In acest capitol se va discuta despre bazinele în aer liber—atât publice cât şi private.In acest caz, oferta de energie solară şi cererea de căldură corespund în mod ideal, astfel încăt pentru producerea de căldură sunt suficiente elemente absorbante simple.

Necesar

Necesarul de căldură pentru încălzirea unui bazin în aer liber depinde în cea mai mare parte de temperatura pe care doriţi să o aibă apa si de temperatura mediului înconjurător. Cu cât este mai mare diferenţa de temperatură dintre apă si aer, cu atât este mai mare necesarul de căldură. Să presupunem că se doreşte ca apa să aibă o temperatură de 23°C. Pentru a putea menţine apa la această temperatură trebuie să se compenseze următoarele pierderi termice;

• evaporarea la suprafaţă reprezintă de departe peste 50% din totalul pierderilor termice; aceasta depinde foarte mult de viteza vântului.
• reflecţia cdidurii de la suprafaţă depinde de asa-numita temperatură a atmosferei care este foarte mică în zilele însorite şi în special în nopţile clare; la fel de mari sunt si pierderile din cauza reflecţiei în condiţiiie date.
• convecţia la suprafaţa apei este la fel de puternic influenţată de vânt_; pierderile termice sunt la fel de mari ca pierderile de reflecţie (cca. 17% din totalul pierderilor).
• concluctivitatea termică la suprafaţă are loc atunci când apa din bazin este mai caldă decât aerul.
• conductivitatea termică spre solul dimprejur este de cele mai multe ori neglijabilă, întrucât temperaturile din bazin nu scad în mod semnificativ, iar solul dimprejur are cam aceeaşi temperatură.

Mai mult decăt atât, bazinul trebuie alimentat continuu cu apă proaspătă pentru a înlocui pierderile de apă cauzate de spălarea filtrelor şi a apei care iese din bazin. Necesarul de căldură pentru încălzirea apei proaspete la temperatura apei din bazin face şi el parte din categaria pierderilor termice.

În principiu, orice administrator al unui bazin de înot trebuie să meargă pe principiul de a micşora pierderile termice menţionate. În afară de optimizarea instalaţiilor din punct de vedere tehnic (cu un necesar de apă proaspătă cat mai redus), acoperirea unui bazin nefolosit are multe avantaje, căci astfel se reduc semnificativ pierderile prin evaporare. prin reflecţie si convecţie de la suprafata bazinului. În principiu se pot diminua cu până 50% pierderile termice de la suprafaţa bazinelor deschise, astfel încât necesarul de încălzire pentru încălzirea apei din bazin să se micşoreze cu pana de două ori (cu cât este mai mică temperatura apei cu atăt sunt mai mari economisirile).

Necesarul termic creşte supraproportional odată cu cresterea temperaturii apei din bazin. Studiile diferitelor proiecte de cercetare din anii ’80 au arătat că temperaturile fluctuante ale apei din bazinele de înot nu afectează in niciun fel numărui înotătorilor si nici utilizarea unui bazin neacoperit.

Diferenta dintre pierderile şi căştigurile termice trebuie să se ia în considerare la punerea in funcţiune a instalaţiei pentru producerea de căldură.

Dimensionarea elementului absorbant

Dimensionarea suprafeţei colectorului se realizează în funcţie de suprafaţa bazinului. Experientele de ani de zile pentru încălzirea bazinelor neacoperite cu ajutorul instalaţiilor solare au dus la următoarea concluzie:

• Un bazin neacoperit se poate incălzi corespunzător atunci când suprafaţa elementului absorbant este de 0,5 – 0,8 ori mai mare decât suprafaţa apei.

Valorile mai mici sunt valabile pentru zonele protejate (unde vântul nu este aşa puternic) si acolo unde există un necesar mai mic de apă proaspătă, sau temperaturi fluctuante ale apei din bazin şi/sau în situaţia unui bazin cu înveliş. Dacă se solicită o temperatură medie relativ ridicată (mai mare de 23°C), atunci este nevoie de o suprafaţă mai mare. Dacă se solicită temperaturi minime semnificativ mai mari de 25°C pentru funcţionarea continuă, atunci trebuie să se verifice dacă sunt suficiente elementele absorbante simple. Odată cu creşterea temperaturii scade drastic si  randamentul elementului absorbant: pentru regiunea Hanovra si o temperatură a apei de 28°C, de exemplu, este nevoie de un randament mediu (pentru un sezon) de 27%, iar la o temperatură de 23°C, randamentul este de 45%.

Gradul optim de inclinare pentru perioada de utilizare mai-septembrie si orientarea către sud, este de 20 —35. Cu toate acestea, căştigul de energie al „montărilor” orizontale este doar nesemnificativ mai mic, astfel încât nu este nevoie de o mărire a suprafeţei colectorului. De cele mai multe ori, orientarea orizontală, de exemplu, pe acoperişurile plate este cel mai uşor de reaiizat.

Câştigul energetic al elementului absorbant în timpul unui sezon (cca. 130 de zile între mijlocul lunii mai şi mijlocui lui septembrie) este de 200— 300 kWh/m², atâta timp cât nu trebuie indeplinite cereri ieşite din comun.

Valorile orientative amintite nu pot fi un substitut pentru dimensionarea detaliată a bazinelor de înot mai mari, aceasta realizăndu-se azi, de obicei, cu ajutorul unor programe pe calculator.

Dimensionarea altor componente

La instaltiile solare pentru încălzirea apei din bazinele de înot trebuie să se ia în considerare şi dimensionarea pompei de recirculare. Dimensiunea acesteia depinde de raporturile hidraulice din sistem, în special de elementul absorbant. Mărimea poate fi cu atât mai mică cu cât sunt mai mici şi fluxurile de curgere. Obţinerea unui flux egal prin întreg elementul absorbant se obţine mai degrabă cu benzi absorbante înguste şi lungi decât cu benzi scurte şi late. Fluxul trebuie să fie cuprins între 60 —100 l/(m²*h) (in funcţie de suprafaţa elementului absorbant).

Pentru alte detalii legate de dimensionarea hidraulică (determinarea rezistenţelor la curgere din circuitul solar) se recomandă consultarea literaturii de specialitate din domeniul instalatiilor de încălzire; se recomandă ca montajele mai complexe să se realizeze de un specialist in domeniu.