هویه مطبوع در استخرها

[MTHAMID2]

مقدمه
محيط مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت سرپوشيده دقيقا همانند تمامي محيطهاي بسته ساختمان بايد از نظر شرايط آسايش حرارتي 1، سلامت و کيفيت هواي داخل 2 در محدوده مطلوبي قرار داشته باشد.
تامين کيفيت هواي داخل در استخرها بيش از آن که از ديدگاه تامين شرايط آسايش شناگران مهم باشد، از ديدگاه حفظ سلامت آنان داراي اهميت است
در استخرها، تنظيم شرايط هواي داخل به منظور افزايش طول عمر تجهيزات و محافظت از سازه ساختمان در برابر هواي مرطوب استخر نيز داراي اهميت است. به طور يکه در صورت عدم توجه به اين مساله، بخار آب بر روي ديوارها، پنجر هها و سقف مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت تقطير ميشود و در درازمدت به سازه ساختمان و تجهيزات موجود در آن آسيب ميرساند. علاوه بر آن، محيط گرم و مرطوب استخرهاي سرپوشيده شرايط بسيار مناسبي را براي رشد قار چها و باکتر يها فراهم ميآورد و در صورت عدم توجه به وضعيت محيط داخل استخر، سلامت شناگران به خطر ميافتد
در بحث مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت استخرها درست همانند تمامي مکا نهاي محبوس، براي تامين شرايط مطلوب هواي داخل سالن چهار عامل دماي هوا، رطوبت نسبي هوا، جريان هوا و کيفيت هواي سالن بايد در محدوده مطلوبي باشد
در استخرها به دليل محيط بسيار مرطوب، تامين چهار عامل ياد شده بايد با در نظر گرفتن رطوبت نسبي، دماي هوا، دماي آب استخر و کيفيت هواي داخل صورت پذيرد. از ميان عوامل ذکر شده، رطوبت نسبي بيش از ساير عوامل مشکل ساز و مهم است، چراکه بالا بودن رطوبت نسبي هوا نه تنها شرايط آسايش و سلامت شناگران را از بين ميبرد، بلکه در درازمدت صدمات جبرا ن ناپذيري را به سازه ساختمان و تجهيزات موجود در آن وارد ميکند


نابراين هدف نهايي طراح بايد تامين شرايط زير باشد
1: شرايط آسايش شناگران و تامين محيطي سالم براي آ نها
2: کنترل رطوبت نسبي
3: تامين کيفيت مطلوب هواي داخل
4: کنترل تقطير بخار آب در داخل استخر
به استثناي استخرهاي قهرماني با جايگاه مخصوص تماشاگران، در ساير استخرها به ندرت براي سرد کردن فضاي داخل از سيستمهاي مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت هوا استفاده ميشود
محدوده متداولي که انجمن اشريه براي دستيابي به شرايط آسايش حرارتي شناگران تعيين کرده، در جدول ( 1) ارايه شده است
ملاحظاتي که بايد براي طراحي سيستم تهويه مطبوع استخرهاي سرپوشيده مورد توجه قرار گيرد را ميتوان در موارد زير خلاصه کرد

کنترل رطوبت در استخرها
در تمامي استخرهاي سرپوشيده، رطوبت نسبي به دو دليل زيردر محدوده پنجاه تا شصت درصد نگه داشته و معمولا به زير پنجاه درصد کاهش داده نميشود
1. در رطوبت نسبي کمتر از پنجاه درصد، به دليل تبخير سريع آب از روي پوست، شناگراني که از آب خارج ميشوند احساس سرماي ناخوشايندي ميکنند

2. صرفنظر از ساير عوامل، در استخرها به دليل تبخير دايمي آب از کاسه استخر و شرايط بسيار مرطوب داخل، کاهش رطوبت نسبي فضاي داخل به زير چهل درصد مستلزم صرف هزينه بسيار زيادي است. د رحاليکه رطوبت نسبي بالاي پنجاه درصد با صرف هزينه اي منطقي و قابل قبول امکا ن پذير است
براي افرادي که در داخل استخر شنا ميکنند، رطوبت نسبي پنجاه تا شصت درصد بيشترين آسايش را به همراه خواهد داشت .
کنترل رطوبت فضاي داخل استخرها تنها در صورتي امکا نپذير است که بار نهان 4 يا بار رطوبت 5 مجموعه به طور دقيق محاسبه شود. پس از محاسبه مقدار بار نهان، براي دستيابي به شرايط پايدار و مطبوع در محيط داخل، لازم است رطوبت توليد شده با همان سرعت از فضاي داخل تخليه شود. بنابراين اولين گام در طراحي سيستم تهويه مطبوع استخرها، محاسبه مشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت مجموعه است
محاسبه بار استخرها

