روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق

روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق / آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه استخر / فرمول های طراحی استخر

انتخاب تجهیزات استخر و محاسبه تجهیزات مکانیکی موتورخانه استخر و طراحی آن امروزه جز یکی از وظایف اصلی مهندس تاسیسات مکانیکی پروژه می باشد ، با این وجود هنوز در مورد طراحی استخر و انتخاب تجهیزات آن ، مقررات و آیین نامه ای در کشور تدوین نشده است و تنها ایین نامه و مرجع قابل اعتماد برای طراحی و انتخاب تجهیزات استخر، استاندارد الزامات عمومی استخر و کد های ایالتی می باشند. بنابراین آموزش روش درست انتخاب تجهیزات استخر امری بسیار مهم تلقی می شود.

لذا تصمیم داریم در این مقاله روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق را به همراهان گرامی گروه مهندسی ناژو آموزش دهیم.

تجربه نشان داده است وقتی آموزش طراحی پروژه ای در قالب یک مسئله عنوان میشود نتیجه آموزش بسیار مطلوب تر خواهد بود و همچنین مخاطب پاسخ جواب سوالاتی که برایش مطرح میشود را در روند حل پروژه پیدا می کند. بنابراین با ادامه این مطلب با ما همراه باشید.

روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق / آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه استخر / فرمول های طراحی استخر

بررسی چند نکته مهم قبل از شروع طراحی تجهیزات استخر

در این مقاله به سراغ طراحی استخر های حرفه ای بزرگ و سرپوشیده می رویم.

در محاسبات استخر های حرفه ای بزرگ و سرپوشیده سه مورد مهم، مهندس تاسیسات را به چالش می کشد که عبارتند از :

• طراحی مدار تصفیه و گردش آب استخر در جهت کاهش آلودگی آب استخر
• طراحی مدار گرمایش و کنترل دمای آب استخر برای گرم کردن و جلوگیری از مصرف انرژی
• و طراحی سیستم تهویه مطبوع سالن استخر به منظور کاهش رطوبت

یک استخر عمومی با دو تخته شیرجه یک متری و ابعاد عرض 12.5 متر و طول 25 متر در نظر بگیرید. عمق این استخر با شیب یکنواخت از 1.2 به 3 متر می رسد. لازم به ذکر است که دمای سوله سالن استخر را 29 تا 30 درجه سانتیگراد در نظر بگیرید

طول لوله کشی مسیر رفت از محل موتورخانه تا استخر 80 متر است. و طول لوله کشی مسیر برگشت از محل موتورخانه تا استخر 72 متر می باشد.

حالا با در نظر داشتن اطلاعات ذکر شده می خواهیم موارد زیر را محاسبه کنیم:

• حجم مخزن متعادل سازی
• محاسبه حداکثر تعداد شناگران مجاز در استخر
• محاسبه پمپ های تصفیه استخر
• انتخاب و محاسبه فیلتر های شنی
• محاسبه بار گرمایشی آب استخر
• محاسبه و انتخاب ظرفیت مبدل های حرارتی استخر
• تعداد پمپ های مورد نیاز کلی برای این استخر

حجم مخزن متعادل سازی چیست ؟

نصب مخزن متعادل سازی اقدام خیلی مهم و سودمندی برای صرفه جویی در مصرف انرژی در استخرهای بزرگ می باشد ، در واقع این مخزن، آبی را که مدتی طولانی برای گرم کردنش انرژی مصرف شده را در خود ذخیره و دمای آن را حفظ می کند و مانع از آن می شود که این آب گرم دوباره به سیستم تصفیه و گرمایش استخر وارد شود و باعث هدر رفت انرژی شود.

قبل از شروع سانس 60 تا 80 درصد آب برگشتی از گاتر یا سریز های پیرامونی استخر به موتورخانه برمیگردد ، حال وقتی شناگران با شروع سانس به استخر وارد می شوند ،سطح آب به طور ناگهانیی بالا آمده و مقداری زیادی آب بدون اینکه از طریق گاتر یا گریل وارد موتور خانه شوند ، از طریق مجاری فاضلاب به دور ریخته می شوند ، و سیستم دوباره مجبور است آب سرد تازه شهری را جایگیزن کند و برای رساندن آن به دمای مطلوب انرژی صرف نماید. مخزن متعادل سازی مخزنی است که با شروع سانس و بالا آمدن ناگهانی آب استخر پذیرای آب گرم درون کاسه می باشد و پس از اتمام سانس با خروج شناگران که سطح اب پایین می آید با پمپ شناوری که درون آن تعبیه شده است ، همان آب را به کاسه استخر برمیگرداند.

