• úszómedence
• vízmelegítő

A fürdőmedencék vizének melegítése

A fürdőmedencék vízbázisa elsősorban a közüzemi szolgáltatóktól vásárolt ivóvíz. Lehetséges azonban a megfelelő minőségű felszíni víz, elsősorban a kutak vizének használata is.

A medencevíz melegítése

A fürdőmedence vizének melegítésére aktív és passzív rendszereket alkalmaznak.

Aktív rendszerek:

• hőcserélők
• hőszivattyúk

Passzív rendszerek:

• napkollektorok.
• medence-hőtakarók (szolár-letakarók) – segédeszközök.

Az aktív vízmelegítő rendszereknél külső forrásból származó energia (pl. elektromos áram, meleg víz, gőz) szükséges Ezek a napsugárzás erősségétől függetlenül lehetővé teszik a víz melegítését

A passzív rendszerek hatékony működéséhez meghatározott erősségű napsugárzásra van szükség. Ez azonban nem áll mindig és mindenhol rendelkezésre Ezért ezeknél a rendszereknél is gyakran szükséges bizonyos mértékben felhasználni a passzív rendszereket is. mint kisegítő vízmelegítést.

Hőcserélők

A hőcserélő olyan berendezés, amely a hőt hőközvetítővel (hőcserélővel) nagyobb hőmérsékletű közegből kisebb hőmérsékletű közegbe juttatja A hőközvetítő a medencevizének melegítésénél többnyire meleg vizes rendszer vagy elektromos energiával fűtött berendezés

Elektromos hőcserélők

Az elektromos hőcserélőknél a hőközvetítő egy elektromos árammal fűtött betét (fűtőpatron), amely az átáramló medencevizet melegíti. Rendszerint egyfázisú. 230 V névleges feszültségű. 50 Hz névleges frekvenciájú hőcserélőket hasznainak

A hőcserélőket többnyire a 3.0; 6.0.9,0; 12,0: 15,0; 18.0 kW teljesítményű sorozatban gyártják (47. kép)

47. kép. Elektromos hőcserélő

Meleg vizes hőcserélők

A meleg vizes hőcserélőknél a hőközvetítő többnyire korrózióálló acélbetét, amelyen a meleg víz folyik át (nem a medence vize!) és ez melegíti a medence átáramló vizét (9. ábra). A kültéri medencéknél a fürdési idényben rendszerint a medence mellett el helyezkedő építmény (lakóház, üdülő) használati meleg vizét termelő rendszerből (nagyobb hőmérsékletű közegből) folyik a víz a hőcserélőbe, ahol az átáramló medencevizei (a kisebb hőmérsékletű közeget) melegíti.

A beltéri medencéknél az építmény fűtésére használt meleg vízzel (nagyobb hőmérsékletű közeg) is lehet a medence vizét (kisebb hőmérsékletű közeg) melegíteni. A meleg vizes hőcserélőknél a nagyobb hőmérsékletű közeg (víz) hőmérséklete max. 110 °C lehet. A hőcserélőket többnyire a 15,0 (13,0); 30,0 (28,0); 40,0; 60,0; 75,0; 120,0 kW teljesítményű sorozatban gyártják.

9. ábra. A meleg vizes hőcserélő elhelyezésének vázlata a vízmelegítő rendszerben. 1 fűtőmedence; 2 lehűtött víz a lefölözőedényben (szkimmeren) keresztül a hőcserélő felé; 3 lehűtött víz a vízlefolyón (padlóösszefolyón) keresztül; 4 golyóscsapok (elzárók); 5 vízforgató szivattyú; 6 váltószelep; 7 homokszűrő; 8 meleg vizes hőcserélő; 9 a fűtési rendszer kazánja; 10 a meleg vizes fűtés keringtető szivattyúja.

