تبلیغات
انجمن مهندسی مکانیک دانشگاه علم و فن - تهویه مطبوع استخرها
 
انجمن مهندسی مکانیک دانشگاه علم و فن
نمی توان جلوی وزیدن باد را گرفت،اما می توان آسیاب بادی ساخت
درباره وبلاگ


به سایت انجمن علمی مکانیک دانشگاه علم و فن اورمیه خوش آمدید.سایت انجمن علمی مكانیك مفتخر است که اولین حرکت نوین را در اطلاع رسانی مجازی در دانشگاه علم و فن اورمیه با ویژگیهای منحصر به فرد ارائه می نماید.

مدیر وبلاگ : مجید فرج فائد

مقدمه

محیط استخرهای سرپوشیده دقیقا همانند تمامی محیطهای بسته ساختمان باید از نظر شرایط آسایش حرارتی، سلامت و کیفیت هوای داخل  در محدوده مطلوبی قرار داشته باشد.
تامین کیفیت هوای داخل در استخرها بیش از آن که از دیدگاه تامین شرایط آسایش شناگران مهم باشد، از دیدگاه حفظ سلامت آنان دارای اهمیت است
در استخرها تنظیم شرایط هوای داخل به منظور افزایش طول عمر تجهیزات و محافظت از سازه ساختمان در برابر هوای مرطوب استخر نیز دارای اهمیت است. به طور یکه در صورت عدم توجه به این مساله، بخار آب بر روی دیوارها، پنجر هها و سقف استخر تقطیر میشود و در درازمدت به سازه ساختمان و تجهیزات موجود در آن آسیب میرساند. علاوه بر آن، محیط گرم و مرطوب استخرهای سرپوشیده شرایط بسیار مناسبی را برای رشد قار چها و باکتر یها فراهم میآورد و در صورت عدم توجه به وضعیت محیط داخل استخر، سلامت شناگران به خطر میافتد
در بحث تهویه مطبوع استخرها درست همانند تمامی مکا نهای محبوس، برای تامین شرایط مطلوب هوای داخل سالن چهار عامل دمای هوا، رطوبت نسبی هوا، جریان هوا و کیفیت هوای سالن باید در محدوده مطلوبی باشد

در استخرها به دلیل محیط بسیار مرطوب، تامین چهار عامل یاد شده باید با در نظر گرفتن رطوبت نسبی، دمای هوا، دمای آب استخر و کیفیت هوای داخل صورت پذیرد. از میان عوامل ذکر شده، رطوبت نسبی بیش از سایر عوامل مشکل ساز و مهم است، چراکه بالا بودن رطوبت نسبی هوا نه تنها شرایط آسایش و سلامت شناگران را از بین میبرد، بلکه در درازمدت صدمات جبرا ن ناپذیری را به سازه ساختمان و تجهیزات موجود در آن وارد میکند

بنابراین هدف نهایی طراح باید تامین شرایط زیر باشد
1: شرایط آسایش شناگران و تامین محیطی سالم برای آ نها
2: کنترل رطوبت نسبی
3: تامین کیفیت مطلوب هوای داخل
4: کنترل تقطیر بخار آب در داخل استخر
به استثنای استخرهای قهرمانی با جایگاه مخصوص تماشاگران، در سایر استخرها به ندرت برای سرد کردن فضای داخل از سیستمهای سرمایش هوا استفاده میشود
محدوده متداولی که انجمن اشریه برای دستیابی به شرایط آسایش حرارتی شناگران تعیین کرده، در جدول ( 1) ارایه شده است
ملاحظاتی که باید برای طراحی سیستم تهویه مطبوع استخرهای سرپوشیده مورد توجه قرار گیرد را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد

 

- کنترل رطوبت فضای داخل
- گرمایش هوای استخر
- تعیین نرخ تهویه مورد نیاز به منظور تامین کیفیت مناسب هوای داخل
-چگونگی توزیع هوا در فضای داخل استخر
-طراحی کانال و محل قرارگیری دریچه های توزیع هوا





