Schwimmbäder und Whirlpools Fragen Werden Von Erfahrenen Gärtner Beantwortet

Wie berechnet man Wasserverdampfungsverlust in einem Schwimmbad

Quelle

Wussten Sie, dass es laut der National Swimming Pool Foundation in den USA √ľber 10 Millionen Schwimmb√§der gibt? Das entspricht mehr als 160 Milliarden Gallonen Wasser zum Schwimmen oder ungef√§hr einem Pool f√ľr 31 Menschen in Amerika! Wenn Sie dies lesen, gibt es eine ziemlich gute Chance, dass Sie einen Pool in Ihrem Garten haben (oder dar√ľber nachdenken, einen zu bekommen). Wie Sie vielleicht schon wissen, ist ein Pool eine gro√üe Investition und erfordert viel Planung (und eventuelle Wartung, um sicherzustellen, dass Sie und Ihre Familie jahrelang Freude daran haben k√∂nnen.

Ein oft √ľbersehenes Problem ist, wie viel Wasser Sie aufgrund von Verdunstung in einem bestimmten Jahr erwarten w√ľrden. Je nachdem, wo Sie wohnen, kann ein mittelgro√ües Wohn-Schwimmbad mit einer Oberfl√§che von 400 ft 2 durch Verdunstung jedes Jahr bis zu 10.000 Gallonen Wasser verlieren! Wenn sie nicht kontrolliert wird, kann die Verdampfung das chemische Gleichgewicht des Pools sowie die Integrit√§t der Pump- und Filtersysteme beeintr√§chtigen. Nat√ľrlich kostet das auch Geld! Angesichts dieses Vorschlags ist es eine lohnende Investition, abzusch√§tzen, wie viel Wasser Ihr Pool pro Jahr an Verdampfung verlieren k√∂nnte.

Direkte Messung der Verdampfung

Wenn Sie bereits einen Pool haben, ist der einfachste Weg herauszufinden, wie viel Wasser Sie verlieren, ist es direkt zu messen. Die Messung der Verdampfungsrate ist relativ einfach.

Beginnen Sie zun√§chst mit einem Lineal oder Ma√üband, um den Abstand vom Pooldeck zur Wasseroberfl√§che zu messen. Beachten Sie auch das Datum, an dem diese erste Messung durchgef√ľhrt wurde. Verwenden Sie nach etwa einer Woche das Lineal oder das Ma√üband, um die Entfernung erneut zu messen. Stellen Sie sicher, dass Sie die Messung an der gleichen Stelle wie zuvor durchf√ľhren. An diesem Punkt sollten Sie eine vertikale Entfernung und eine verstrichene Zeit haben. Wenn Sie die Entfernung durch die verstrichene Zeit teilen, wird das Ergebnis der Wasserverlust (Verdampfung) sein.

Um diese Verdampfungsrate in Gallonen zu konvertieren, die √ľber einen bestimmten Zeitraum verloren gegangen sind, m√ľssen Sie die Kennzahl in ein Volumen umwandeln. Zum Beispiel, wenn Ihre Messung in Zoll pro Tag war, teilen Sie einfach das durch 12, um es in Fu√ü pro Tag umzuwandeln. Als n√§chstes multipliziere diesen Wert mit der Oberfl√§che deines Pools und dann mit 7, 48, um Gallonen pro Tag zu erhalten.

Wenn Sie keinen Pool haben, um die Verdunstungsrate zu messen, k√∂nnen Sie einfach die gleiche Methode wie oben beschrieben auf jeden Beh√§lter anwenden, der Wasser f√ľr einen l√§ngeren Zeitraum halten kann.

This is a global evaporation map. South America experiences the most evaporation out of any region.
Dies ist eine globale Verdunstungskarte. S√ľdamerika hat die gr√∂√üte Verdunstung in jeder Region.

Schätzung unter Verwendung von Verdampfungsgeschwindigkeitskarten / Daten

Wenn Sie eine Karte f√ľr die Verdunstungsrate f√ľr Ihr Gebiet finden, k√∂nnen Sie leicht berechnen, wie viel Wasser voraussichtlich aus Ihrem Pool verdunsten wird. Die meisten Karten, die der √Ėffentlichkeit zur Verf√ľgung stehen, werden Verdampfungsraten in Einheiten melden, die nicht unbedingt intuitiv zu bedienen sind, wie zum Beispiel Millimeter pro Monat. Nachdem Sie einige einfache Einheitenumrechnungen durchgef√ľhrt haben, haben Sie eine Verdunstungsrate, die n√ľtzlich ist. Das Climate Prediction Center des National Weather Service ist eine gute Quelle f√ľr Verdunstungskarten f√ľr die Vereinigten Staaten. Einige Landesregierungen und -organisationen verf√ľgen √ľber eigene Verdunstungsdaten und Karten. Weitere Informationen erhalten Sie von Ihrer staatlichen Wasserabteilung oder der √∂rtlichen Universit√§t. Zum Beispiel hat das Western Regional Climate Centre einen gro√üartigen Datensatz, der f√ľr die Sch√§tzung der Verdunstung f√ľr meinen Teil des Landes verwendet werden kann. Ich habe diese Daten f√ľr meine Analyse am Ende dieses Artikels verwendet.