محاسبه بار نهان درا ستخرها نيز دقيقا مانند ساير ساختما نهاست به طو رکلي، در استخرها سه منبع براي توليد رطوبت وجود دارد
1. بار نهان داخلي ناشي از تبخير آب استخر
2. بار نهان ناشي از حضور شناگران

3. بار نهان هواي خارج که براي تهويه استخر مورد استفاده قرار ميگيرد





بار نهان داخلي

بار نهان داخلي در استخرها در نتيجه تبخير آب از کاسه استخر و محيطهاي مرطوب پيرامون آن ايجاد ميشود

شرايط استخرها به گونه اي است که بار نهان داخلي بخش عمد هاي از بار نهان کل را به خود اختصاص ميدهد. ميزان موثر بودن کنترل رطوبت بر وضعيت کلي استخرها تا حد زيادي به ارزيابي صحيح نرخ تبخير آب در استخر بستگي خواهد داشت
براي محاسبه نرخ تبخير آب در استخرها، عوامل زير بايد در نظر گرفته شود
1. سطح آزاد آب استخر: هرچه سطح استخر بيشتر باشد، نرخ تبخير آب نيز به همان نسبت بيشتر است
2. دمايمشاهده لینک ها و تصاویر پس از ورود یا عضویت : با کاهش دماي هواي استخر نسبت به دماي آب، نرخ تبخير آب به ميزان چشمگيري افزايش پيدا ميکند به منظور کاهش نرخ تبخير، دماي هوا بايد به اندازه (2−4ºF) - ( 1−2ºC ) بالاتر از دماي آب باشد
3. دماي هواي استخر: به منظور کاهش نرخ تبخير آب استخر و جلوگيري از القاي احساس سرما در بدن افراد حاضر در استخر ، دماي هوا در استخرهاي عمومي بايد به اندازه 2- سانتی گراد بالاتر از دماي آب نگه داشته شود. در اين حالت نيز دماي هوا نبايد از محدوده آسايش افراد تقريبا 30 درجه سانتی گراد تجاوز کند

4. رطوبت نسبي هواي داخل: محدوده مطلوب رطوبت نسبي براي اکثر استخرها بين پنجاه تا شصت درصد است. به عنوان يک قاعده کلي، رطوبت نسبي استخر بايد به انداز هاي کاهش داده شود که از تقطير بخار آب موجود در هوا بر روي درها و پنجر ه ها جلوگيري شود
5. جريان هواي روي سطح آب: يکي از عواملي که نرخ تبخير آب استخر را تحت تاثير قرار ميدهد، در استخرهاي سرباز سرعت باد و در استخرهاي سرپوشيده جريان هوايي است که از سطح آب استخر عبور ميکند. با کاهش جريان هوايي که مستقيما از روي سطح آب عبور ميکند، سرعت تبخير آب نيز کاهش پيدا ميکند
6. ميزان تلاطم آب و ضريب فعاليت شناگران: با افزايش ميزان فعاليت شناگران در داخل استخر، تلاطم سطح آب و سرعت تبخير آن بيشتر ميشود

از ميان عوامل ياد شده، پنج عامل اول کاملا مشخص و قابل تعيين هستند و اين طراح است که بايد پس از مشورت با کارفرما، محدوده مورد نياز براي هر يک را تعيين کند. اين عوامل در واقع مبناي محاسبه نرخ تبخير آب مبنا به شمار ميروند. منظور از نرخ تبخير آب مبنا ، سرعت تبخير آب استخر در مواقعي است که شناگران در آن حضور ندارند.











