Yüzme havuzu ısıtması

Merhaba arkadaşlar;

 

 

 

Bugün ki yazımızda Yüzme havuzlarının konfor şartlarına ulaşması için çok önemli bir basamak olan Yüzme havuzu ısıtması ile ilgili proje tasarımlarında dikkat edilmesi gereken hesap usullerini dikkatinize sunuyoruz, beğenip paylaşmayı unutmayınız.

 

Yüzme havuzlarında ısıtma yükü hesapları, havuz suyunun istenilen sıcaklıkta tutulması ve buharlaşma nedeniyle kaybedilen ısının yerine konulması için gereklidir. Isıtma yükü hesapları yapılırken aşağıdaki ana faktörler dikkate alınır:

1. Havuz Suyu Isıtma Yükü: Havuzun dolumu sırasında veya sıcaklık düşüşü sonrası suyun ısıtılması için gereken enerji.
2. Buharlaşma Kaybı Isıtma Yükü: Buharlaşma sonucu kaybedilen ısının yerine konulması.
3. Çevresel Kaybı Isıtma Yükü: Havuzun çevresine (duvarlar, zemin vs.) ısı kaybı.
   
   

1. Havuz Suyu Isıtma Yükü

Havuz suyu ısıtma yükü, havuzun dolumu sırasında suyun istenen sıcaklığa kadar ısıtılması için gereken enerjiyi hesaplar. Bu hesap şu formül ile yapılır:

• $Q_1$: Isıtma yükü (kcal veya kJ)
• $m$: Su kütlesi (kg)
• $c$: Su ısıl kapasitesi (4.18 kJ/kg°C)
• $\Delta T$: Sıcaklık farkı (°C)
  
  

2. Buharlaşma Kaybı Isıtma Yükü

Buharlaşma sonucu kaybedilen ısının yerine konulması için gereken enerji şu formül ile hesaplanır:
$$

$$

• $Q_2$: Buharlaşma ısı kaybı (kcal veya kJ)
• $\lambda$: Su buharlaşma ısısı (2260 kJ/kg)
• $m_e$: Buharlaşan su kütlesi (kg)

Buharlaşan su kütlesi $m_e$ ise aşağıdaki formül ile hesaplanır:

 ​

• $A$: Havuz yüzey alanı (m²)
• $P_{v,s}$: Havuz suyu üzerindeki buhar basıncı (Pa)
• $P_{v,a}$: Havadaki buhar basıncı (Pa)
• $\beta$: Buharlaşma katsayısı (örneğin 0.1-0.2)
• $H$: Havuz derinliği (m)
  
  

3. Çevresel Kaybı Isıtma Yükü

Havuzun çevresine olan ısı kaybı şu formül ile hesaplanır

 

• $Q_3$: Çevresel ısı kaybı (kcal veya kJ)
• $U$: Isı transfer katsayısı (W/m²°C)
• $A$: Isı transfer yüzey alanı (m²)
• $\Delta T$: Sıcaklık farkı (°C)
  
  

Toplam Isıtma Yükü

Toplam ısıtma yükü, yukarıdaki üç bileşenin toplamı olarak hesaplanır


​

Yüzme Havuzu Tipine Göre Değişiklikler

• Açık Havuzlar: Buharlaşma ve çevresel kayıplar daha yüksek olacaktır. Rüzgar, güneş radyasyonu ve dış ortam sıcaklığı gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
  
  
• Kapalı Havuzlar: Buharlaşma daha az olabilir, ancak havuz etrafındaki hava sıcaklığının ve nemin kontrol edilmesi gereklidir.
  
  

Isıtma yükü hesaplamalarında, özellikle havuzun tipine göre buharlaşma ve çevresel kayıpları dikkate alarak gerekli düzeltmeleri yapmak önemlidir. Açık havuzlar daha fazla ısı kaybına maruz kaldığından dolayı daha yüksek ısıtma yüküne ihtiyaç duyarlar.

Bu hesaplamaları yaparken, ilgili standartlar ve yönergeler doğrultusunda spesifik katsayılar ve parametreler kullanılmalıdır. Örneğin, ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) bu konuda ayrıntılı rehberlik sunar.

 

Şimdi yüzme havuzu ısıtma yükü hesaplamalarını bir örnek üzerinde açıklayalım.

