مبدل حرارتی استخر کاربری، دسته بندی و انواع آن

مبدل حرارتی استخر (Pool Heat Exchanger)، انتخاب و راه اندازی آن یکی از اصول اساسی در استخر‌های تفریحی خانگی، تجاری یا عمومی است. به طور کلی بسیاری از استخر‌ها در مدت زمان زمستان یا پاییز به گرمایش نیاز دارند. لذا استفاده از مبدل حرارتی مسی یا مبدل حرارتی استیل این امکان را ایجاد می‌کند که بتوان در فصول سرد هم از این مبدل‌ها استفاده کرد. در این مقاله درباره مبدل حرارتی استخر و نحوه انتخاب آن توضیح داده‌ایم.

مبدل حرارتی استخر چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

مبدل حرارتی استخر در واقع یک نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله است که در یک طرف می‌تواند سیال گرم‌کننده مانند آب موتورخانه باشد و در طرف دیگر سیال آب استخر باشد که باید گرم شود. معمولا مبدل‌های حرارتی که در استخرهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌تواند از جنس مس یا استیل باشد. هر کدام از این متریال یک سری مزایا دارند که می‌تواند به طراح این امکان را دهد که بهترین انتخاب را داشته باشد.

مبدل حرارتی مسی چه مزایایی دارد؟

مبدل حرارتی مسی استخر معمولا دارای یک دسته لوله از جنس مس است که به آن کویل مسی گفته می‌شود. این مبدل از یک پوسته معمولا از فولاد با روکش گالوانیزه و یک دسته لوله U-Type مسی تولید می‌شود. فشار کاری این مبدل‌ها معمولا خیلی بالا نیست. ولی با توجه به سیال موجود در سمت گرم کننده باید به ضخامت لوله مسی دقت کرد.

انتقال حرارت بالای مس این امکان را می‌دهد که این مبدل به نسبت مبدل‌های حرارتی استیل بازده حرارتی بالاتری را داشته باشد. همچنین مس دچار پوسیدگی در آب نمی‌شود لذا عمر مس تقریبا برای مبدل حرارتی زیاد است. به طور کلی برای یک استخر برابر، در صورت استفاده از مبدل حرارتی مسی سطح حرارتی کمتری نسبت به مبدل حرارتی پوسته و لوله نیاز است.

مبدل حرارتی استیل استخر چه مزایایی دارد؟

یکی دیگر از مبدل‌های حرارتی موجود در بازار که طرفدار بیشتری در سالهای اخیر پیدا کرده است، مبدل حرارتی استیل است. مبدل حرارتی استیل سبت به مس دارای ضریب انتقال حرارت کمتری است. لذا معمولا این مبدل‌ها آب استخر را دیرتر از مبدل حرارتی مسی گرم می‌کند. برای همین توصیه می‌شود که طول مبدل‌های حرارتی مسی رو بلندتر در نظر بگیریم.

همچنین مبدل حرارتی استیل چون دارای همه اجزای استیل است، در برخی شرایط عملکرد بهتری در رابطه با مقاومت به آب استخر را دارد. از طرفی چون آب استخر دارای کلر است و آب سمت دیگ دارای رسوب زیادی نیست، نیاز به رسوب زدایی مبدل حرارتی در این تجهیزات کمتر دیده می‌شود.

چه نوع مبدل حرارتی استخر را برای استخر خود انتخاب کنیم؟

به طور کلی نظر طراح یا کارفرما در تعیین اینکه چه نوع مبدلی برای استخر مناسب‌تر است بسیار مهم است. هر کدام از متریال مورد استفاده می‌تواند در شرایط مختلف بر متریال دیگر برتری داشته باشد. ولی برای برخی شرایط انتخاب مبدل حرارتی را به صورت مختصر توضیح داده‌ایم.

فرض کنید که استخر بزرگ نباشد. (مثلا ۲۰ متر مکعب) و ما نیاز داریم تا این استخر را با یک پکیج دیواری گرم کنیم. در اینصورت ما می‌دانیم که قدرت وسیله گرمایشی ما هم به قدری نیست که نیاز به یک مبدل بزرگ یا پربازده داشته باشیم. با توجه به مقدار دبی کمتر و مواردی که ذکر شد، استفاده از مبدل حرارتی استیل می‌تواند مناسب باشد.