اما ششمين عامل، ضريب تلاطم آب است که براي ارزيابي مقدار اختلاط، تلاطم و پاشش آب به خارج استخر در هنگام حضور شناگران در نظر گرفته و تاثير آن با استفاده از ضريب فعاليت شناگران در معادلات لحاظ ميشود. در حين استفاده شناگران از استخر، بخشي . از آب استخر به خارج ميپاشد يا با خارج شدن شناگران از آن، بخشي از آب به خارج از حوضچه استخر ميريزد که موجب مرطوب شدن سطوح جانبي استخر نيز ميشود. اين آب در پيرامون کاسه استخر انباشته شده و به نوعي موجب افزايش سطح آب استخر و افزايش سرعت تبخير ميشود. بنابراين سيستم تهويه بايد قادر به دفع اين رطوبت اضافي نيز باشد. از اين جهت، در هنگام انتخاب سيستم تهويه و انجام محاسبات مربوطه اين سطح اضافي نيز بايد درنظر گرفته شود
نرخ تبخير آب در استخرها را ميتوان با استفاده از رابطه تجربي زير به دست آورد. اين معادله تنها براي استخرهاي با ميزان فعاليت متعارف صادق است و در آن تاثير پاشش آب استخر به خارج و سطح تماس آب با هواي آزاد در نظر گرفته شده است. در استخرهايي که شرايط آ نها با شرايط ياد شده متفاوت است مقدار آب تبخير شده نيز با مقدار محاسبه شده توسط اين رابطه متفاوت خواهد بود





که در رابطه فوق :

kg/s نرخ تبخير آب استخر =wp
m2 سطح آزاد استخر که با هواي خارج در تماس است . = A
m/s سرعت هواي عبوري از روي سطح آب = V
kJ/kg گرماي نهان مورد نياز براي تبخير آب در دماي سطح استخر = Y
kPa فشار اشباع در دماي نقطه شبنم اتاق = Pa
kPa فشار بخار اشباع در دماي آب سطح استخر =Pw
واحد مربوط به ضرايب ثابت 0.089 و 0.0782 به ترتيب 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) ميتوان آن را اصلاح نمود و با استفاده از رابطه به دست آمده نرخ تقريبي تبخير آب را بر مبناي نوع کاربري استخر تخمين زد.
د رصورتيکه مقدار گرماي نهان مورد نياز براي تبخير آب در دماي سطح استخر ( Y) تقريبا 1032Btu/lb) 2400kJ/kg ( و سرعت هواي عبوري از روي سطح آب ( V) بين 10−30fpm( 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 ياد ميشود نيز بر نرخ تبخير آب استخر تاثير ميگذارد. مقادير فشار بخار را نيز ميتوان از( جداول ترمو ديناميکي بدست آورد






که در اين رابطه :
wp= نرخ تبخير آب استخر kg/s
A= سطح آزاد استخر که با هواي خارج در تماس استm2
Pa= فشار اشباع در دماي نقطه شبنم اتاق kPa
Pw= فشار بخار اشباع در دماي آب سطح استخر kPa
Fa= ضريب فعاليت )بدون واحد (

به طور تقريبي، نرخ تبخير آب در استخرها گاهي به دو تا سه برابر نرخ تبخير در شرايط مبنا افزايش مييابد.
افزايش دماي آب موجب افزايش نرخ تبخير آب استخر ميشود

کاهش دماي هوا موجب افزايش نرخ تبخير آب استخر ميشود.
کاهش رطوبت نسبي هوا موجب افزايش نرخ تبخير آب استخر ميشود.

افزايش فعاليت شناگران (افزايش تلاطم آب) موجب افزايش نرخ تبخير آب استخر ميشود
آناليزر ميتواند جزيي از ساختار ژنراتور باشد يا به صورت جداگانه به آن متصل شود . در داخل آناليزر که شبيه به يک ستون تقطير است، سطوحي به صورت طبقاتي وجود دارد که آب روي آن ها جمع شده و آمونياک در اثر گرماي ناشي از ژنراتور از آن جدا شده و به سمت بالا و دهانه خروجي حرکت مي کند. رکتيفاير نيز عملکردي مانند پيش سردکن دارد که باقيمانده بخار آب همراه با آمونياک را از آن جدا نموده و به ژنراتور باز مي گرداند. دماي 40 تا 50 درجه سانتي گراد براي جداسازي آب از آمونياک در اين مرحله مناسب است. اين گرما توسط ژنراتور تامين ميشود و همين موضوع ، موجب کاهش ضريب بهره سيستم هاي آمونياکي نسبت به سيستم هاي ليتيمي ميشود. البته عليرغم صرف انرژي، رکتيفاير به طور کامل و صد درصد موفق به تفکيک بخارآب از آمونياک نمي شود و همواره احتمال وجود مقداري بخارآب در ورودي کندانسور وجود دارد.