Örnek: Kapalı Bir Yüzme Havuzu

• Havuz boyutları: 25 m uzunluk, 10 m genişlik, 2 m derinlik
• İlk su sıcaklığı: 10 °C
• Hedef su sıcaklığı: 28 °C
• Havuz üzerindeki buhar basıncı ($P_{v,s}$): 3.169 kPa (28 °C su sıcaklığı için)
• Ortam havasındaki buhar basıncı ($P_{v,a}$): 1.225 kPa (kapalı ortamda %50 bağıl nem ve 26 °C hava sıcaklığı için)
• Su buharlaşma katsayısı ($\beta$): 0.1
• Isı transfer katsayısı (U): 10 W/m²°C

Adım 1: Havuz Suyu Isıtma Yükü

Öncelikle havuzdaki suyun kütlesini hesaplayalım:

$m = 25 \, m \times 10 \, m \times 2 \, m \times 1000 \, kg/m^3 = 500,000 \, kg$

Havuz suyunun ısıtılması için gereken enerji:

$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$ $Q_1 = 500,000 \, kg \times 4.18 \, kJ/kg°C \times (28°C - 10°C)$$Q_1 = 500,000 \times 4.18 \times 18$
$Q_1 = 37,620,000 \, kJ$
$Q_1 \approx 37,620 \, MJ$

Adım 2: Buharlaşma Kaybı Isıtma Yükü

Havuz yüzey alanı:

$A = 25 \, m \times 10 \, m = 250 \, m^2$

Buharlaşan su kütlesi:

$m_e = \frac{A \cdot (P_{v,s} - P_{v,a}) \cdot \beta}{H}$
$m_e = \frac{250 \, m^2 \cdot (3169 \, Pa - 1225 \, Pa) \cdot 0.1}{2 \, m}$ $m_e = \frac{250 \cdot 1944 \cdot 0.1}{2}$ $m_e = \frac{486,000}{2}$
$m_e = 243,000 \, kg/s$

Buharlaşan suyun ısıtılması için gereken enerji:

$Q2​=λ⋅me​$${\mathrm{<br>}}_{}$

$Q_2 = 2260 \, kJ/kg \times 243,000 \, k$

$Q_2 = 548,580,000 \, kJ$${}_{}$

$$Q2≈548,580 MJQ_2 \approx 548,580 \, MJ

 

Adım 3: Çevresel Kaybı Isıtma Yükü

Çevresel ısı kaybı:

$Q_3 = U \cdot A \cdot \Delta T$$Q_3 = 10 \, W/m^2°C \times 250 \, m^2 \times (28°C - 26°C)$$Q_3 = 10 \times 250 \times 2$

$$$Q_3 = 5000 \, W$

$$$Q_3 = 5000 \, J/s$

$$$Q_3 = 5000 \, J/s \times 3600 \, s \times 24 \, saat$

$$$Q_3=5000\times 3600\times 24$

$\mathrm{ }$$Q_3 = 432,000,000 \, J/gün$

$$$Q_3\approx 432MJ\mathrm{/}g\ddot{u}n$

$Q_3 \approx 432 \, MJ/gün$

Toplam Isıtma Yükü

Toplam ısıtma yükünü hesaplayalım:

$Q_{toplam}=Q_1+Q_2+Q_3$

${\mathrm{ }}_{}$ $Q_{toplam} = 37,620 \, MJ + 548,580 \, MJ + 432 \, MJ$

$$ $Q_{toplam} = 586,632 \, MJ$

Sonuç

Kapalı bir yüzme havuzunun ısıtma yükü örneğinde, toplam ısıtma yükü yaklaşık 586,632 MJ olarak hesaplanmıştır. Bu değer, havuzun dolumu sırasında suyun ısıtılması, buharlaşma sonucu kaybedilen ısının yerine konulması ve çevresel ısı kayıplarının telafi edilmesi için gereken enerjiyi kapsamaktadır.

 

Konu ile ilgili bir videoda hazırlıyoruz.  [Youtube] kanalımızdan izleyebilirsiniz.

 

 

 

 

Yüzme havuzu ısıtması hesapları ve seçimi ile ilgili en başarılı çözümü, piyasalarda 30. yaşını kutlayan, Türkiyenin ilk ve tek profesyonel ısıtma kilma soğutma hesap yazılımı MTH Paket içinde bulacaksınız. MTH Paketini yakından tanımak ve projelerinizde aradığınız kesin, hızlı, güvenilir çözümler için [burayı] tıklayınız..