Hőszivattyúk

A „víz-víz” hőszivattyúk a geometrikus ener­giát, a talaj hőenergiáját, esetleg a talaj- vagy felszíni víz hőjét használják a medence vizének melegítéséhez szükséges hőenergia forrásaként. A „levegő-víz” rendszerű hőszi­vattyúk viszont a levegőből vonják ki a szük­séges hőenergiát.

A hőszivattyú olyan berendezés, amelynek kondenzátorában felszabaduló hőt fel lehet használni a medence vizének melegítésére. A környezetből származó hőenergiát a szi­vattyúban elpárologtatja. Az így keletkező gőz hőmérsékletét kompresszorral, nyomás­sal megnöveli (sűríti). A meleg közeg egy kondenzátorban átadja a hőenergiát a medence vizének és eközben lehűl. Ezáltal ismét folyékony halmazállapotúvá válik, és ismétlődhet a folyamat.

A hőszivattyú hatásfoka a COP-érték. Ez azt mutatja, hogy a berendezés egységnyi elekt­romos energia felhasználásával hány egy­ségnyi hőt tud elvonni a környezetből. A leg­modernebb hőszivattyúknál ez a szám négy.

A hőszivattyú hatásfoka annál jobb, minél kisebb a hőmérséklet-különbség az elpá­rologtató és a kondenzátor között. Lehetsé­ges olyan megoldás, amikor a víz melegíté­séhez használt energia 70 %-át a környezet szolgáltatja, a maradék 30 %-ot az elektro­mos energia pótolja. A hőszivattyú helyigé­nye kicsi, a hatékonysága nagy. Az alkalma­zásánál és kiválasztásnál több ajánlatot is érdemes kérni, esetleg érdemes lehet füg­getlen szakértőt is meghallgatni.

Tájékoztató adat: egy 45 m³ víztérfogatú (45 000 L) medence (kb. 8,0 x 4,0 x 1,4 m) vizének melegítéséhez kb. 8 kW * h teljesít­ményű hőszivattyút célszerű alkalmazni

Napkollektorok

A napkollektorok a napsugárzást külön erre a célra készített eszközökkel (kollektorok) hővé alakítják át és a fürdőmedence vizének melegítésére hasznosítják. A napkollektoros berendezés központi egysége maga a kollektor. A víz melegítésére leggyakrabban a műanyag abszorbereket és a vákuumcsöves napkollektorokat használják.

Műanyag abszorberek (hőnyelők)

A műanyag hőnyelők nyomás- és hőmérsék­letállósága nagyon korlátozott, de a fürdőme­dencék vizének melegítésére nagyon jól használhatók. Az elérni kívánt vízhőmérséklet a medencéknél csak kevéssel haladja meg a környezet hőmérsékletét. Az abszorbereket többnyire a medencéhez közeli lapostetőn helyezik el. Egykörös rendszerben üzemeltet­hetők, azaz a medence vegyszerekkel kezelt vizét keringtető szivattyúval – hőcserélő közbeiktatása nélkül – közvetlenül lehet áramol­tatni a hőnyelőben.

Az abszorberes rendszert (10. ábra) úgy is ki lehet alakítani, hogy a medencevíz keringtetéséhez és melegítéséhez kihasználják a vízforgató szivattyút. Ezzel meg lehet takarí­tani a vízmelegítő rendszer keringető szivattyúját (48. kép). A vízkezelő rendszer tervező­je és szállítója megtalálhatja a megfelelő megoldást. Az abszorberes rendszer szere­lésénél érdemes a szakember segítségét kérni.

Ha a hőnyelő felület és a medence víz­felületének aránya 1:1, vagy a hőelnyelő felülete még nagyobb, akkor a melegítésnél már igen jó eredményre számíthatunk. A műanyag hőelnyelők csak a tavaszi és nyári időszakban használhatók, azokat az első fagyok előtt teljesen le kell üríteni.

A műanyag abszorberek ára viszonylag kedvező, ezért gyakran használják a fürdőkben. Karbantartást nem igényelnek és hosszú időn keresztül zavartalanul üzemelnek (49. kép).