محاسبه حجم مفید کاسه استخر :

به ازای هر تخته شیرجه یک متری، 28 متر مربع از مساحت استخر را غیر مفید درنظر میگریم پس :

محاسبه استاندارد تعداد شناگران :

در استخر های معمولی به ازای هر 1.5 متر مربع 1 شناگر قرار میگرید ، در استخر های لوکس این عدد به 4.5 متر نیز می رسد

محاسبه حجم مخزن متعادل سازی :

به طور متوسط اگر یک شناگر کامل زیر آب برود ، در حدود 57 لیتر آب استخر را اشغال میکند از طرفی فرض کنیم 25 درصد از شناگران در قسمت عمیق و 75 درصد نیز در قسمت کم عمق حضور دارند ،پس با توجه به 57 لیتر بالا ، در ناحیه کم عمق 90 درصد و در قسمت کم عمق 75 درصد این حجم در آب فرو رفته است پس حجم مخزن تعادل برابر است با :

محاسبه پمپ های تصفیه استخر

پمپ های تصفیه استخر تابع دو عامل مقدار آب موجود در استخر و نرخ تصفیه آب استخر می باشند ، در این قسمت چون فقط به روند حل مسئله طراحی استخر می پردازیم.

دبی کل لازم برای تصفیه استخر با توجه به نرخ تصفیه آن 6 بار در شبانه روز به این معنی است که 109 متر مکعب در ساعت لازم است تا توسط پمپ های استخری 6 بار در شبانه روز کل آب استخر از فیلتر عبور داده شود

محاسبه هد پمپ های تصفیه استخر

به طور کلی عواملی که بر سر راه یک سیستم بسته قرار میگیرد و باعث ایجاد افت در طول این مسیر بسته سیرکولاتوری میگردد ، به عنوان هد پمپ تصفیه استخر قلمداد می شود ، این تجهیزات، با توجه به نوع جنس ، طراحی و شرکت تولید کننده، دارای افت خاصی می باشند که باید از کاتالوگ شرکت سازنده استعلام گردد ، ولی چون شرکت های تولید کننده علاقه ای به درج افت فشار دستگاه تولیدشان ندارد ، جدول زیر برای افت فشار انواع تجیهزات استخر قابل استفاده می باشد.

ر سیستم تصفیه استخر این عوامل و پارارمترهای ایجاد افت 6 مورد اصلی ناشی از تجهیزات و لوله کشی استخر می باشد که از فرمول زیر میتوانید استفاده کنید تا هد پمپ استخر های بزرگ را به راحتی محاسبه کنید نکته مهم : پس با جایگزاری و استفاده از جدول افت فشار و با رعایت این نکته که فیلتر شنی و موگیر باید در حالت کثیف عدد افت فشار را انتخاب کنیم خواهیم داشت

روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق / آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه استخر / فرمول های طراحی استخر

انتخاب پمپ تصفیه استخر برای مسئله فوق

با در دست داشتن دبی و هد به دست آمده به راحتی می توان پمپ مورد نظر را انتخاب کرد ، ولی توصیه ای که می شود ، به جای اینکه از یک پمپ با دبی 109 مترمکعب و هد 43 متر استفاده کنیم از سه دستگاه پمپ که دو دستگاه آن اصلی و یک دستگاه آن به صورت رزرو در حالت موازی بهم در مدار قرار میگیرند با مشخصات دبی 54.5 مترمکعب و هد 43 متر استفاده کنیم.

محاسبه فیلتر شنی برای مسئله فوق

در استخر های بزرگ قهرمانی معمولا ما از فیلتر های شنی فلزی که به نوع راندمان پایین معروف هستند استفاده می کنیم ، نکته ای که باید در اینجا بیان شود این است که دبی به دست آمده در قسمت قبل ،همان دبی خروجی از فیلتر شنی نیز هست ، لذا این نکته اینجا اهیمت پیدا میکند که دبی خروجی از فلیتر های شنی باید با دبی پمپ تصفیه برابر باشد یعنی 54.5 مترمکعب که برابر با 239 gpm می باشد.

قطر هر فیلتر شنی مسئله استخر ما باید سه متر با شد ، با داشتن قطر و دبی خروجی به کاتالوگ مراجعه کرده می توان فیلتر شنی مورد نظر را انتخاب کرد.

محاسبه بار گرمایشی آب استخر

• انواع تلفات حرارتی که دریک استخر موجود می باشد و باید محاسبه گرد به شرح زیر میباشد
• Q1 تلفات حرارتی ناشی از تبخیر آب
• Q2 خروج آب از کاسه استخر
• Q3 بار گرمایش ابتدایی استخر
• Q 4 بار حرارتی هواساز
• Q5 بار حرارتی استحام دوش های استخر

حال نکته ای باید رعایت شود این است که ، بار کلی استخر ، مجموع بار های فوق نیست ، متاسفانه بسیاری از مهندسین جمع بارهای فوق را به عنوان بار کلی حرارتی استخر قلمداد می کنند ،ولی هر کدام از سیگما Q هایی که بیشتر بود به عنوان Q کلی استخر در نظر گرفته شود

Q1 تلفات حرارتی ناشی از تبخیر آب

برای به دست آوردن این بار حرارتی باید دمای آب استخر و دمای هوای سوله استخر را داشته باشیم که هردو اینا در مسئله عنوان شد. حتی اگر دمای سوله استخر را نداشتین دو تا سه درجه بیشتر از دمای آب استخر به عنوان دمای هوای سوله درنظر بگیرید (نکته پدر مادر دار )

حال با در دست داشتن اختلاف دما به جدول مراجعه کرده و مقدار آهنگ اتلاف حرارت را بر واحد سطح شار قرائت میکنیم. این عدد برابر 105 بی تی یو بر فوت مربع در ساعت می باشد که باید در مساحت دهانه استخر ضرب شود پس :

Q2 خروج آب از کاسه استخر

خروج اب از کاسه استخر به منزله جایگزنی آن با اب جدید شهری است که قاعدتا سرد می باشد . این خروج اب توسط شناگران به هنگام خروج از کاسه استخر رخ می دهد که تقریبا هر شنا 10 لیتر آب با خود جا به جا می کند

Q3 بار گرمایش ابتدایی استخر

مقدار حرارتی است که باید طی 36 ساعت به آب استخر داده شود تا دمای آن از دمای آب شهری 10 درجه به 27 درجه برسد. البته دمای آب شهری در خیلی از شهرها به 8 درجه نیز میرسد

Q4 بار حرارتی هواساز

بار حرارتی هواساز نیز فرض کنیم از خروجی نرم افزار کریر باشد

Q5 بار حرارتی استحام دوش های استخر

برای 171 شناگر که در حال استفاده از استخر می باشند باید بار حرارتی دوش آبگرم شستشو را هم در نظر بگیریم. تا ظرفیت منبع کویلی تولید آبگرم بهداشتی این افراد را بتوانیم تعیین کنیم.

این آخرین باری حرارتی بود که ما ملزم به محاسبه آن بودیم ، حال باید سیگما q های مورد نظر را طبق فرمول بررسی کنیم. و با نهایی گرمایش استخر ،که همان ظرفیت بویلرهای گرمایشی برای 5 مورد تلفات حرارتی می باشد که محاسبه کردیم.

پس بار نهایی گرمایش آب استخر مقدار Q می باشد که بیشتر سیگما را دارد.

روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق / آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه استخر / فرمول های طراحی استخر

محاسبه و انتخاب ظرفیت مبدل های حرارتی استخر

ظرفیت مبدل حرارتی استخر با توجه به ظرفیت حرارتی بویلر به دست می آید ، در واقع Q هایی که با این ظرفیت مبدل دخیل هست مطابق زیر می باشند:

• Q1 تلفات حرارتی ناشی از تبخیر آب
• Q2 خروج آب از کاسه استخر
• Q3 بار گرمایش ابتدایی استخر

در واقع ظرفیت مبدل حرارتی که باید پاسخگوی گرمایش آب استخر باشد. باید 493 کیلووات ظرفیت داشته باشد. اما چیزی که ما باید به عنوان مهندس طراح در مبدل حرارتی به دست آوریم فوت حرارتی مبدل می باشد که به طور سرانگشتی 246 فوت معادل دو دستگاه مبدل حرارتی پوسته لوله 120 فوت می باشد. البته محاسبه فوت حرارتی مبدل نیز با استفاه از فرمول زیر به دست می آید.

روش انتخاب تجهیزات استخر با محاسبات دقیق / آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه استخر / فرمول های طراحی استخر