 

Kapalı Yüzme Havuzlarında Havalandırma ve Nem Alma

Merhaba arkadaşlar;

 

 

Bugün ki yazımızda Konfor klimasının önemli bir branşı olan kapalı havuz nem alma ve buharlaşma hesabına bir bakış yapacağız. Bildiğiniz üzere özellikle kapalı alanlarda bulunan havuz yapılarında su yüzeyinden meydana gelen buharlaşma miktarı ve ortamdan uzaklaştırılması insan konforu ve havuzu çevreleyen yapı bileşenleri için büyük önem taşımaktadır. Makalemizi beğenip paylaşmayı unutmayınız..

 

Kapalı yüzme havuzlarında nem problemlerini gidermek için çeşitli yöntemler kullanılabilir. Nem problemleri, havuz alanındaki yüksek nem seviyeleri nedeniyle oluşan küf, mantar ve yapı malzemelerinin bozulması gibi sorunlara yol açabilir. Bu nedenle, nem kontrolü hayati öneme sahiptir. İşte kapalı yüzme havuzlarında nem problemini gidermek için kullanılan başlıca yöntemler ve nem alma ile ilgili mühendislik formülleri:

 

Yöntemler:

 

1. Havalandırma Sistemleri:

   -Mekanik Havalandırma Havuz alanındaki havayı dışarı atmak ve taze hava girişi sağlamak için fanlar kullanılır. Bu sistem, nemli havanın dışarı atılması ve daha kuru havanın içeri girmesi için etkili bir yöntemdir.

   - Isı Geri Kazanım (Heat Recovery Ventilation - HRV): Nemli havayı dışarı atarken ısının geri kazanılması için kullanılan sistemlerdir. Böylece enerji tasarrufu sağlanır.

2. Nem Alma Cihazları (Dehumidifiers):

   - Soğutucu Akışkanlı Nem Alma Cihazları: Bu cihazlar, havadaki nemi yoğuşturmak ve toplamak için bir soğutma çevrimi kullanır.

   -Kimyasal Nem Alma Cihazları: Nem çekici maddeler (desiccants) kullanarak havadaki nemi absorbe eder.

3. Isıtma Sistemleri:

   - Alan Isıtma: Havuz alanındaki sıcaklığı artırarak havadaki bağıl nem oranını düşürür. Sıcak hava daha fazla nem tutabilir, böylece havuz alanındaki bağıl nem oranı düşer.

4. Yüzey Isıtma:

   - Isıtmalı Zeminler ve Duvarlar: Bu yöntem, yüzeylerde yoğuşmayı önler ve havuz alanındaki nemi kontrol altında tutar.

 

 

Kapalı yüzme havuzlarında nem kontrolü için kullanılan bazı temel mühendislik formülleri şunlardır:

 

1. Bağıl Nem (Relative Humidity - RH):

   Bağıl nem, havadaki mevcut su buharı miktarının, aynı sıcaklıktaki havanın tutabileceği maksimum su buharı miktarına oranıdır. Yüzde olarak ifade edilir.

  

 

   Burada:

PH2​O​: Mevcut su buharı basıncı (Pa)

$P_{H_2O, \text{sat}}$: Doymuş su buharı basıncı (Pa)

 

 

2. Doymuş Su Buharı Basıncı (Saturated Vapor Pressure):

   Doymuş su buharı basıncı, sıcaklığa bağlı olarak değişir ve Antoine denklemi ile hesaplanabilir:

 

 

   Burada:

 

$A$, $B$, $C$: Maddenin özelliklerine bağlı Antoine sabitleri

$T$: Sıcaklık (°C)

  

3. Nem Yükü (Moisture Load):

   Havuz alanındaki nem yükü, buharlaşma hızına bağlı olarak hesaplanabilir. Havuz yüzeyinden buharlaşan su miktarı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:

  

 

 

   Burada:

 

$E$: Buharlaşma hızı (kg/s)

$P_{w}$: Su yüzeyindeki doymuş buhar basıncı (Pa)

$P_{a}$: Havuz alanındaki hava basıncı (Pa)

$A$: Havuz yüzey alanı (m²)

$k$: Kütle transfer katsayısı (m/s)

$R$: Gaz sabiti (8.314 J/(mol·K))

$T$: Sıcaklık (K)

   

4. Nem Alma Kapasitesi (Dehumidification Capacity):

   Bir nem alma cihazının kapasitesi, genellikle litre/saat veya kilogram/saat cinsinden ifade edilir. Bu kapasite, havanın nem içeriği (g/kg) ve hava debisi (m³/s) kullanılarak hesaplanabilir:

 

Burada

$Q$: Nem alma kapasitesi (kg/s)

$\dot{V}$: Hava debisi (m³/s)

$W_{in}$: Giriş havasının nem içeriği (g/kg)

$W_{out}$: Çıkış havasının nem içeriği (g/kg)

Bu formüller, kapalı yüzme havuzlarında nem kontrolü için temel hesaplamalarda kullanılır. Nem kontrolü için uygun sistemlerin seçilmesi ve boyutlandırılması, bu hesaplamaların doğru bir şekilde yapılmasına bağlıdır.

