李素梅
(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海 200092)
本项目为上海某地块项目(小区)的游泳池给排水设计,其建筑等级为甲级,包括室内游泳池一座,要求能满足日常训练和供群众锻炼休闲的使用要求。设计内容由游泳池的供回水管道系
统,循环水泵站水回水管道系统,循环水泵站,水净化站(过滤),消毒净化站(过滤),消毒、pH值调整等水质处理站和加热等五部分组成。游泳池为11 m×25 m即275 m2,平均水深1.35 m。循环周期为6 h,初次补水时间为24 h,放空时间按8 h计。
考虑到是公共游泳池,泳池系统采用逆流式供水,做法是池底进水,池顶周边溢水,目的是使漂流物能够较快溢出水面,要求池水绝对满溢,溢流出水要均匀,在施工中对土建要求极为严格,可适当加大循环流量,见图1。
根据CJJ 122-2008游泳池给水排水工程设计规程4.5.1计算:
其中,q为游泳池的循环水量,t/h;V为游泳池的水容积,t;a为管道、水处理设备水容积调整系数,取 a=1.1;T为循环周期,取T=6 h;故本设计中选 1台Q=70 t/h,H=18 m,P=7.5 kW,此泵前设毛发聚集器。
泳池采用逆流式循环,应设置均衡水池,采用间接连续不断地向池中补水,使游泳池有一个稳定的水位,以调节游泳池人负荷不均匀而带来的溢流回水量的浮动,另外还能使循环水中较大颗粒污物得到初步沉淀。
1)游泳池的热负荷计算分2个部分:a.泳池初次加热的热量;b.恒温后的循环加热量。前者根据CJJ 122-2008游泳池给水排水工程设计规程7.1.5计算,后者根据7.2.1来计算,根据游泳池的使用性质,游泳池的池水温度定为28℃,采用板式换热器间接加热的方式。板式换热器具有出水水温恒定、无噪声的优点,且有利于系统的自动化控制。
2)游泳池初次加热功率:
其中,V为游泳池水体积;ρ为水的密度,取1.0 kg/L;C为水的比热,4.186 8 kJ/(kg·℃);Td为游泳池的池水设计温度,28℃;Tf为游泳池初次充水的原水温度,5℃。
图1 逆流式全流量硅藻土消毒池水净化工艺流程图
3)游泳池恒温功率计算。
a.游泳池池水表面蒸发损失的热量:
其中,β为压力换算系数,取133.32 Pa;ρ为水的密度,取1.0 kg/L;r为与池水温度相等的饱和蒸汽的蒸汽汽化潜热,2 433 kJ/kg;Vw为池水表面上的风速,室内游泳池:0.2 m/s~0.5 m/s,取0.3 m/s;Pb为与池水温度相等的饱和空气的水蒸气分压,3 773 Pa;Pq为泳池环境空气的水蒸气分压,2 266 Pa;As为池水的水面面积,275 m2;B为标准大气压力,101 325 Pa;B′为当地的大气压力,101 580 Pa。
b.游泳池的水表面、池底、池壁、管道和设备等传导所损失的热量,应按照游泳池水表面蒸发损失热量的20%计算确定。
c.补充水加热所需热量:
其中,Vb为游泳池新鲜水的补充量,10%V=0.1×275×1.35=37.13 t/d;Td为游泳池的池水设计温度,28℃;Tf为游泳池初次充水的原水温度,10℃;t为加热时间,按池水净化系统实际运行时间12 h计算。
d.游泳池池水维持“恒温”所需总热量:
根据计算得知,由于泳池初次加热所需热量和日常运行时维持恒温所需热量相差较大,由于在日常运行中游泳池池水的温降只有1℃ ~2℃,因而只需对1/5~1/4的循环水进行加热,加热后的水再与未加热的4/5~3/4的循环水进行混合。
所以在确定设备台数时,按初次加热同时使用两台同规格的换热器考虑,按正常运行期的单台设备换热容量满足补充循环水量所需热量进行校核,并互以为备。
小区游泳池考虑初期的投资小,运行费用低,相对于传统的砂滤,硅藻土过滤器占地面积小,反冲洗强度小,砂缸过滤常与臭氧消毒和加氯消毒一起进行水处理,而硅藻土过滤器本身的过滤精度高,出水浊度低,可直接加氯消毒,节约了占地面积,节约了初期的土建施工成本。在运行上,硅藻土滤料用量少,硅藻土过滤器的反冲洗强度比砂滤的反冲洗强度低,省了电费和水费。
游泳池池水必须进行pH值调整和消毒杀菌处理。为了保证池水清洁安全,防止传染疾病、防止产生臭味、防止游泳人员的眼睛感到不适,避免和减小管道、设备的腐蚀,需对池水pH值进行连续监控并自动投加消毒剂,使余氯经常保持在规定的范围内。
本设计采用传感器技术,通过带敏感器件测量,经控制仪控制精密计量泵的投药装置,完成对水质的pH值的监测控制及消毒处理,使池水的pH值保持在7.5。在循环泵的出水管中投加定量的混凝剂(明矾)和向过滤器的出水管中投加定量的除藻剂(硫酸铜),可方便地控制加药量的大小。
加药计量泵和循环水泵联锁工作,只有当循环水泵工作时,加药计量泵才能工作。游泳池pH值和消毒剂浓度的自动控制及自动计量加药,除了能保持良好的池水水质使游泳者很舒适以外,还可以由于自动投加药剂而节省运行费用。
设备机房的净高应不小于3 m,面积根据设备布置而定,本工程中包含均衡水池,且均衡水池的最高水位应低于泳池的溢流水位300 mm。采用逆流式供水,进水口布置在游泳池的底板,需要在泳池底板预留至少400 mm的垫层,以便安装进水口的管道。泳池四周最好预留日后的检修通道,此次预留的是游泳池外边缘以外1.2 m宽,1.3 m高的廊道。
游泳池的给排水设计的合理性关系到初期投资的多少,和日后运行的多少,在土建设计时需要配合其他专业来合理的优化系统,以节约成本达到最佳效果。
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