کنترل رطوبت در استخرها

در تمامی استخرهای سرپوشیده، رطوبت نسبی به دو دلیل زیردر محدوده پنجاه تا شصت درصد نگه داشته و معمولا به زیر پنجاه درصد کاهش داده نمیشود
1. در رطوبت نسبی کمتر از پنجاه درصد، به دلیل تبخیر سریع آب از روی پوست، شناگرانی که از آب خارج میشوند احساس سرمای ناخوشایندی میکنند

2. صرفنظر از سایر عوامل، در استخرها به دلیل تبخیر دایمی آب از کاسه استخر و شرایط بسیار مرطوب داخل، کاهش رطوبت نسبی فضای داخل به زیر چهل درصد مستلزم صرف هزینه بسیار زیادی است. د رحالیکه رطوبت نسبی بالای پنجاه درصد با صرف هزینه ای منطقی و قابل قبول امکا ن پذیر است
برای افرادی که در داخل استخر شنا میکنند، رطوبت نسبی پنجاه تا شصت درصد بیشترین آسایش را به همراه خواهد داشت .
کنترل رطوبت فضای داخل استخرها تنها در صورتی امکا نپذیر است که بار نهان 4 یا بار رطوبت 5 مجموعه به طور دقیق محاسبه شود. پس از محاسبه مقدار بار نهان، برای دستیابی به شرایط پایدار و مطبوع در محیط داخل، لازم است رطوبت تولید شده با همان سرعت از فضای داخل تخلیه شود. بنابراین اولین گام در طراحی سیستم تهویه مطبوع استخرها، محاسبه بار نهان مجموعه است

محاسبه بار استخرها

 

محاسبه بار نهان درا ستخرها نیز دقیقا مانند سایر ساختما نهاست به طو رکلی، در استخرها سه منبع برای تولید رطوبت وجود دارد
1. بار نهان داخلی ناشی از تبخیر آب استخر
2. بار نهان ناشی از حضور شناگران

3. بار نهان هوای خارج که برای تهویه استخر مورد استفاده قرار میگیرد

 



بار نهان داخلی



بار نهان داخلی در استخرها در نتیجه تبخیر آب از کاسه استخر و محیطهای مرطوب پیرامون آن ایجاد میشود

شرایط استخرها به گونه ای است که بار نهان داخلی بخش عمد های از بار نهان کل را به خود اختصاص میدهد. میزان موثر بودن کنترل رطوبت بر وضعیت کلی استخرها تا حد زیادی به ارزیابی صحیح نرخ تبخیر آب در استخر بستگی خواهد داشت
برای محاسبه نرخ تبخیر آب در استخرها، عوامل زیر باید در نظر گرفته شود
1. سطح آزاد آب استخر: هرچه سطح استخر بیشتر باشد، نرخ تبخیر آب نیز به همان نسبت بیشتر است
2. دمای آب استخر: با کاهش دمای هوای استخر نسبت به دمای آب، نرخ تبخیر آب به میزان چشمگیری افزایش پیدا میکند به منظور کاهش نرخ تبخیر، دمای هوا باید به اندازه (2
4ºF) -  ( 12ºC ) بالاتر از دمای آب باشد
3. دمای هوای استخر: به منظور کاهش نرخ تبخیر آب استخر و جلوگیری از القای احساس سرما در بدن افراد حاضر در استخر ، دمای هوا در استخرهای عمومی باید به اندازه 2- سانتی گراد بالاتر از دمای آب نگه داشته شود. در این حالت نیز دمای هوا نباید از محدوده آسایش افراد تقریبا 30 درجه سانتی گراد تجاوز کند

