Чиллер для купели и бассейна: расчёт холодопроизводительности

Холодопроизводительность чиллера для купели складывается из трёх нагрузок: охлаждение свежей воды после заполнения, теплопритоки чаши и тепло от людей. Калькулятор считает их по объёму чаши, температуре воды и тому, кто пользуется купелью.

Расчёт чиллера для купели

Объём чаши, м³ Вода в чаше, °C

Охладить после заполнения за, ч Кто пользуется Домашняя купель Коммерческая купель Запас 10 % 15 % 20 % Конденсатор Воздушный, моноблок Воздушный, выносной на улице Водяной

Требуемый чиллер

5,1

кВт

Охлаждение воды, кВт

3,88

Теплопритоки чаши, кВт

0,30

Тепло от людей, кВт

0,28

Расход воды, м³/ч

1,47

Подобрать чиллер на 5,1 кВт

Подбор чиллера для купели откроется на сайте производителя xiron.ru

Откуда берётся тепло

• Свежая вода. Летом водопроводная вода приходит с температурой до 20 °C. Охладить её до рабочей температуры за несколько часов — самая большая нагрузка; время охлаждения объёма заданным чиллером считают в расчёте времени охлаждения воды в баке.
• Теплопритоки чаши. Рядом с парной воздух тёплый и влажный. Он греет воду через зеркало и стенки, а влага конденсируется на холодной поверхности и тоже отдаёт тепло.
• Люди. После парной человек отдаёт воде тепло при каждом окунании. В коммерческой купели с потоком посетителей это заметная часть нагрузки.

Формула

Теплопритоки чаши:

Q_п = (V / 1,2) × 12 × (25 − t) / 1000

Q_п — теплопритоки, кВт; V — объём чаши, м³; 1,2 — глубина чаши, м (V / 1,2 даёт площадь зеркала); 12 — теплоприток, Вт на м² зеркала и на градус; 25 — температура воздуха в помещении, °C; t — температура воды в чаше, °C.

Охлаждение воды после заполнения:

Q_о = V × 1,163 × (20 − t) / τ

Q_о — нагрузка охлаждения, кВт; 1,163 — теплоёмкость кубометра воды, кВт·ч/(м³·°C); 20 — температура воды при заполнении, °C; τ — время, за которое воду нужно охладить, ч.

Тепло от людей:

Q_л = n × 250 / 3600

Q_л — тепло от людей, кВт; n — число окунаний в час; 250 — тепло одного окунания, кДж; 3600 — число секунд в часе.

Купелью пользуются, пока свежая вода ещё остывает, поэтому три нагрузки складывают и добавляют запас:

Q = (Q_о + Q_п + Q_л) × (1 + k)

V_в = Q / (1,163 × 3)

Q — холодопроизводительность, кВт; k — запас в долях единицы, обычно 0,10–0,20; V_в — расход воды через чиллер, м³/ч; 3 — охлаждение воды в чиллере, °C.

Пример расчёта

Домашняя купель объёмом 2 м³, вода 10 °C. После заполнения воду нужно охладить за 6 часов, запас 15 %.

1. Теплопритоки чаши: (2 / 1,2) × 12 × (25 − 10) / 1000 = 0,30 кВт.
2. Охлаждение после заполнения: 2 × 1,163 × (20 − 10) / 6 = 3,88 кВт.
3. Тепло от людей: 4 × 250 / 3600 = 0,28 кВт.
4. Холодопроизводительность с запасом: (3,88 + 0,30 + 0,28) × 1,15 = 5,12 кВт, округлённо 5,1 кВт.
5. Расход воды через чиллер: 5,12 / (1,163 × 3) = 1,47 м³/ч.

Как выглядит установка на 5,1 кВт — компрессоры, потребление, расход воды, габариты и масса — показано на странице чиллера 5 кВт; температуру воды там задают свою.

Типовые ошибки

• Считают только поддержание температуры. В примере теплопритоки и люди дают вместе 0,58 кВт. Такой чиллер будет охлаждать свежую воду несколько суток, и после каждой смены воды купель простаивает.
• Ставят моноблок в тесное помещение. Воздушный моноблок отдаёт тепло туда же, где стоит. Без вентиляции воздух нагревается, чиллер теряет холодопроизводительность и отключается по аварии высокого давления. Варианты с выносным и водяным конденсатором сравнивает справочник о воздушном и водяном охлаждении.
• Занижают температуру воды про запас. При 4 °C вместо 10 °C растут и теплопритоки, и нагрузка охлаждения, а холодопроизводительность того же чиллера падает. Чиллер нужен заметно крупнее; как падает холодопроизводительность с температурой воды, показано в справочнике о холодопроизводительности.
• Считают коммерческую купель как домашнюю. Поток посетителей даёт в несколько раз больше тепла. В часы пик вода нагревается, и купель перестаёт быть холодной.