10. ábra. A medencevíz melegítése abszorberes napkollektor-rendszerrel – vázlat: 1 abszorberes napkollektor; 2 vezérlés; 3 három járatú golyóscsap; 4 vízforgató szivattyú; 5 fürdőmedence; 6 melegített víz a medencébe; 7 lehűtött víz a medencéből; 8 vízforgató szivattyú; 9 a víz keringtetésének iránya, ha a kollektoros vízmelegítés ki van kapcsolva.

48. kép. Az abszorberes szolár vízmelegítés vezérlése.

49. kép. Abszorberes napkollektor a háztetőn – 15 éve hibátlanul működik

Vákuumcsöves napkollektorok

A legújabb fejlesztésű vákuumcsöves sík­kollektorok kettős falú üvegcsőből állnak. A külső és a belső üvegfal között erős váku­um van. A belső üvegcsövet szelektív abszorbens réteggel vonják be. Itt keletkezik a hasz­nosítható hő. A vákuum megakadályozza, hogy hőveszteség keletkezzen. A kollektorok kedvezőtlen, borús időben is működnek. Aránylag kis helyet igénylenek: míg a hagyományos kollektorokból kb. 5 m³ felület szükséges, addig a vákuumcsöves kollektor­ból kb. 3 m³ felület is elégséges. A vákuumcsöves kollektorok viszonylag drágák, így ma még kevéssé terjedtek el.

Medenceletakarók (szolártakarók)

A medence letakarására használt eszközök és berendezések nem melegítik a vizet: csak segédeszközök arra, hogy a felmelegített víz a kedvezőtlen, hűvös időjárás hatására vagy éjszaka ne hűljön le, azaz hőszigetelő hatásuk van.

• A redőnyös (lamellás) letakarás a legjobb hőszigetelő. A lamellák belsejében levegő van, ennek köszönhető a hatékonyság. A lefedést villamos motoros tekerővel mű­ködtetik. Ez a berendezés aránylag költ­séges.
• A hőtakarónak (szolárlefedésnek) is igen jó a hőszigetelő hatása. Ez egy erős mű­anyag fóliából és az azon elhelyezett ha­bosított műanyag rétegből, esetleg továb­bi védőfóliából áll. Ezeknek köszönhető a hőszigetelő hatás. A letakarást villamos motoros vagy kézi tekerővel lehet működ­tetni.
• A műanyag buborékos fóliát is lehet hőszigetelésre használni. Ára aránylag ked­vező, de hatásfoka csekély. Ez utóbbit kézi tekerővel kell működtetni.

A medencevíz melegítésének energiaigénye

A víz melegítésének energiaigénye fontos té­nyező az egyes rendszerek kiválasztásánál. Természetesen nem ez az egyetlen tényező, mert fontos a külső hőmérséklet és a hő­veszteség figyelembevétele is. Az energia- igényt tájékoztató számítással határozhatjuk meg.

1 L víz 1 °C-kal való felmelegítéséhez 1 kcal (kilokalória) energia szükséges.

0,86 kcal = 1 W *h (wattóra), 1000 wattóra = kilowattóra (kW * h).

Az energiaigény számítását a következő példán ismertetjük.

Példa:

A fürdőmedence víztartalmát (m³) el kell osz­tani 0,86-dal, ebből megkapjuk a víz hőmérsékletének 1 °C-kal való növeléséhez szük­séges hőenergiát (kW * h).

Számoljunk egy 45 m³ víztartalmú (45 000 L) medencével (kb. 8,0 x 4,0 x 1,4 m).

A hőmérséklet 1 °C-kal való növeléséhez 52,3 kW * h hőenergia szükséges. Melegítés­re kültéri medencéknél aránylag gyakran szükség van, mert a medence vize – a meleg nyári időjárást kivéve – folyamatosan hűl.

