Springen naar inhoud

Opwarmen zwembad - benodigde energie


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Vanhelmont

    Vanhelmont


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 juli 2009 - 10:22

Hey iedereen,

Meer dan waarschijnlijk staan er gelijkaardige voorbeelden doorheen het forum, maar ik heb ze nog niet allemaal kunnen lezen en kom tot op heden dus nog niet tot zekere oplossing voor volgend probleem:

Ik heb een zwembad van 666m te verwarmen tot 24C. De pompen die zorgen voor circulatie hebben een debiet van tesamen 310m/h, dus (bij ong. 1l = 1kg) = 86.11kg/s
Laten we even stellen dat in het slechtste geval er opgewarmd wordt vanaf 15C (openluchtzwembad en opent reeds op 15 mei). Dit geeft een delta T van 9C
Dit gecombineerd met een soortelijke warmte van 4186J/kg.K voor water.

Q = m.c.delta T = 86.11 * 4186 * 9 = 3244.11 kW (correct?)

Nu moet ik er dus dezelfde warmte in kunnen steken. Dit moet in praktijk gebeuren met een platenwarmtewisselaar.
De oude brander en ketel zouden moeten vervangen worden en ik moet dus een schatting kunnen maken van het benodigd vermogen.

Momenteel staat er een ketel genstalleerd van 755kW, deze dient ook voor het sanitair van een zeer gering aantal douches, dus neem ik even aan dat 700kW kan dienen voor het zwembad.

Als ik nu eerst terugreken van de gevonden 3244.11kW, waarbij c dezelfde is (ook water in de kring van de ketel) en delta T is hier 20 (standaard 90-70 regime en gesteld zonder extra verliezen), dan kom ik uit dat m voor het ketelcircuit gelijk moet zijn aan 3244.11 / (4186 * 20) = 38.75kg/s, dit is bij benadering 140m/h. Sterke pomp, maar op zich zeker niet onmogelijk.

Maar omgekeerd als ik reken beginnend van Q = 700kW, dan kom ik een massadebiet uit van 700000/(20*4186) = 30.1m/h. Echter, als aan het zwembadwater maar 700kW toegevoegd wordt, dan kan er slechts voor dergelijk volume een temp stijging van 1.942C gerealiseerd worden.


Mijn vraag is nu:

1 - Is dit alles correct?
2 - Stel dat ik op het ketelcircuit een pomp van 140m/h heb, dan kan de ketel toch nog niet de benodigde warmte van 3244.11kW leveren, want hij heeft zelf maar een vermogen van 700kW, of niet? en wat is de invloed van dergelijk groot debiet op de ketel?
3 - hoe kan ik uit dit alles de grootte van de benodigde platenwarmtewisselaar berekenen?


Alle hulp wordt meer dan gewaardeerd, dank u,


Dirk

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Vanhelmont

    Vanhelmont


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 juli 2009 - 10:42

Om zelf reeds een stapje verder te zetten:

Na het openslaan van een stoffige boek uit de studententijd, volgt dat de grootte van de WW als volgt kan gevonden worden:

Q = U*A*delta T

waarbij U volgens het boek voor een water-water WW kan geschat worden tussen 850-1700 W/C.m (gedetailleerde berekening vereist dat de opbouw van de WW gekend is)

waarbij A de gezochte opp is in m

waarbij Q de benodigde over te dragen warmte is, in voorgaand bericht berekend als zijnde 3244.11kW

maar de vraag die ik dan heb is, delta T is T2-T1, maar welke? je heb de inlet temperatuur van de warme en koude kant en de outlettemperatuur van de warme en koude kant, dus 4 temperaturen zijn voorhanden.

Iemand met een uitgebreidere kennis die mij inzicht kan verschaffen in het probleem?

Wederom dank u,

Dirk

#3

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 juli 2009 - 11:23

Q = m.c.delta T = 86.11 * 4186 * 9 = 3244.11 kW (correct?)

Je bent eenheden door elkaar aan het haspelen. Q suggereert een energiehoeveelheid, maar je komt uit op kW, en dat is een vermogen.

Begin eerst eens vast te stellen hoeveel kWh je nodig hebt om die hele 666 kuub op te warmen. Dan bedenk je hoeveel uren dat mag duren, en daar rolt dan het benodigd aantal kW uit.

#4

Vanhelmont

    Vanhelmont


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 juli 2009 - 11:38

Je bent eenheden door elkaar aan het haspelen. Q suggereert een energiehoeveelheid, maar je komt uit op kW, en dat is een vermogen.

Begin eerst eens vast te stellen hoeveel kWh je nodig hebt om die hele 666 kuub op te warmen. Dan bedenk je hoeveel uren dat mag duren, en daar rolt dan het benodigd aantal kW uit.


Q = m*c*deltaT, in eenheden: kg/s * J/(kg.K) * K = J/s = W , niet?
Maar eigenlijk is het niet Q , maar de afgeleide van Q (Q met een punt boven), wat de hitte-overdrachtsratio is, dat klopt.

Kwestie van tijdsduur, de Vlarem wetgeving zegt dat het volume moet rondgepompt zijn op 2u, dus 666/2 m/u, dus op zich voldoen de genstalleerde pompen zelfs niet. Dus kom ik uit op het maximum debiet van de pompen, zijnde 310m/h.
Dit tijdsbesef zit toch al meegerekend in de formule, aangezien het een massadebiet betreft? (kg/s). 310m/h = 310.000kg/h = 86.11kg/s

Mogelijk zit de bal zeeeer zeeer mis bij mij hoor, het is ook maar behelpen met de flarden die ik me nog meen te herinneren.

