梁福旺
(沈陽新大陸建筑設(shè)計有限公司,遼寧 沈陽 110000)
游泳池位于地上一層,所需設(shè)備用房位于地下一層,屬于成人公共游泳池,長25m,寬10m,平均水深1.45m(最淺處1.2m,最深處1.7m)。池底單面找坡,有效容積362.5m3。本工程泳池按逆流式循環(huán)設(shè)計,過濾方式采用單層石英砂水反沖洗,熱源為燃氣鍋爐,熱媒為高溫水(80~60℃)。
根據(jù)《游泳池給水排水工程技術(shù)規(guī)程》 CJJ122-2008(以下簡稱“泳池規(guī)程”) 查得相關(guān)數(shù)據(jù)如下:池水設(shè)計溫度28℃,循環(huán)周期6h,過濾速度25m/h,反沖洗強度12 L/(s·m)2,膨脹率45%,沖洗持續(xù)時間8min。
1) 游泳池池水表面蒸發(fā)損失的熱量:
其中,Qz——游泳池池水表面蒸發(fā)損失的熱量(kJ/h);β——壓力換算系數(shù),取133.32pa;ρ——水的密度(kg/L),取0.9963kg/L;γ——與池水溫度相等的飽和蒸發(fā)汽化潛熱(kJ/kg),取2436kJ/kg;νw—— 池水表面上的風速(m/s),取0.5m/s;Pb——與池水溫度相等的飽和空氣的水蒸氣分壓(pa) ,取3773pa;Pq——游泳池環(huán)境空氣的水蒸汽壓(pa) ,取2133.2pa;As——游泳池的水面面積m2;B——標準大氣壓力(kpa);B′——當?shù)氐拇髿鈮毫Γ╧pa);
2) 游泳池池水表面、池底、池壁、管道和設(shè)備等傳導所損失的熱量,應按游泳池表面蒸發(fā)損失熱量的20%計算確定。
3) 游泳池補充新鮮水加熱所需要的熱量:
其中,Qb——游泳池補充新鮮水加熱所需熱量(kJ/h);ρ——水的密度(kJ/L),取1kJ/L;Vb——游泳池新鮮水的補充量L/d;注:室內(nèi)公共類游泳池補充水量為游泳池有效容積的5~10%,取20000L/d;c——水的比熱[kJ/(kg·℃)],取4.187kJ/(kg·℃);Td——池水設(shè)計溫度℃;Tf——游泳池補充新鮮水的溫度℃;th——補水時間(h),取24h;
4) 游泳池池水維持“恒溫”所需總熱量:
其中,Qνz——游泳池池水維持“恒溫”所需總熱量(kJ/h);其他符號意義同前。
其中,Δtj——計算溫度差(℃);Δtmax——熱媒與被加熱水在水加熱器一端的最大溫度差(℃);Δtmin——熱媒與被加熱水在水加熱器另一端的最大溫度差(℃);注:“泳池規(guī)程”規(guī)定:泳池供水溫度不得大于40℃。
其中,F(xiàn)jr——水加熱器的加熱面積(m2);Cr——熱水供應系統(tǒng)的熱損失系數(shù),取1.15;Qg——設(shè)計小時熱水量(kJ/h);ξ——由于水垢和熱媒分布不均勻影響傳熱效率的系數(shù),取0.7;K——傳熱系數(shù)[kJ/(m2·℃·h)];注:傳熱系數(shù)按所選廠家設(shè)備不同而取值不同,本工程取7200kJ/(m2·℃·h)。按選取兩臺板式換熱器,同時工作考慮。
其中,qc——游泳池的循環(huán)水流量(m3/h);Vp·——游泳池的池水容積(m3);αp——游泳池管道和設(shè)備的水容積附加系數(shù),取1.10;Tp——游泳池的池水循環(huán)周期(h);
循環(huán)水泵的計算揚程不得小于送水幾何高度和循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備、管道阻力及流出水頭之和,且水泵揚程需乘1.10 的保證系數(shù)作為選泵揚程,一般工程取20~25m。
1) 砂缸過濾面積
其中,S——過濾面積(m2);ν——濾速m/s;其他符號意義同前。
2) 反沖洗水量
Qf=反沖洗強度×單臺過濾砂缸過濾面積=12×1.23×3.6=53.14m3;注:過濾砂缸按三臺選用,每臺過濾面積為1.23m3。
均衡水池容積計算:
Vj——均衡水池有效容積(m3);Va——游泳者入池后所排出的水量(m3);Vf——單個最大過濾器反沖洗所需的水量(m3);Vc——充滿循環(huán)系統(tǒng)管道和設(shè)備所需容量(m3);Vs——池水循環(huán)系統(tǒng)運行時所需的水量(m3);
其中,1) Va=0.056×72=4.03m3,根據(jù)“泳池規(guī)程”規(guī)定:當游泳池水深在1.5~2.0m 時,人均泳池面積為3.5m3/人;每位游泳者排出水量按0.056m3計;
3) Vc=4.1m3;本工程充滿循環(huán)管道和設(shè)備所需的水容量經(jīng)確定管徑及設(shè)備后計算得出。
4);Vs=As·hs=250×0.05=1.25m3;As——游泳池的水表面積(m2);hs——游泳池溢流回水時的溢流水層厚度(m),取0.005m;
關(guān)于絮凝劑投藥箱,消毒劑投藥箱,監(jiān)測儀,溢流口,回水口,泄水口等配套設(shè)備不再贅述。
筆者認為設(shè)計人員均能按國家相關(guān)規(guī)范相應條文做出正確設(shè)計,但仍需重點注意以下幾點:
1) 泳池循環(huán)流量的確定除應根據(jù)相關(guān)公式計算外,還應按實際給水口個數(shù)校核;2) 標準要求較高的泳池要考慮池水升溫速度不應超過0.5;3) 兒童用游泳池尤其需要注意當采用池底回水時,重點控制回水口的流速,避免因流速過大對人體造成傷害;4) 反沖洗時,應優(yōu)先考慮采用石英砂過濾器氣、水組合進行反沖洗,但造價要高于水反沖洗;5)其他設(shè)計計算及相關(guān)內(nèi)容除應嚴格按照國家相關(guān)規(guī)范等要求執(zhí)行外,還應根據(jù)后期實際運行結(jié)果進行適當調(diào)整,以保證整個游泳池運行系統(tǒng)最優(yōu)化。