Warmtewisselaar theorie

tohema78

Ons zoutwaterzwembad wordt verwarmd met een buizen warmtewisselaar, aangesloten op de oude CV ketel (VR type 40kW). Het toegepaste materiaal van de ww is CuNiFer (Koper Nikkel IJzer) wat zeewaterbestendig is. Platen wisselaars zijn veelal RVS of Titanium deze zouden niet tegen zout water bestand zijn....

De doorstroming van het zwembadwater is maximaal 14 kuub per uur (dit is de specificatie van de zwembadpomp).

Hoe snel het CV water er door gaat is onbekend, maar de 3 standen schakelaar op de CV pomp staat op 1.

De aanvoertemperatuur ligt op 80 graden, de retour op circa 60.

Op de warmtewisselaar staat dat deze een oppervlak heeft van 1.16 m2.

Het zwembad is op temperatuur, stel 28 graden Celsius.

Het heeft een inhoud van circa 70 kuub.

's Nachts koelt het bad ('s winters) 2 graden Celsius af.

De volgende dag moet de 40kW CV ketel circa 5 uren draaien om het bad weer op de 28 graden te krijgen.

Dit kost nogal wat gas.....

Iemand zei me dat verwarmen met een 'lage temperatuur' veel efficienter is. Moderne CV ketels moduleren immers ook.

Mijn idee om dit efficienter te verwarmen is om 2 of meer identieke warmtewisselaars 'parallel' te schakelen, hierdoor neemt het oppervlak natuurlijk toe. De zwembadwater flow zal per ww waarschijnlijk lager worden, wat m.i. de warmteoverdracht bevordert, er is immers sprake van een langere verblijfsduur in de ww en een groter oppervlak.

Uiteraard dient er op gelet te worden dat de uitgaande temperatuur van de ww aan de zwembad zijde niet te warm wordt ivm verbrandingsgevaar voor de zwemmer. Ik zou niet warmer willen gaan de lichaamstemperatuur, 37 graden. (delta T dus maximaal circa 10 graden)

Vraag: Hoe laag is laag bij een lage temperatuur verwarming als we het hebben over een zwembad warmtewisselaar?

Vind er nog wel warmteoverdracht plaats bij een aanvoer van 50 graden? Of duurt dit dan navenant langer? Dit is eigenlijk ook ongewenst ivm lange draaitijden van de zwembadpomp (deze is ook ruim 700 Watt, dit is ook een energieverbruiker)

Vraag: Hoe groot zou (minimaal) het temperatuurverschil moeten zijn voor een optimale warmteoverdracht?

Vraag: Is er op basis van deze gegevens enig zinnige berekening te maken? Ik heb al van alles geprobeerd maar loop vast door onvoldoende kennis op dit gebied.

Wie help?

Fred F.

Het zwembad is op temperatuur, stel 28 graden Celsius.

Het heeft een inhoud van circa 70 kuub.

's Nachts koelt het bad ('s winters) 2 graden Celsius af.

De volgende dag moet de 40kW CV ketel circa 5 uren draaien om het bad weer op de 28 graden te krijgen.

Dit kost nogal wat gas.....

70.000 kg water 2 graden opwarmen kost 70.000 kg * 4,19 kJ/kg.K * 2 K = 587000 kJ = 163 kWh. Bovendien moet de wand van het zwembad opgewarmd worden en is er wat warmteverlies tijdens het opwarmen dus 40 kW gedurende 5 uur, zijnde 200 kWh, klopt wel.

Iemand zei me dat verwarmen met een 'lage temperatuur' veel efficienter is.

Verwarmen met een lage temperatuur is efficienter als je afvalwarmte zou hebben dat je zou kunnen gebruiken. Maar daar praat je niet over, al het verwarmen gebeurt met een gasgestookte ketel. Dan kun je alleen gas besparen als je de rookgastemperatuur in de schoorsteen zou kunnen verlagen door kouder water te circuleren. Als de schoorsteentemperatuur niet daalt bespaar je helemaal niets op je gasverbruik, ongeacht hoeveel warmtewisselaars je bijplaatst. De warmte voor het zwembad moet immers ergens vandaan komen en dat is bij jou alleen uit het stoken gas.