4. رطوبت نسبی هوای داخل: محدوده مطلوب رطوبت نسبی برای اکثر استخرها بین پنجاه تا شصت درصد است. به عنوان یک قاعده کلی، رطوبت نسبی استخر باید به انداز های کاهش داده شود که از تقطیر بخار آب موجود در هوا بر روی درها و پنجر ه ها جلوگیری شود
5. جریان هوای روی سطح آب: یکی از عواملی که نرخ تبخیر آب استخر را تحت تاثیر قرار میدهد، در استخرهای سرباز سرعت باد و در استخرهای سرپوشیده جریان هوایی است که از سطح آب استخر عبور میکند. با کاهش جریان هوایی که مستقیما از روی سطح آب عبور میکند، سرعت تبخیر آب نیز کاهش پیدا میکند
6. میزان تلاطم آب و ضریب فعالیت شناگران: با افزایش میزان فعالیت شناگران در داخل استخر، تلاطم سطح آب و سرعت تبخیر آن بیشتر میشود

از میان عوامل یاد شده، پنج عامل اول کاملا مشخص و قابل تعیین هستند و این طراح است که باید پس از مشورت با کارفرما، محدوده مورد نیاز برای هر یک را تعیین کند. این عوامل در واقع مبنای محاسبه نرخ تبخیر آب مبنا به شمار میروند. منظور از نرخ تبخیر آب مبنا ، سرعت تبخیر آب استخر در مواقعی است که شناگران در آن حضور ندارند.











اما ششمین عامل، ضریب تلاطم آب است که برای ارزیابی مقدار اختلاط، تلاطم و پاشش آب به خارج استخر در هنگام حضور شناگران در نظر گرفته و تاثیر آن با استفاده از ضریب فعالیت شناگران در معادلات لحاظ میشود. در حین استفاده شناگران از استخر، بخشی . از آب استخر به خارج میپاشد یا با خارج شدن شناگران از آن، بخشی از آب به خارج از حوضچه استخر میریزد که موجب مرطوب شدن سطوح جانبی استخر نیز میشود. این آب در پیرامون کاسه استخر انباشته شده و به نوعی موجب افزایش سطح آب استخر و افزایش سرعت تبخیر میشود. بنابراین سیستم تهویه باید قادر به دفع این رطوبت اضافی نیز باشد. از این جهت، در هنگام انتخاب سیستم تهویه و انجام محاسبات مربوطه این سطح اضافی نیز باید درنظر گرفته شود
نرخ تبخیر آب در استخرها را میتوان با استفاده از رابطه تجربی زیر به دست آورد. این معادله تنها برای استخرهای با میزان فعالیت متعارف صادق است و در آن تاثیر پاشش آب استخر به خارج و سطح تماس آب با هوای آزاد در نظر گرفته شده است. در استخرهایی که شرایط آ نها با شرایط یاد شده متفاوت است مقدار آب تبخیر شده نیز با مقدار محاسبه شده توسط این رابطه متفاوت خواهد بود





که در رابطه فوق :

 kg/s نرخ تبخیر آب استخر =wp
m2 سطح آزاد استخر که با هوای خارج در تماس است . = A  
m/s سرعت هوای عبوری از روی سطح آب = V
kJ/kg گرمای نهان مورد نیاز برای تبخیر آب در دمای سطح استخر = Y
kPa فشار اشباع در دمای نقطه شبنم اتاق = Pa
kPa فشار بخار اشباع در دمای آب سطح استخر =Pw
واحد مربوط به ضرایب ثابت 0.089 و 0.0782 به ترتیب
W/m2.Pa و W.s/m3.Pa است.


در استاندارد
ASHRAE 2007 ضریب تلاطم (ضریب فعالیت شناگران) در استخرهای مختلف بر مبنای نتایج به دست آمده از آزمایشهای مختلف، منتشر شده است که مقادیر این ضرایب در جدول ( 2) ارایه شده است. با تاثیر ضریب فعالیت ( Fa ) در معادله ( 1) میتوان آن را اصلاح نمود و با استفاده از رابطه به دست آمده نرخ تقریبی تبخیر آب را بر مبنای نوع کاربری استخر تخمین زد.
د رصورتیکه مقدار گرمای نهان مورد نیاز برای تبخیر آب در دمای سطح استخر (
Y) تقریبا 1032Btu/lb) 2400kJ/kg ( و سرعت هوای عبوری از روی سطح آب ( V) بین 1030fpm( 0.05−0.15m/s ) باشد، معادله ( 1) به صورت رابطه ( 2) در خواهد آمد. اختلاف فشار آب استخر و بخار آب موجود در هوا که از آن به اختلاف فشار بخار یاد میشود نیز بر نرخ تبخیر آب استخر تاثیر میگذارد. مقادیر فشار بخار را نیز میتوان از( جداول ترمو دینامیکی بدست آورد