Az adott példa alapján össze is hasonlít­hatjuk az egyes vízmelegítési rendszereket. Meghatározhatjuk a szükséges üzemidőt és a felhasznált hőenergia árából (elektromos áram) vagy az energia előállításának árából (pl. gáz- vagy olajkazános melegítés) meg­becsülhetjük az egyes rendszerek költségeit. Az energiaszükségletet (kW) osszuk el az egyes rendszerek teljesítményével (kW).

• 18 kW teljesítményű elektromos hőcse­rélő: 52,3 kW: 18 = kb. 2,9 óra üzemidő;
• 40 kW teljesítményű gáztüzelésű kazánnal üzemeltetett meleg vizes hőcserélő: 52,3 kW: 40 = kb. 1,3 óra üzemidő;
• 40 kW teljesítményű olajtüzelésű kazánnal üzemeltett meleg vizes hőcserélő: 52,3 kW: 40 = kb. 1,3 óra üzemidő;
• 15 kW teljesítményű abszorberes rendsze­rű napkollektor: 52,3 kW : 15 = kb. 3,5 óra üzemidő;
• 8 kW teljesítményű hőszivattyú: 52,3 kW: 8 = kb. 6,5 óra üzemidő.

A rendszerek tényleges gazdaságosságát csak a tervező vagy egy független szakértő számíthatja ki, a helyi körülmények ismereté­ben.

A vízmelegítő rendszerek összehasonlítása

A kültéri fürdőmedencék vizének melegí­tésére többnyire használt rendszerek össze­hasonlítása aránylag bonyolult. Csak a helyi körülmények és feltételezhető energiaárak ismeretében lehet aránylag pontosan meg­határozni az egyes rendszerek gazdaságos­ságát. A továbbiakban csak tájékoztató jelle­gű megállapításokat teszünk.

Napkollektorok

A napenergia hasznosítása az egyetlen le­hetőség, amelynél a víz melegítéséhez csak minimális mennyiségű külső forrásból szár­mazó energiát kell használni. Csak a rendszer szivattyúját vagy esetleg a medence vízforgató szivattyúját kell működtetni és a szabályo­zókhoz kell elektromos áramot juttatni. A döntő körülmény az, hogy a rendszer üzemelteté­séhez alig kell külső energiát vásárolni, ezért az költségkímélő. Figyelembe kell venni viszont az aránylag nagy beruházási költségeket, főleg a vákuumcsöves napkollektoroknál.

Elektromos hőcserélők

A víz melegítéséhez szükséges energia felhasználásának legkevésbé gazdaságos módja az erőművekből származó elektromos áram, amelynek ára is aránylag magas. En­nek ellenére Magyarországon a kültéri me­dencéknél ez a leggyakrabban alkalmazott rendszer. A fürdőmedencéket többnyire csak a május és szeptember közötti időszakban használják, kedvező, meleg időjárás esetén. A kültéri medencében nyáron a víz aránylag gyorsan felmelegszik a napsugárzástól, ezért a hőcserélős vízmelegítés rendszerint csak kiegészítő megoldás. A hőcserélőt csak aránylag rövid ideig kell használni.

Meleg vizes hőcserélők

A meleg vizes hőcserélő lényegesen gazda­ságosabb, mint az elektromos változat. A kül­téri medencéknél akkor van jelentősége, ha a medence egy építmény (lakóház, üdülő) kö­zelében helyezkedik el, amelynek meleg vízzel való ellátása nyáron is szükséges.

A meleg vizet termelő kazán tehát nyáron is működik. Feltételezhető, hogy megfelelő mű­szaki megoldással a csőhálózatból a hőcse­rélőt ellátó – a medencevizet melegítő – vizet is áramoltatni lehet. Itt csak bizonyos többletköltségek keletkeznek a tüzelőanyag – több­nyire gáz, esetleg olaj – beszerzésénél, és csak a hőcserélőhöz vezető vezetékbe be­szerelt szivattyú üzemeltetéséhez szükséges áramellátást kell megoldani. Ha nincs a kültéri medence közelében más építmény, a meleg vizes hőcserélő rendszer kiépítése általában nem gazdaságos.

Hőszivattyúk

A hőszivattyú a környezetből származó ener­giát hasznosítja. A kompresszor működteté­séhez azonban elektromos energiát kell használni. A hőenergia hasznosításának ará­nyát a gyártók 1 : 4-ben adják meg. Ez azt jelenti, hogy 4 kW * h hőenergia előállítására 1 kW * h elektromos áramot kell felhasználni. A hőszivattyú használatát mindig a helyi le­hetőségek és körülmények ismeretében lehet megítélni.

Medence-letakarók – hőtakarók

A medence hőtakarója csak segédeszköz arra, hogy a felmelegített víz a medencében kedvezőtlen időjárásnál és éjszaka ne hűljön le. A letakarást – főleg az aktív rendszereknél – mindig érdemes alkalmazni, mert jelentős hőenergia-megtakarítást hozhat.

A vízmelegítést befolyásoló körülmények

A medence vizének melegítésénél figyelem­be kell venni a szelet is, amelynek esetenként komoly vízhűtő hatása lehet. Érdemes a medence körül szélvédő létesítményeket elhelyezni: ez lehet például valamilyen szél­védő fal vagy természetes sövény. Ez utóbbi­ban lehetőleg ne legyenek lombos növények, mert ezek állandóan leveleket hullatnak a medencébe.

A víz párolgása is bizonyos hőveszteséget okoz, ezért a használaton kívüli medencét ér­demes letakarni.

A vízmelegítési rendszer kiválasztását a medence használata is befolyásolja. Ha a kültéri medencét az egész fürdési szezonban állandóan használjuk, akkor a vizet lassan melegítő napkollektorokat célszerű alkalmazni. Ha a medencét csak hétvégeken hasz­náljuk, azaz aránylag gyors vízmelegítésre van szükség, rendszerint hőcserélők hasz­nálata ajánlható. A beltéri medencéknél a medence vizének melegítési rendszere min­denkor alkalmazkodik annak az építménynek a fűtési és melegvíz-ellátási rendszeréhez, amelyben a medence található.

Energiamegtakarítási lehetőségek

A hőenergia ára állandóan növekszik, ezért érdemes a vízmelegítő rendszereknél a takarékosságra törekedni. Az energiát opti­málisan kell hasznosítani és igyekezni kell a vizet a lehető leghatékonyabban melegíteni.

A lehetséges takarékossági intézkedések között érdemes felhívni a figyelmet a követ­kezőkre:

• Rendszeresen mérjük a vízhőmérsékletet és a kívánt hőmérséklet elérésekor csök­kentsük a melegítés mértékét. Lehetőleg használjunk termosztátot a hőmérséklet szabályozására.
• A medence vizét ne melegítsük túl, a ter­mosztátot állítsuk be a kellemes közérzet és vízhőmérséklet alsó határára.
• Ha a medencét előreláthatólag hosszabb időn keresztül nem használjuk, kapcsoljuk ki a vízmelegítő rendszert.
• Ha nem használjuk a medencét, takarjuk le; a legnagyobb megtakarítást az arány­lag költséges redőnyös (lamellás) le­takarással érhetjük el. Igen jó eredménnyel használható a szolár hőtakaró, de hasz­nos a műanyagból készült levegőbubo­rékos fólia letakarás is. A letakarással akár 50 %-os megtakarítást is elérhetünk!
• A fürdőmedence köré készíttessünk szél­fogó létesítményt (pl. üvegfalat), ültessünk sűrű sövényzetet; ezzel lényegesen csök­kenteni lehet a szél okozta hőveszteséget. Ez akár 60 %-os megtakarítást is hozhat!

Az ajánlott takarékossági intézkedések nagy részének alkalmazásával a becslések szerint a medence vizének melegítésére használt energia 80 %-át is megtakaríthatjuk!