarpį – įrangos pirkimas ir remontas.
Šildymo apskaitai naudinga atskirai matuoti šilumos siurblio ir filtravimo siurblio elektros sąnaudas. Vandens temperatūros bei lauko oro duomenys parodo, kiek kainuoja nustatytą temperatūrą palaikyti skirtingais mėnesiais. Be matavimo sunku atskirti baseino šildymą nuo viso namo elektros suvartojimo ir įvertinti, kokį rezultatą davė uždanga arba pakeistas darbo režimas.