که در این رابطه :
  wp=  نرخ تبخیر آب استخر kg/s
  A=  سطح آزاد استخر که با هوای خارج در تماس استm2
  Pa=  فشار اشباع در دمای نقطه شبنم اتاق kPa
  Pw=  فشار بخار اشباع در دمای آب سطح استخر kPa
  Fa=  ضریب فعالیت )بدون واحد (


به طور تقریبی، نرخ تبخیر آب در استخرها گاهی به دو تا سه برابر نرخ تبخیر در شرایط مبنا افزایش مییابد.
افزایش دمای آب موجب افزایش نرخ تبخیر آب استخر میشود

کاهش دمای هوا موجب افزایش نرخ تبخیر آب استخر میشود.
کاهش رطوبت نسبی هوا موجب افزایش نرخ تبخیر آب استخر میشود.



افزایش فعالیت شناگران (افزایش تلاطم آب) موجب افزایش نرخ تبخیر آب استخر میشود
آنالیزر میتواند جزیی از ساختار ژنراتور باشد یا به صورت جداگانه به آن متصل شود . در داخل آنالیزر که شبیه به یک ستون تقطیر است، سطوحی به صورت طبقاتی وجود دارد که آب روی آن ها جمع شده و آمونیاک در اثر گرمای ناشی از ژنراتور از آن جدا شده و به سمت بالا و دهانه خروجی حرکت می کند. رکتیفایر نیز عملکردی مانند پیش سردکن دارد که باقیمانده بخار آب همراه با آمونیاک را از آن جدا نموده و به ژنراتور باز می گرداند. دمای 40 تا 50 درجه سانتی گراد برای جداسازی آب از آمونیاک در این مرحله مناسب است. این گرما توسط ژنراتور تامین میشود و همین موضوع ، موجب کاهش ضریب بهره سیستم های آمونیاکی نسبت به سیستم های لیتیمی میشود. البته علیرغم صرف انرژی، رکتیفایر به طور کامل و صد درصد موفق به تفکیک بخارآب از آمونیاک نمی شود و همواره احتمال وجود مقداری بخارآب در ورودی کندانسور وجود دارد.

بار نهان ناشی از حضور شناگران

اولین نکته ای که در زمینه بار نهان شناگران باید مد نظر قرار گیرد آن است که در محاسبات تهویه مطبوع، شناگران معمولا به عنوان افراد حاضر در یک ساختمان در نظر گرفته نمیشوند، چراکه آ نها اکثرا در داخل آب هستند. در محاسبات نیز بار نهان شناگران و تاثیر تلاطم آب در ضریب فعالیت لحاظ میشود. در استخرهایی با جایگاه تماشاگران، گاهی نزدیک به چند هزار نفر برای دیدن مسابقات در سالن حاضر میشوند که این تعداد جمعیت نیز بار نهان قابل توجهی را به مجموعه اضافه میکند.



