بار نهان ناشي از حضور شناگران
اولين نکته اي که در زمينه بار نهان شناگران بايد مد نظر قرار گيرد آن است که در محاسبات تهويه مطبوع، شناگران معمولا به عنوان افراد حاضر در يک ساختمان در نظر گرفته نميشوند، چراکه آ نها اکثرا در داخل آب هستند. در محاسبات نيز بار نهان شناگران و تاثير تلاطم آب در ضريب فعاليت لحاظ ميشود. در استخرهايي با جايگاه تماشاگران، گاهي نزديک به چند هزار نفر براي ديدن مسابقات در سالن حاضر ميشوند که اين تعداد جمعيت نيز بار نهان قابل توجهي را به مجموعه اضافه ميکند.



















در استخرهاي قهرماني شرايط کمي با استخرهاي ديگر متفاوت است. به طور يکه در هر يک از خطوط شنا تنها يک شناگر حضور دارد. هرچند که ممکن است ميزان تلاطم آب ايجاد شده توسط شناگران و رقباي آ نها بسيار زياد باشد، ولي باز هم مقدار کلي تلاطم ايجاد شده بسيار کمتر از ديگر استخرهاست. در اين نوع استخرها، بخش عمده بار نهان بيش از آن که با شناگران و تلاطم آب در ارتباط باشد، از حضور تماشاگران در جايگاه ناشي ميشود.
بنابراين در استخرهاي قهرماني مقدار ضريب فعاليت به ميزان زيادي کاهش مييابد. در جدول ( 3) مقدار متوسط بار نهان ناشي از حضور تماشاگران در استخرها ارايه شده است.
بسياري از استخرهاي قهرماني، کاربري دوگانه دارند. به اين معني که شرايط مذکور تنها در روزهاي مسابقه بر آ نها حاکم است و در مواقع ديگر مانند يک استخر عمومي استفاده ميشوند. بنابراين توصيه ميشود، طراحي سيستم تهويه مطبوع و محاسبات مربوطه بر مبناي هر دو وضعيت انجام گيرد و سيستم تهويه مطبوع انتخاب شده قابليت کارکرد در دو وضعيت را داشته باشد.
براي ارزيابي بار نهان در استخرهاي قهرماني و محاسبه نرخ تبخير آب به طور متوسط بايد از ضريب فعاليت 0.65 استفاده کرد. البته تعداد تماشاگران نيز بايد در محاسبات لحاظ شود. در برخي از کدها و استانداردها تصريح شده است که به ازاي هر يک از تماشاگران بايد 25.5m3/hr (15cfm) هواي خارج در نظر گرفته شود.

بار نهان هواي خارج
استفاده از هواي خارج براي تامين کيفيت مطلوب در فضاي داخل استخر امري اجتناب ناپذير است. اما مسالهاي که وجود دارد آن است که تاثير تهويه هواي خارج بر شرايط داخل استخرها با تغييرات فصلي آب و هوا دچار تغيير ميشود. استفاده از هواي خارج در روزهاي گرم تابستان موجب افزايش رطوبت محيط و در روزهاي سرد زمستان موجب کاهش رطوبت محيط ميشود. بنابراين به منظور دستيابي به شرايط مطلوب در تمامي فصول سال لازم است محاسبات بر مبناي شرايط طراحي در فصل تابستان انجام شود.


طبق استاندارد 1999−ASHRAE 62 : به ازاي هر متر مربع از سطح کاسه استخر و مکا نهاي مرطوب بايد 9.1 m3/hr )به ازاي هر فوت مربع 0.5 cfm ( هواي خارج درنظر گرفته شود.
به ازاي هر يک از تماشاگران استخر بايد 25.5 m3/hr15 cfm) )هواي خارج درنظر گرفته شود.
در اکثر مواقع، محاسبات بر مبناي هر دو معيار ياد شده انجام ميشود و در نهايت مقدار بزر گتر مورد استفاده قرار ميگيرد.
در برخي از کدها توصيه شده است که تنها ( 1.5−1.8m (5−6ft از پيرامون کاسه استخر در محاسبات ياد شده در نظر گرفته شود، چراکه هدف اصلي از به کارگيري هواي خارج در استخرها، رقيقسازي گازها و بخارات شيميايي متصاعد شده از آب استخر است. به عبارت ديگر، قسمت خشک فضاي داخل استخر تاثير چنداني بر کيفيت هواي داخل فضاي استخر ندارد.

[RM10]

منظور شما تهویه مطبوع نبوده است؟