F√ľr eine noch einfachere und schnellere Sch√§tzung schlagen viele Leute vor, eine lineare Verlustrate von 0, 25 Zoll Wasser pro Tag w√§hrend des Sommers zu verwenden. Unter Verwendung dieser Faustregel kann ein typisches 500 Quadratfu√ü gro√ües Becken ungef√§hr 78 Gallonen Wasser pro Tag verlieren.

Berechnen Sie die Verdampfung mit mathematischen Gleichungen

In Wirklichkeit ist die Verdampfung ein sehr komplexer Vorgang, der mit Gleichungen schwer zu sch√§tzen ist. Dies liegt daran, dass die Verdampfungsrate tats√§chlich durch viele Faktoren wie Temperatur, Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit gesteuert wird. Es existieren mehrere Gleichungen, die zur Vorhersage der Verdampfung verwendet werden k√∂nnen. Im Folgenden werde ich einige der bekannteren hervorheben. Bitte beachten Sie, dass ich diese Gleichungen modifiziert habe, um Konstanten zu eliminieren und die Einheiten mit der Absicht dieses Artikels konsistent zu machen. Backup-Dokumentation (und das urspr√ľngliche Format und die Einheiten) f√ľr jede dieser Methoden wird im Referenzabschnitt am Ende dieses Artikels vermerkt.

Bitte beachten Sie, dass diese Gleichungen nicht unbedingt genau genug sind, um den L√ľftungsbedarf eines Innenpools zu bestimmen. Wenn dies Ihre Absicht ist, lesen Sie bitte die neuesten Ressourcen und Ver√∂ffentlichungen der American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, um Hinweise zu diesem speziellen Problem zu erhalten.

US EPA Verdampfungsgleichung

Die EPA Evaporation-Gleichung wurde entwickelt, um die Verdampfung von der Oberfl√§che eines Fl√ľssigkeitspools, der sich bei oder nahe der Umgebungstemperatur befindet, zu sch√§tzen. Bitte beachten Sie, dass die Gleichung von ihrer allgemeinen Form abge√§ndert wurde, um f√ľr die Berechnung der Verdunstung von Schwimmb√§dern anwendbar zu sein.

Woher:

  • E = Verdampfungsgeschwindigkeit (Gallonen / Tag)
  • A = Poolfl√§che (ft 2 )
  • W = Windgeschwindigkeit √ľber dem Pool (mph)
  • P = Wasserdampfdruck (mmHG) bei Umgebungstemperatur
  • T = Temperatur (¬į F)

Der Sättigungsdampfdruckwert sollte der Oberflächentemperatur des Wassers entsprechen und kann anhand einer Tabelle ermittelt werden, wie sie in meinem Artikel Die erstaunlichen und bemerkenswerten Eigenschaften von Wasser gefunden wurde . Achten Sie darauf, einen Wert auszuwählen, der der Temperatur des Wassers entspricht.

Stiver und Mackay Verdampfungsgleichung

Die folgende Gleichung wurde von Warren Stiver und Dennis Mackay vom Chemical Engineering Department der Universit√§t von Toronto entwickelt. Es kann verwendet werden, um die Verdampfung von der Oberfl√§che eines Fl√ľssigkeitspools, der sich bei oder nahe der Umgebungstemperatur befindet, zu sch√§tzen. Bitte beachten Sie, dass die Gleichung von ihrer allgemeinen Form abge√§ndert wurde, um f√ľr die Berechnung der Verdunstung von Schwimmb√§dern anwendbar zu sein.

Woher:

  • E = Verdampfungsgeschwindigkeit (Gallonen / Tag)
  • A = Poolfl√§che (ft 2 )
  • W = Windgeschwindigkeit √ľber dem Pool (mph)
  • P = Wasserdampfdruck (mmHG) bei Umgebungstemperatur
  • T = Temperatur (¬į F)

Beachten Sie, dass diese Gleichung der EPA-Gleichung sehr ähnlich ist. Der Sättigungsdampfdruckwert sollte der Oberflächentemperatur des Wassers entsprechen und kann aus der in der ersten Gleichung angegebenen Tabelle entnommen werden.

John W. Lund Verdampfungsgleichung

Im Jahr 2000 entwickelte John Lund am Oregon Institute of Technology die folgende Gleichung speziell zur Bestimmung der Verdunstung in Schwimmb√§dern. Bitte beachten Sie, dass die Gleichung von ihrer allgemeinen Form abge√§ndert wurde, um mit dem Rest des Artikels √ľbereinzustimmen.