برای استخرهای بزرگ، مثل استخرهای عمومی، استفاده از مبدل حرارتی استیل می‌تواند بسیار در تمیزی آب مصرفی تاثیرگذار باشد. ولی برای اینکه با بازده مناسب یک مبدل حرارتی استیل بتواند استخر به این بزرگی را گرم کند، باید هزینه راه اندازی و نگهداری زیادی را صرف کرد. لذا در این موارد شاید استفاده از مبدل حرارتی مسی بهتر باشد.

به طور کلی در صورتی که اولویت با بازده حرارتی بالاتر (یا زودتر گرم شدن استخر) باشد، باید از مبدل حرارتی استخر از نوع مسی استفاده کرد. مبدل حرارتی مسی هم در صورتی که کیفیت آب برای ما بسیار حائز اهمیت باشد، می‌تواند در اندازه مناسب طراحی و تولید شود.

اندازه مبدل حرارتی استخر چگونه تعیین می‌شود؟

مبدل حرارتی استخر با توجه به اینکه از کویل مسی استفاده شود یا از متریال استیل باید اندازه‌های مختلف داشته باشد. همچنین بازده حرارتی، مدت زمان انتقال حرارت و اندازه استخر هم در این امر بسیار اهمیت دارد. ولی می‌توان با یک تخمین اولیه برای استخر‌های مختلف مبدل حرارتی مسی یا استیل مناسب را انتخاب کرد.

به طور کلی در شرایط استاندارد، بهتر است برای استخر‌های روباز به ازای هر ۳ متر مکعب آب ۱ فوت مربع مبدل حرارتی مسی در نظر گرفت. این مقدار برای استخرهای روباز برای مبدل حرارتی استیل توان ۲ کیلووات به ازای هر متر مکعب از آب استخر خواهد بود. در صورتی که استخر به صورت سرپوشیده باشد، می‌توان تا ۳۰ درصد این مقدار را کم کرد.

این مقادیر برای استخرهای مختلف در شرایط هوای معمول مانند تهران در نظر گرفته شده است. برای شرایط خاص‌تر مانند محیط‌های سردتر باید ضریب اطمینان ۲۰ درصد بیشتر را به ازای هر مقدار مبدل در نظر گرفت. مثلا برای یک استخر در تهران از نوع روباز که ۳۰ متر مکعب آب گنجایش دارد، باید مبدل حرارتی مسی به اندازه ۱۰ فوت مربع باشد. همین استخر در تبریز باید به اندازه ۱۲ فوت مربع ظرفیت حرارتی داشته باشد.

آب استخر در کدام سمت مبدل قرار می‌گیرد؟

بسیاری از اپراتور‌های تاسیسات در این موضوع که آب استخر باید در سمت لوله قرار بگیرد یا در سمت پوسته اتفاق نظر ندارند. ولی به طور کلی هر انتخابی یک منطق در پشت خود دارد. در مبدل‌های حرارتی برای بازده حرارتی بیشتر بهتر است سیال گرم در سمت پوسته باشد. هر چند نوع عملکرد سیستم برای مبدل حرارتی استخر متفاوت است. این یعنی آب سمت دیگ در سمت پوسته و آب استخر در سمت لوله باشد.

از نقطه نظر نگهداری به دلیل اینکه ممکن است آب استخر رسوب گذاری بیشتری داشته باشد، برخی همکاران آب دیگ را به داخل لوله‌ها می‌فرستند و آب سمت پوسته همان آب استخر در نظر می‌گیرند. در اینصورت اگر رسوب دور لوله را بگیرد، اسید شویی کویل حرارتی راحت‌تر خواهد بود.

در برخی شرایط مثلا ممکن است سیستم گرمایش با بخار باشد و تعداد پاس‌های دسته لوله ۴ باشد. در این‌صورت برای اینکه عمل کندانس به خوبی انجام شود و همچنین مشکل تله بخار را نداشته باشیم بهتر است آب استخر یا جکوزی در داخل لوله‌ها باشد و بخار در داخل پوسته باشد. در اینصورت بهتر است که کندانس در داخل پوسته انجام شود.