در استخرهای قهرمانی شرایط کمی با استخرهای دیگر متفاوت است. به طور یکه در هر یک از خطوط شنا تنها یک شناگر حضور دارد. هرچند که ممکن است میزان تلاطم آب ایجاد شده توسط شناگران و رقبای آ نها بسیار زیاد باشد، ولی باز هم مقدار کلی تلاطم ایجاد شده بسیار کمتر از دیگر استخرهاست. در این نوع استخرها، بخش عمده بار نهان بیش از آن که با شناگران و تلاطم آب در ارتباط باشد، از حضور تماشاگران در جایگاه ناشی میشود.
بنابراین در استخرهای قهرمانی مقدار ضریب فعالیت به میزان زیادی کاهش مییابد. در جدول ( 3) مقدار متوسط بار نهان ناشی از حضور تماشاگران در استخرها ارایه شده است.
بسیاری از استخرهای قهرمانی، کاربری دوگانه دارند. به این معنی که شرایط مذکور تنها در روزهای مسابقه بر آ نها حاکم است و در مواقع دیگر مانند یک استخر عمومی استفاده میشوند. بنابراین توصیه میشود، طراحی سیستم تهویه مطبوع و محاسبات مربوطه بر مبنای هر دو وضعیت انجام گیرد و سیستم تهویه مطبوع انتخاب شده قابلیت کارکرد در دو وضعیت را داشته باشد.
برای ارزیابی بار نهان در استخرهای قهرمانی و محاسبه نرخ تبخیر آب به طور متوسط باید از ضریب فعالیت 0.65 استفاده کرد. البته تعداد تماشاگران نیز باید در محاسبات لحاظ شود. در برخی از کدها و استانداردها تصریح شده است که به ازای هر یک از تماشاگران باید 25.5
m3/hr (15cfm) هوای خارج در نظر گرفته شود.

بار نهان هوای خارج

استفاده از هوای خارج برای تامین کیفیت مطلوب در فضای داخل استخر امری اجتناب ناپذیر است. اما مسالهای که وجود دارد آن است که تاثیر تهویه هوای خارج بر شرایط داخل استخرها با تغییرات فصلی آب و هوا دچار تغییر میشود. استفاده از هوای خارج در روزهای گرم تابستان موجب افزایش رطوبت محیط و در روزهای سرد زمستان موجب کاهش رطوبت محیط میشود. بنابراین به منظور دستیابی به شرایط مطلوب در تمامی فصول سال لازم است محاسبات بر مبنای شرایط طراحی در فصل تابستان انجام شود.


طبق استاندارد 1999
ASHRAE 62 : به ازای هر متر مربع از سطح کاسه استخر و مکا نهای مرطوب باید 9.1 m3/hr )به ازای هر فوت مربع 0.5 cfm ( هوای خارج درنظر گرفته شود.
به ازای هر یک از تماشاگران استخر باید 25.5
m3/hr15 cfm) )هوای خارج درنظر گرفته شود.
در اکثر مواقع، محاسبات بر مبنای هر دو معیار یاد شده انجام میشود و در نهایت مقدار بزر گتر مورد استفاده قرار میگیرد.
در برخی از کدها توصیه شده است که تنها ( 1.5
1.8m (5−6ft از پیرامون کاسه استخر در محاسبات یاد شده در نظر گرفته شود، چراکه هدف اصلی از به کارگیری هوای خارج در استخرها، رقیقسازی گازها و بخارات شیمیایی متصاعد شده از آب استخر است. به عبارت دیگر، قسمت خشک فضای داخل استخر تاثیر چندانی بر کیفیت هوای داخل فضای استخر ندارد.





نوع مطلب : تهویه مطبوع، 
برچسب ها : تهویه مطبوع، استخر، تهویه مطبوع استخر، طراحی تاسیسات استخر،
لینک های مرتبط :
دوشنبه 27 شهریور 1396 05:50 ق.ظ
I like what you guys tend to be up too. Such clever work and reporting!
Keep up the amazing works guys I've added you guys to my personal blogroll.
چهارشنبه 18 مرداد 1396 11:37 ق.ظ
Post writing is also a excitement, if you be familiar with after that you can write or else it is complex to write.
یکشنبه 31 اردیبهشت 1396 01:40 ق.ظ
Howdy! This article couldn't be written any better!
Looking at this article reminds me of my previous roommate!
He always kept talking about this. I'll send this information to him.
Pretty sure he's going to have a very good read.

Many thanks for sharing!
پنجشنبه 23 آذر 1391 11:07 ب.ظ
عالی و بی عیب ونقص بود . ممنون از مطالب بسیار آموزنده
مجید فرج فائد/خواهش میکنم مسعود جان.لطف داری.مرسی از بازدیدتون
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





كد تقویم

آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
خطاطی نستعلیق آنلاین
امکانات جانبی
 
 
بالای صفحه