 

 

 

Havuzlardaki buharlaşan su miktarını ve nem alma işlemini belirlemek için çeşitli standartlar ve formüller kullanılır. Bu konuda en yaygın olarak başvurulan standartlar arasında ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) standartları yer alır.

 

Buharlaşma Miktarının Hesaplanması

Buharlaşma miktarını hesaplamak için genellikle şu formül kullanılır:

 

 

Burada:

 

$E$: Buharlaşma hızı (kg/h veya L/h)

$A$: Havuz yüzey alanı (m²)

$P_s$: Su yüzeyindeki buhar basıncı (Pa)

$P_a$: Hava içerisindeki buhar basıncı (Pa)

$V$: Hava hızıdır (m/s)

Not: Buhar basıncı değerleri, sıcaklığa ve nem oranına bağlı olarak belirlenir.

 

Nem Alma İşlemi

Nem alma işlemi, havadaki fazla nemi alarak ortamdaki nem seviyesini kontrol etmeyi amaçlar. Havuzlarda nem alma cihazları kullanılır ve ASHRAE Standartları bu cihazların kapasitelerinin belirlenmesi için rehberlik eder.

 

Nem Alma Cihazı Kapasitesi Hesaplama

Nem alma cihazı kapasitesini belirlemek için şu formül kullanılabilir:

 

Burada:

 

$Q$: Nem alma kapasitesi (kW veya BTU/h)

$E$: Buharlaşma hızı (kg/h)

$\mathrm{\Delta }H$: Buharlaşma entalpisi (kJ/kg veya BTU/lb)

$\Delta T$: Sıcaklık farkı (°C veya °F)

 

 Örnek Hesaplama

Örneğin, 50 m² yüzey alanına sahip bir havuz için ve belirli hava koşullarında buharlaşma miktarını hesaplayalım:

Yüzey Alanı $A = 50 \, m²$

Su yüzeyindeki buhar basıncı $P_s = 2339 \, Pa$ (25°C su sıcaklığı için)

Hava içerisindeki buhar basıncı $P_a=1170Pa$ (50% bağıl nem, 25°C hava sıcaklığı için)

Hava hızı $V=0.1m\mathrm{/}s$

 

Formüle göre buharlaşma hızı:

 

$E=50\times (2339-1170)\times (0.089+0.078\times 0.1)$

$E = 50 \times 1169 \times 0.0968$

$E=5664.64g\mathrm{/}h$ veya yaklaşık $5.66 \, kg/h$

 

Bu örnekte, havuzdaki buharlaşma miktarı yaklaşık 5.66 kg/saat olarak hesaplanır.

 

ASHRAE Standartları

ASHRAE Standartları (özellikle ASHRAE 62.1) havuzlardaki hava kalitesini ve nem kontrolünü düzenler. Bu standartlar, nem alma cihazlarının seçiminde ve havalandırma sistemlerinin tasarımında rehberlik eder.

 

 Sonuç

Havuzlardaki buharlaşan su miktarını ve nem alma işlemini hesaplamak için çeşitli formüller ve standartlar kullanılmaktadır. Özellikle ASHRAE Standartları, bu konularda detaylı rehberlik sunar. Formüller, havuzun yüzey alanı, suyun sıcaklığı, havanın bağıl nemi ve hava hızı gibi parametrelere dayanmaktadır.

 

Konu ile ilgili bir videoda hazırlıyoruz.  [Youtube] kanalımızdan izleyebilirsiniz.

 

 

 

 

Kapalı Havuz Buharlaşma ve Nem alma hesapları ve seçimi ile ilgili en başarılı çözümü, piyasalarda 30. yaşını kutlayan, Türkiyenin ilk ve tek profesyonel ısıtma kilma soğutma hesap yazılımı MTH Paket içinde bulacaksınız. MTH Paketini yakından tanımak ve projelerinizde aradığınız kesin, hızlı, güvenilir çözümler için [burayı] tıklayınız..