Aktivitätsfaktoren (F)

  • Wohn-Pool = 0, 5
  • Eigentumswohnung = 0, 65
  • Hotelpool = 0.8
  • √Ėffentlicher Pool = 1.0
  • Wavepools = 1, 5+

Woher:

  • E = Verdampfungsgeschwindigkeit (Gallonen / Tag)
  • A = Poolfl√§che (ft 2 )
  • F = Aktivit√§tsfaktor (Siehe Tabelle rechts)
  • P = Wasserdampfdruck (mmHG) bei Umgebungstemperatur
  • P a = Wasserdampfdruck (mmHG) bei Taupunkttemperatur

Der S√§ttigungsdampfdruckwert sollte der Oberfl√§chentemperatur des Wassers entsprechen und kann aus der in der ersten Gleichung angegebenen Tabelle entnommen werden. Diese Gleichung nimmt einen konstanten Windstrom von 0, 22 mph (0, 1 m / s) √ľber der Pooloberfl√§che an.

Wie viel Wasser verliert ein typischer Pool?

Der durchschnittliche amerikanische Bodenpool misst etwa 14 Fuß mal 28 Fuß und hat eine Tiefe von 4, 0 Fuß bis 6, 5 Fuß Tiefe. Dies ergibt eine Schwimmfläche von 392 ft 2 . Unter Verwendung der Gleichungen von oben und des Wetters von einem typischen Sommertag in Arizona berechne ich die folgenden Zahlen

Faustregel (1/4 'pro Tag)Verdampfungskarte / DatenEPA-GleichungStiver & Mackay GleichungLund-Gleichung
Gallonen / Tag61.063.283.017.298.6
Gallonen / Jahr22, 29723.05630.3096, 26435, 983
My son's pool lost 1.4 inches (about 44 gallons) of water in a week.
Der Pool meines Sohnes hat 1, 4 Zoll (ungefähr 44 Gallonen) Wasser in einer Woche verloren.

Vergleich der Methoden auf dem kleinen Pool meines Sohnes

Ich habe mein eigenes Experiment gemacht und meine Beobachtungen mit den Ergebnissen der obigen 3 Gleichungen sowie den Ergebnissen einer Verdampfungskarte verglichen. Der Pool meines Sohnes mit einem Durchmesser von 8 Fuß verlor in einer Woche etwa 1, 4 Zoll Wasser.

Unten ist eine Tabelle, die die Verdampfungsrate f√ľr meinen Garten in Phoenix, Arizona zusammenfasst. Ich verwendete Daten aus unseren Wetterberichten, um die Parameter f√ľr die Gleichungen zu bestimmen.

Direkte MaßnahmeVerdampfungskarte / DatenFaustregel (1/4 'pro Tag)EPA-GleichungStiver & Mackay GleichungLund-Gleichung
Gallonen / Tag6.38.17.89.62.45.0
Gallonen / Jahr2, 2852.9572.8593, 5138901, 836

Abschließende Gedanken

Wie Sie sehen k√∂nnen, f√ľhrt die Verwendung dieser Methoden zu leicht unterschiedlichen Ergebnissen. W√§hrend die direkte Messung eine genaue Verdampfungsrate erzeugt, die f√ľr ein Gebiet spezifisch ist, ber√ľcksichtigt sie keine saisonalen Schwankungen der Temperatur, des Drucks und der Feuchtigkeit. Extrapoliert man dieses Ergebnis, um die Menge an verlorenem Wasser in einem Jahr zu berechnen, k√∂nnte dies ebenso ungenau sein wie bei allen anderen Methoden.

Also welche Methode sollte verwendet werden? Nun, die Verwendung jeder Methode basiert auf dem Grund, f√ľr den die Sch√§tzung ben√∂tigt wird. Ich glaube, dass bei den meisten Anwendungen im Au√üenbereich die Sch√§tzung anhand tats√§chlicher Daten / Karten dazu dient, die Zwecke des Poolbesitzers zu erf√ľllen. Die einfache Faustregel von 1/4 'Wasserverlust pro Tag kann sogar eine einfache und ziemlich genaue Art sein, den Verdunstungsverlust zu sch√§tzen. Letztendlich m√ľssen wir jedoch bedenken, dass das, wof√ľr wir schie√üen, eine ist Sch√§tzung der Verdunstung basierend auf einem Durchschnitt der erwarteten Bedingungen.

Referenzen und Ressourcen

Beychock, Milton. 'Grundlagen der Stack Gas Dispersion.' 6. Juli 2012.

Jensen, Marvin E. 'Abschätzung der Verdunstung von Wasseroberflächen.' März 2010.

Lund, John W. 'Design √úberlegungen f√ľr Pools und Spas (Natatorien).' Oregon Institut f√ľr Technologie Geo-Heat Center. 2000.


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