Mijn idee om dit efficienter te verwarmen is om 2 of meer identieke warmtewisselaars 'parallel' te schakelen, hierdoor neemt het oppervlak natuurlijk toe. De zwembadwater flow zal per ww waarschijnlijk lager worden, wat m.i. de warmteoverdracht bevordert, er is immers sprake van een langere verblijfsduur in de ww en een groter oppervlak.

Als de flow per ww lager wordt dan wordt de warmteoverdrachtscoefficient (U-waarde) niet beter maar slechter omdat de stroomsnelheid lager wordt. De verblijftijd heeft geen invloed, dat is een typisch misverstand bij leken. Het grotere oppervlak zal alleen de efficiency vergroten als als gevolg daarvan de schoorsteentemperatuur daalt (zie mijn eerdere opmerking hierboven).

Vind er nog wel warmteoverdracht plaats bij een aanvoer van 50 graden?

Ja, er vindt warmteoverdracht plaats zolang de aanvoer warmer is dan het zwembadwater. Maar hoe kleiner het temperatuursverschil tussen cv-water en zwembad-water des te meer ww-oppervlak nodig is voor dezelfde hoeveelheid overgedragen warmte (vermogen).

Vraag: Hoe groot zou (minimaal) het temperatuurverschil moeten zijn voor een optimale warmteoverdracht?

Dat hangt af van jouw definitie van optimaal.

Vraag: Is er op basis van deze gegevens enig zinnige berekening te maken?

Maak eerst eens een tekening van het hele systeem van zwembad, CV-ketel, pompen, ww en alles wat er eventueel nog meer aan vast zit.

tohema78

Hallo Fred,

Bedankt voor je antwoorden.

Ik was even 'uit de lucht' ivm drukke werkzaamheden.

Het lekenmisverstand over de verblijftijd in de ww, werd ingegeven door het feit dat ik de circulatiepomp in de cv op stand 1 moest zetten om een voldoende 'afkoeling' te krijgen van het cv water in de ww. Op stand 2 en 3 namelijk ging de ketel er telkens 'uit' op de maximaal beveiliging. Op stand 1 koelt het kennelijk voldoende af om de zaak stabiel te houden. Ik verwarde verblijftijd met doorstroomsnelheid, vandaar.

Omdat ik al een tijdje rondloop met met ideetjes mbt alternatieven voor de zwembadverwarming, blijkt dat ik mijn vraagstelling niet helemaal juist had omschreven.

De situatie is zo:

Ik overweeg o.a zonnecollectoren (circa 25 m2 heatpipes) om hiermee warm water te gaan bufferen (wellicht 2000 of meer liter). Dit levert de genoemde lage temperatuur waarover ik schreef. Uiteraard is er 's zomers een gigantisch overschot aan warmte, maar ik vrees dat we ons daar gewoon bij moeten neerleggen. Het gaat mij om de periode september tot december, ik hoop dat de collectoren in die periode de zwembadverwarming aankunnen. (dit geldt ook voor maart, april /mei, ook ca 3 maanden)

De aldus verkregen warmte wil ook evt. aanwenden voor verwarming van het huis (vloerverwarming en convectoren, te voorzien in het najaar 2009).

Het zwembad is voorzien van een overkapping en er ligt een noppenzeil op. In de zomer (2009) hebben we sinds mei al niet meer gestookt, dus ongeveer 3 maanden, terwijl de zwembadwatertemperatuur steeds circa 30 graden bedraagt.

December tot en met februari (ook 3 maanden) zal er ofwel met gas gestookt moeten worden, of een alternatief hiervoor. Ik heb een centimeters dikke map aangelegd met informatie over stookmogelijkheden dmv houtpellets en houtsnippers. Ongelofelijk, wat er allemaal wordt aangeboden.....

Een goede tekening heb ik nog niet, maar komt eraan, kan deze wel op het forum worden ge-upload?

mvg. Henk

Jan van de Velde

tohema78 schreef:..//..

Een goede tekening heb ik nog niet, maar komt eraan, kan deze wel op het forum worden ge-upload?

Alles over afbeeldingen plaatsen op dit forum vind je in het helpitem Berichtopmaak: afbeeldingen

Onder de HELPknop linksboven in de index vind je wel meer mogelijk nuttige opmaaktips.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Warmtewisselaar theorie

Warmtewisselaar theorie

Re: Warmtewisselaar theorie

Re: Warmtewisselaar theorie

Re: Warmtewisselaar theorie