#5

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 juli 2009 - 12:09

Als je met m bedoelt: kg/s, dan klopt het wel, maar dan moet je in plaats van Q een P schrijven.

Verder ben je er volgens mij te veel op gefocust dat het water dat door het circulatiecircuit loopt meteen die 9 graden temperatuurverhoging moet meekrijgen. Dat hoeft niet, het mag ook minder zijn, maar dan duurt het gewoon langer.
Het zou ook meer kunnen zijn, b.v. het dubbele. Dan warm je het gecirculeerde water met 18 graden op, en door vermenging met het nog niet opgewarmde water kom je toch op de gewenste eindtemperatuur.

Daarom kom ik weer uit op mijn eerste reactie, bepaal eerst de totale energiehoeveelheid die je nog hebt om het hele bad op te warmen.
Daarna kun je twee kanten op:
1. Bepaal hoe lang het mag duren, dan kun je het benodigde vermogen berekenen.
2. Bepaal welk vermogen je beschikbaar hebt, dan kun je uitrekenen hoe lang het gaat duren.

#6

Vanhelmont

    Vanhelmont


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 juli 2009 - 12:31

Ok, dank je voor de verduidelijking. Ik sla even opnieuw aan het rekenen vanuit dat standpunt.

Er zijn nog 2 dingen die het probleem gecompliceerd maken wanneer we factor tijd meespeelt:

- wetgeving verplicht om per dag per bader 30l vers water toe te voegen (tapwater => afkoeling), het goeie is wel dat er enkel veel baders zijn bij goed weer en dus de delta T kleiner is omwille van het goede weer. Dit volume dat dient toegevoegd te worden kan oplopen op de topdagen tot 60.000 a 90.000 liter :s

- opp van het buitenbad, het bad is niet diep en heeft een groot opp, met ook afkoeling tot gevolg

Hoe kan ik deze factoren min of meer inschatten of in rekening brengen?

Dank u

#7

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 juli 2009 - 13:10

....het goeie is wel dat er enkel veel baders zijn bij goed weer en dus de delta T kleiner is omwille van het goede weer.

Is dat wel zo? Volgens mij is de temperatuur van het toegevoerde leidingwater tamelijk constant over het jaar. Het is in de zomer niet significant warmer dan in de winter. Dus je zult die 30 liter per bader toch evenveel moeten opwarmen.
Maar goed, het gaat dus om een suppletie van maximaal 90 kuub per dag. De verwarming moet dus in ieder geval voldoende capaciteit hebben om die hoeveelheid in een redlijke tijd op te warmen.

Wat de uitstraling van warmte betreft, darvan heb ik echt geen idee. Misschien iemand anders die daar een redelijke vuistregel voor heeft?

#8

Vanhelmont

    Vanhelmont


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 juli 2009 - 13:21

Is dat wel zo? Volgens mij is de temperatuur van het toegevoerde leidingwater tamelijk constant over het jaar. Het is in de zomer niet significant warmer dan in de winter. Dus je zult die 30 liter per bader toch evenveel moeten opwarmen.
Maar goed, het gaat dus om een suppletie van maximaal 90 kuub per dag. De verwarming moet dus in ieder geval voldoende capaciteit hebben om die hoeveelheid in een redlijke tijd op te warmen.

Wat de uitstraling van warmte betreft, darvan heb ik echt geen idee. Misschien iemand anders die daar een redelijke vuistregel voor heeft?


Klopt wat je zegt, het tapwater zal altijd een ongeveer constante temp hebben. Ik wou zeggen dat wanneer er veel dient bijgevuld te worden omwille van het hoge bezoekersaantal, dat dan het aanwezige water normaal vrij warm zal zijn (weersomstandigheden). Zodoende moet de verwarming zoals je zegt voornamelijk het extra water opwarmen en minder het bassin zelf.

#9

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 juli 2009 - 18:49

Dus je hoeft blijkbaar maar 90 m3/dag, zeg 1,5 kg/s overdag, op te warmen van 15 naar 24 oC.
Dat is een vermogen van slechts 1,5 kg/s * 4,186 kJ/kg.K * (24 - 15)K = 57 kW. En dat staat volledig los van de snelheid waarmee je het badwater rondpompt door de platenwarmtewisselaar. Overigens hebben die pompen ook een vermogen dat uiteindelijk als warmte in het water terecht komt. En de baders leveren ook nog wat lichaamswarmte.

Bij die 57 kW komen dan nog de warmteverliezen door verdamping en convectie aan het oppervlak, en geleiding via wanden en vloer. Daarentegen heb je invallende zonnestraling. Om dat allemaal nauwkeurig te berekenen is niet eenvoudig, ik kan het althans niet.

Een andere factor is echter: wat doe je snachts? Wordt het bad dan op temperatuur gehouden of laat je het afkoelen? In het laatste geval moet je in de ochtend dat nachtelijk warmteverlies ook toevoeren.

maar de vraag die ik dan heb is, delta T is T2-T1, maar welke? je heb de inlet temperatuur van de warme en koude kant en de outlettemperatuur van de warme en koude kant, dus 4 temperaturen zijn voorhanden.

Om de warmtewisselaar te berekenen moet je weten wat aan elke zijde het debiet en de inlaat- en uitlaattemperatuur zijn. Uit de 4 temperaturen bereken je dan het logaritmisch gemiddelde temperatuursverschil, wat jij deltaT noemt.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures