مقاله های آموزشی

محاسبات کاربردی استخر و جکوزی

محاسبات بار آبگرم مصرفی

ابتدا براساس نقشه هاي معماري تعداد تجهیزات را شمارش خواهیم کرد، براي تعیین میزان مصرف آبگرم باتوجه به اینکه مجموعه استخر داراي کاربري مستقلی نمی باشد بایستی نزدیک ترین کاربري به این پروژه ملاك قرار گیرد، لذا براساس کاربري Club میزان مصرف هر تجهیز، ضرایب تقاضا و ذخیره برداشت می گردد. 

نکات طراحی انتخاب منبع کویلی

  • براي استخرهاي که کاربري نیمه عمومی دارند سعی می گردد میزان مصرف و ضرایب براساس کاربري باشگاه طبق اشري ملاك عمل قرار گیرد.
  • براي استخرهاي خصوصی و ویلایی نیز میزان مصرف و ضرایب براساس کاربري مسکونی طبق اشريملاك عمل قرار می گیرد.
  • براي مجموعه هاي ورزشی و پارك هاي آبی با تعداد دوش هاي زیاد براساس کاربري باشگاه اقدام می گردد، منتها براساس تجربه هاي طراحی چندین مجموعه ورزشی و پارك آبی سعی می گردد ضریب تقاضا در بازه 0.50 تا 0.80 و ضریب ذخیره عددي بین 1 تا 1.2 در نظر گرفته شود. این مهم به این علت است که در اکثر مواقع در این کاربري دوش ها باز می باشند و نباید تحت هیچ شرایطی فرد زیر دوش با آب سرد دوش بگیرد.
  • در صورتی که طراح قصد داشته باشد از مبدل صفحه ي براي گرمایش آبگرم مصرفی استفاده کند باید به سختی آب منطقه توجه شود و تمهیدات اجرایی رعایت گردد. لذا در مسیر آب شهر ورودي به مبدل باید از سختی گیر الکترونیکی یا مغناطیسی استفاده گردد. استفاده از مبدل صفحه ي براي مجموعه هاي ورزشی بزرگ و پارك هاي آبی گزینه بسیار مناسبی می باشد اما باید توجه گرد این مبدل ها ذخیره آبگرم ندارند لذا ظرفیت حرارتی مورد نیاز بیشتر می گردد و در صورت رسوب گرفتن افت راندمان پیدا خواهند کرد.

تشریح سیکل کاري استخر

سیکل کاري مدار استخر به شرح ذیل می باشد، در ادامه قصد خواهیم داشت تمامی تجهیزات در تصویر زیر را انتخاب و محاسبه کنیم.

تجهیزات مورد استفاده در یک استخر

محاسبات حجم آب استخر و جکوزي

براي محاسبات استخر، حوضچه آب سرد و جکوزي اولین قدم در طراحی تعیین حجم آب در کاسه می باشد:

لذا براي اینکه حجم آب محاسبه گردد مساحت بدست آمده طبق تصویر بالا در میانگین ارتفاع استخر ضرب و حاصل در عدد 264 ضرب می گردد تا حجم آب برحسب گالن بدست بیاید.
مرحله دوم براي محاسبات تعیین نرخ گردش آب می باشد:

جدول شماره 2

محاسبات دبی پمپ و فیلترشنی استخر تفریحی

استخر تفریحی به ابعاد 6 در 9.5 و ارتفاع متوسط 1.37 متر موجود است بر همین اساس حجم آب استخر و دبی آن محاسبه می گردد. (استخر مستطیل شکل)

نرخ گردش آب

براي محاسبه دبی پمپ استخر تفریحی، براساس جدول شماره 2 ،نرخ گردش آب براي کاربري فوق هر 4 ساعت یکبار در نظر گرفته شده است.

لذا دبی مدار تصفیه 86 گالن بر دقیقه محاسبه می گردد، لذا بعد از این ملاك سایزینگ کلیه لوله هاي مدار تصفیه استخر با این دبی سایز می گردد. باتوجه به اینکه دبی فوق کم می باشد براي کاهش هزینه اولیه خرید پمپ و کاهش فضاي نصب پمپ از یک پمپ درحال کار استفاده می گردد. (یک پمپ رزرو)
لذا قدم بعدي براي طراحی، محاسبه و انتخاب فیلتر شنی می باشد، که باید بر مبناي دبی و شدت جریان مجاز، سطح فیلتر را محاسبه و قطر فیلتر بدست آید.
هرچه حداکثر مقدار شدت جریان در واحد سطح فیلتر کوچکتر باشد، به معنی آن است که در شدت جریان مساوي، سطح فیلتر بیشتري بر دستیابی به کیفیت مطلوب آب مورد نیاز خواهد بود. امروزه دیگر کمتر از فیلترهاي شنی فلزي استفاده می گردد و بیشتر از فیلترهاي شنی با بدنه فایبرگلاس استفاده می شود که نسبت به فیلترهاي فلزي شدت جریان عبوري بیشتري از آنها گذر خواهد که همین عامل باعث کوچکتر شدن ابعاد دستگاه خواهد شد.

فیلتر شنی با بدنه فایبرگلاس

لازم به ذکر است یکی از عوامل مهم در انتخاب تعداد فیلتر میزان فضاي اختصاص داده شده به تاسیسات می باشد، لذا در صورتی که فضاي کافی براي این مهم وجود نداشته باشد اولویت تعداد فیلتر بر مبناي یکدستگاه خواهد بود. دومین عامل مهم در میزان هزینه سرمایه گذاري می باشد. دراستخرهاي ویلایی و مسکونی به دلیل ابعاد کوچک استخر عموما از یک دستگاه فیلتر استفاده می گردد، اما در استخرهاي عمومی به دلیل ابعاد بزرگ کاسه که حجم آب بیشتري در خود جاي می دهد، بیش از دو دستگاه انتخاب فیلتر انتخاب می گردد.

محاسبات دبی پمپ و فیلتر جکوزي

براي محاسبه جکوزي ابتدا براساس نوع شکل هندسی حجم آب جکوزي محاسبه می گردد.(حداکثر ارتفاع هر قسمت جکوزي 60 سانتی متر می باشد و نهایتا از کف تا روي سطح آب نباید ارتفاع کاسه جکوزي بیشتر از 120 سانتی متر اجرا گردد).

پس از محاسبه حجم آب جکوزي، نرخ گردش آب جکوزي را به دست می آوریم. نرخ گردش آب در جکوزي هر نیم ساعت یکبار بدست می آید. 

محاسبات فیلتر شنی 

عموما براي جکوزي هاي کوچک از یک فیلتر شنی براي مدار تصفیه استفاده خواهیم کرد.

محاسبات حوضچه آب سرد 

براي محاسبه حوضچه آب سرد ابتدا باید نوع شکل هندسی تعیین گردد، شکل هندسی حوضچه فوق به شکل مدور می باشد و قطر بیرونی 2.80 و قطر داخلی 2 متر خواهد بود.

محاسبات فیلتر شنی 

عموما براي حوضچه هاي آب سرد کوچک از یک فیلتر شنی براي مدار تصفیه استفاده خواهیم کرد.

نکات مهم انتخاب فیلتر:
  • بیشترین فشار قابل تحمل فیلترهاي شنی با بدنه فایبرگلاس 4 بار می باشد.
  • در صورتی که حجم آب استخر زیاد باشد (استخر عمومی و مسابقات)، در اینگونه مواقع طراح دو حق انتخاب دارد یا می تواند از فیلترهاي فایبرگلاس با شیرآلات سر خود استفاده کند (در اینصورت ممکن است تعداد فیلترهاي زیاد گردد چرا که قطر این فیلترها نهایتا 95 سانتی متر می باشد). یا در صورتی که طراح قصد داشته باشد با تعداد فیلتر کمتر مدار تصفیه را طراحی کند می تواند از سري فیلترهاي زیر با قطرهاي بالاتر استفاده کند. (قطر 1 تا 3 متر با بدنه فایبرگلاس و پلی استر رزین) .
  • فیلتر هاي شنی فایبرگلاس نسبت به فیلترهاي فلزي داراي مزایاي زیر می باشند:
    – اشغال فضاي کمتر
    – راندمان تصفیه بالاتر
    – هزینه کمتر بابت تهیه شیرآلات سرویس روي فیلتر
    – عمر و دوام بالا
    – نگهداري آسان

توضیحات تکمیلی استخر

مدار لوله کشی استخر می تواند به دو طریق اجرا گردد:

  • توزیع آب از دیواره ها و مکش آب از کف استخر– در صورتی که طراح در نظر داشته باشد آب خارج شده از استخر که وارد گریل می شود (پریدن افراد داخل آب) به خط فاضلاب هدایت نگردد می تواند از یک منبع بالانس براي جمع آوري این آب استفاده کند، در اینصورت مکش آب توامان از کف استخر و منبع بالانس می باشد. در غیر اینصورت آب وارد شده به گریل وارد فاضلاب می شود. در استخرهایی که توزیع آب از دیواره می باشد می توان از یک روش دیگر در کنار این سیستم استفاده کرد
    تا بتوان راندمان سیستم را بالاتر برد. لذا می توان از سیستم اسکیمر استفاده کرد. 
  • توزیع آب از کف استخر و مکش آب از گریل هاي دور تا دور استخر– در اینصورت باید از یک منبع بالانس براي جمع آوري و نگهداري آب استفاده کرد. در این حالت آب دور تا دور گریل وارد مخزن بالانس می گردد و پمپ از مخزن بالانس مکش می کند. در این حالت آب خارج شده از دور تا دور گریل وارد تانک بالانس می گردد و پمپ براي کارکرد از مخزن مکش می کند. در روش ورودي از کف، تخلیه از سطح حتما باید براي خط تخلیه استخر در عمیق ترین قسمت دریچه تخلیه نصب گردد. ضمن اینکه می توان در زمان بکواش فیلترها خط تخلیه را به کلکتور مکش پمپ نصب کرد تا هنگام بکواش شیر خط فوق باز گردد تا آب مورد نیاز خط بکواش تامین گردد. 

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید در روش سرریزي، آب خارج شده از استخر وارد مخزن بالانس شده، سپس توسط پمپ مکش و از فیلتر و مبدل عبور کرده و در انتها فرایند ضدعفونی بر روي آن انجام می گردد و از کف استخر وارد کاسه می گردد.

توضیحات تکمیلی براي جکوزي

در جکوزي نرخ گردش آب به لحاظ آلودگی هر نیم ساعت یکبار می باشد، از نظر بهداشتی در زمانیکه بدن در آبگرم قرار می گیرد روزنه هاي پوست باز شده و آماده پذیرش آلودگی می باشند.
به جهت جلوگیري از تجمع چربی هاي پوست و مواد آلی و آرایشی بر روي سطح آب جکوزي توصیه می گردد مدار تصفیه به روش سرریزي اجرا گردد (جمع آوري آب از دور تا دور جکوزي به وسیله گریل و ارسال آن به مخزن بالانس در تصفیه خانه). تا جاي ممکن براي جکوزي ها از اسکیمر استفاده نگردد، بدین علت که در روش فوق سطح آب از لبه جکوزي همواره ده سانتیمتر پایین تر قرار می گیرد و شاهد رسوب بر دیواره جکوزي خواهیم بود.

اهمیت مخزن بالانس براي جکوزي ها :
  1. حذف چربی و آلودگی هاي سطحی آب
  2. جلوگیري از مکش شدید و جلوگیري از جریان گردابی
  3. بالاتر بردن کیفیت آب

حجم مخزن بالانس جکوزي در صورتی که به روش سرریزي عمل گردد، 5 تا 10 دقیقه از کارکرد دبی پمپ تصفیه در نظر گرفته خواهد شد.
لازم به ذکر است در جکوزي ها به علت مکش زیاد پمپ جت و خطر خطر کشیدن مو و پا افراد، باید از دو دریچه مکش بر روي کف جکوزي نصب می گردد. (ترجیحا هر دریچه مکش 100 ظرفیت دبی مدار جت در نظر گرفته شود و سرعت روي خط مکش بیشتر از 0.5 متربر ثانیه بالاتر گرفته نشود).

خروجی استخر

درصورتی که ورودي آب از دیواره ها باشد و خروجی از کف قرار داده می شود، به جهت آنکه سرعت مکش کم گردد، حداقل از دو دریچه بر روي کف استفاده می شود.

سایزینگ رینگ بالا و پایین جکوزي

در جکوزي دو مدار وجود دارد، مدار تصفیه و مدار جت نازل

دبی مدار تصفیه براساس نرخ تعویض آب به دست می آید. دبی مدار جت نیز براساس تعداد نازل هاي مورد استفاده براي هر نفر محاسبه می گردد. ورودي آب تصفیه از سکوي دوم وارد جکوزي می گردد (30 سانتمتر بالاتر از فضاي نشیمن)، در جکوزي ها نیز توصیه می گردد به جهت توزیع مناسب آب و بالاتر بردن کیفیت کاریی به روش سرریزي اجرا گردد.

نکات مبدل حرارتی

کنترل دماي آب استخر به سه صورت امکان پذیر می باشد:

  1. نصب پمپ خطی و نصب ترموستات روي مبدل- فرمان خاموش روشن شدن پمپ
  2. نصب شیر سه راهه موتوري جهت کنترل دماي آب
  3. نصب شیر برقی و ترموستات در مسیر لوله کشی

عموما براي پروژه هاي ویلایی و مسکونی از روش شماره 1 استفاده خواهیم کرد (عدم نیروي راهبر و سهل الوصول کردن کار تعمیرات)مگر آنکه کارفرما دقت بالاتري براي کنترل دما آب داشته باشد که در این مواقع براي این پروژه ها و پروژه هاي عمومی و بزرگ باید از روش 2 استفاده کرد.

نکات مهم انتخاب سیستم ضدعفونی

  • ترجیحا تا جاي ممکن از کلرزن خطی براي استخرهاي ویلایی و مسکونی استفاده نگردد (کلر زن خطی به علت عدم کنترل و مقدار دز کلر انتخاب مناسبی نمی باشند). جانمایی کلر زن، ازن، یو وي و سایر تجهیزات ضدعفونی باید در انتهاي سیکل و بعد از مبدل حرارتی قرار داده شود.
  • استفاده از کلر به تنهایی بعلت ترکیب کلر با مواد آلی و مواد آرایشی و بهداشتی و در نتیجه تجزیه آن و تولید هالومتانها که سرطانزا بودن آن به اثبات رسیده پیشنهاد نمی گردد (درصورتی که میزان کلر بدون هیچ سیستمی اندازه گیري وارد استخر شود).
  • استفاده از ازن براي حذف این ترکیبات در کنار کلر الزامیست اما امروزه با توجه به پیشرفت تکنولوژي استفاده از دستگاه الکترولیز نمک طعام (کلرزن نمکی ) به دلیل خاصیت ضد عفونی بالا و همچنین صرفه اقتصادي نسبت به کلر و نداشتن ترکیبات مضر کلر و فواید بودن نمک در آب براي حذف انگلها و قارچ ها،پیشنهاد می شود.
  • براي استخرهاي مسکونی و ویلایی می توان از کلر زن نمکی مرغوب همراه با انالایزر کلر استفاده گردد (تشخیص مقدار کلر موجود در آب)
  • تحت هیچ شرایطی کلر نباید از استخر حذف گردد. طبق استاندارد ملی 11203
  • براي شفافیت آب براي استخرهاي مسکونی و ویلایی از ازن می توان در کنار سیستم کلر در نظر گرفت.
  • استفاده از زاج یا سولفات آلوم و یا سایر مواد منعقد کننده در همه شرایطی براي استخرهاي عمومی و بزرگ پیشنهاد نمی گردد، اما در صورتی که طراح بخواهد از این سیستم در کنار کلر استفاده کند باید تمهیدات اجرایی را در نقشه و اجرا پیش بینی کند. لذا 2 میلی گرم در هر لیتر به آب استخر اضافه می گردد، لذا باید پمپ مدار تصفیه خاموش و در این حالت استخر شنا به علت کدورت بالا و عدم دید کافی و اسیدي بودن قابل استفاده نمی باشد، لذا بعد از 48 ساعت که به آب اجازه داد شد تا ذرات معلق ته نشین گردند با پمپ جارو ذرات ته نشین شده از کف استخر جمع آوري و تخلیه می گردد.
  • سیستم UV در استخرها نیز نباید جایگزین کلر گردد، این سیستم داراي قابلیت گندزدایی بالایی دارد اما هیچ باقیمانده ي بجاي نخواهد داشت لذا هنگامی که آب شرایط قلیایی پیدا می کند، بر روي لامپ UV جداري از رسوب خواهد نشست که همین عامل از قدرت کارایی این دستگاه کم خواهد کرد.
  • گاز کلر طبق وزرات بهداشت براي استخرهاي خانگی و عمومی ممنوع می باشد.
  • سعی گردد در نقشه هاي فقط نوع سیستم ضدعفونی مشخص گردد، انتخاب و محاسبات سیستم کلر زنی، ازن و …. باید توسط شرکت هاي که در این زمینه کار می کنند انجام شود.

ازن:

ازن اکسیدکننده ي بسیارقوي می باشد که قابلیت حذف ترکیبات بیماري زا کلر و بی اثر کردن کلیه میکروارگانیسمها مقاوم در برابر کلر را دارد. طبق منابع معتبر از جمله آژانس حفاظت محیط زیست EPA به صراحت تاکید می نمایند که ازن به تنهایی براي ضدعفونی آب استخر کافی نبوده و در کنار آن استفاده از یک سیستم ضدعفونی باید استفاده گردد.

اما ممکن است یک سوال مهم در ذهن شکل بگیرد چرا ازن به تنهایی کارساز نمی باشد؟
  • ازن محلول در آب به سرعت تجزیه می شود و به این دلیل ازن براي گندزدایی آلودگی هاي ثانویه کاربرد ندارد.
  • بوي ازن حتی در غلظت هاي پایین ppm 05.0 بسیار نامطبوع و خورنده می باشد.
اگر استفاده از کلر اجتناب ناپذیر است چرا دیگر ازن تزریق می گردد؟
  • ازن باعث از بین بردن ترکیبات مضر کلر همچون تري هالومتنها و کلر آمینها می گردد.
  • به دلیل خاصیت اکسید کنندگی بالا به سرعت میکروارگانیسمهایی را که نسبت به کلر مقاوم هستند نابود می کند.
  • ازن به دلیل واکنش با مواد آلی موجود در آب آنها را از بین برده و باعث شفافیت آب استخر می گردد.
  • ازن باعث کاهش مصرف کلر می گردد