خیابان دکتر شریعتی، جنب حسینیه ارشاد، خیابان قبا، پلاک 33
021-2705

محاسبه دبی هوای تخلیه و تخمین ظرفیت اگزاست فن ها

محاسبه دبی هوای تخلیه و تخمین ظرفیت اگزاست فن ها

کاهش غلظت آلاینده های موجود در فضا به واسطه تخلیه هوا در کلیه استخرها و مجموعه های آبی، از الزامات طراحی این گونه مکان ها می باشد. معمولا برای محاسبه حجم هوای تخلیه از دو روش متداول استفاده می شود، که در ادامه هر یک از این روش ها بیان می شود.

محاسبه دبی هوای تازه مورد نیاز جهت انتقال آلاینده های موجود در فضا به خارج:

ساخت استخر

روش اول:

جریان هوایی که در اثر ورود هوای تازه به محوطه استخر ایجاد می کند، باید به اندازه ای باشد که توانایی بیرون راندن بخارات حاصل از تبخیر سطحی آب استخر و محیط پیرامون آن را داشته باشد. مقدار حداقل هوای تازه مورد نیاز جهت انتقال بخار آب موجود در هوا به خارج، با کمک روابط زیر محاسبه می شود:

QFresh Air = wp/[ρ(Wi – Wo)]

Q: دبی حجمی هوای تازه مورد نیاز m3/s

Wi: نسبت رطوبت هوای استخر در شرایط طراحی kg/kg

Ρ: چگالی هوای استاندارد (1.204 kg/m3)

Wp: نرخ تبخیر سطحی آب kg/s

به کمک رابطه زیر می توان نرخ تبخیر از سطح آب استخر را با توجه به شرایط سایکرومتریک محیط تخمین زد. لازم به ذکر است که این معادله در مورد استخرهایی با سطح فعالیت معمولی صادق بوده و در آن پاشش آب و میزان تبخیر از سطوح مرطوب کناره ای استخر نیز در نظر گرفته شده است:

Wp =A/V (Pw – Pa )(0.089 + 0.00782V)

WP : نرخ تبخیر سطحی آب (kg/s)

A : مساحت کاسه استخر(m2)

V : سرعت جریان هوا بر روی سطح آب(m/s)

Y : گرمای نهان مورد نیاز جهت تبدیل آب به بخار (در دمای سطح آب)(kj/kg)

Pa : فشار اشباع در دمای نقطه شبنم محیط (kpa)

Pw : فشار بخار اشباع در دمای سطح آب (kpa)

واحد فیزیکی 0.089 : W/(m2 .pa)

و 0.0782 : W.s/(m3 .pa)

هرچه فعالیت شناگران در داخل استخر بیشتر باشد نرخ تبخیر سطحی آب افزایش میابد با اضافه کردن ضریب فعالیت شناگران Fa در رابطه فوق می توان تاثیر این عامل را روی میزان تبخیر از سطح آب بررسی کرد.

در صورتی که مقدار گرمای نهان (Y) در محدوده (2400 kj/kg) 1032 BTU/Ib بوده و سرعت هوای عبوری از سطح آب (V) نیز بین (10-30 fpm)0.05-0.15 m/s باشد، معادله فوق به صورت زیر خواهد شد:

Wp = 4 * 10-5 A(Pw – Pa)Fa

Fa : ضریب فعالیت شناگران

جدول ضریب فعالیت شناگران:

روش دوم:

علاوه بر روابط فوق، می توان از مقادیر هوای تازه ارایه شده در کدها و آیین نامه ها نیز استفاده نمود. بنابر توصیه انجمن اشری مقدار هوای تازه مورد نیاز به ازای واحد سطح کاسه استخر و مکان های مرطوب به شرح زیر می باشد:

0.9 m3/(hr.m2) or 0.5 CFM/ ft2 or 2.2-11 m3/(hr.person)

دبی محاسبه شده از دو روش فوق برابر است با مقدار هوای تازه مورد نیاز شناگران در محیط استخر، که به منظور ایجاد فشار منفی در محوطه استخر و انتقال آلاینده ها به خارج از محیط باید مقدار هوای تخلیه به اندازه ده درصد بیشتر از حجم هوای تازه مورد نیاز شناگران در محوطه استخر باشد.

بنابراین ظرفیت حجمی اگزاست فن برابر است با:

QExhaust = QFresh Air * 1.1

QExhaust : ظرفیت فن تخلیهm3/s

QFresh Air : دبی حجمی هوای تازه مورد نیاز m3/s

محاسبه دبی هوای تهویه با استفاده از نرخ تعویض هوا:

حجم هوای در جریان در محوطه استخرها، معمولا بر اساس تحلیل سایکرومتریک شرایط محیط برآورد می شود. بر مبنای بیشتر استانداردها و آیین نامه ها، اماکن مرطوبی همچون استخرها به حداقل 6 بار تعویض هوای محیط در ساعت نیاز دارند. البته این نرخ تعویض هوا، بسته به کاربری استخر و تعداد نفرات حاضر در محوطه، متغیر خواهد بود. به عنوان مثال، در استخرهایی با جایگاه تماشاگران، که در آن از سیستم سرمایش منطقه ای استفاده می شود، نرخ تعویض هوا بیشتر از مقدار فوق در نظر گرفته می شود. در چنین استخرهایی لازم است، سیستم سرمایش مکانیکی، شرایط مناسبی از دما و رطوبت نسبی را برای آسایش تماشاچیان فراهم آورد.

در هر صورت، حداقل نرخ تعویض هوا در استخرها باید به گونه ای انتخاب شود که غلظت آلاینده ها در محیط، بیشتراز مقدار مجاز تعیین شده در استانداردها نباشد. در صورتی که در یک مجموعه، به منظور کاهش میزان تقطیر بخار آب بر روی سطوح داخلی سازه و تجهیزات از 100% هوای تازه جهت تهویه هوای استخر استفاده شود و یا برای استخر سیستم تهویه مطبوع وجود نداشته باشد (مناطق گرم و خشک) و تنها با ورود هوای تازه به داخل، جذب رطوبت توسط آن و انتقال هوای مرطوب به واسطه فن تخلیه به خارج، فرآیند تهویه صورت گیرد، مقدار دبی حجمی محاسبه شده از روابط فوق تنها معادل یک تا دوبار تعویض هوای استخر در ساعت خواهد بود؛ که اغلب مقدار اندکی است و در شرایط کاری با این نرخ تعویض هوا درصد بالایی از آلاینده ها و رطوبت نسبی در فضا باقی می ماند. به همین دلیل، معمولا به منظور تعیین نرخ تعویض هوا از اطلاعات موجود در کدها و آیین نامه ها استفاده می کنند.

در این حالت مقدار هوای تخلیه با استفاده از حجم فضا و تعداد دفعات تعویض هوا مطابق جدول محاسبه می شود.

معمولا در استخرها، به منظور جلوگیری از ایجاد کوران هوا و احساس سرما روی بدن مرطوب شناگران، نرخ تعویض هوا را بیش از چهار تا شش بار در ساعت در نظر نمی گیرند. تنها در مورد استخرهای قهرمانی با جایگاه تماشاگران است که در آن ها با توجه به تعداد نفرات حاضر و کاربری استخر، گاهی لازم است نرخ تعویض هوا بیش از شش بار در ساعت منظور شود. در نهایت بر مبنای نرخ تعویض هوا در ساعت (ACH) و بر اساس رابطه زیر می توان مقدار هوای تهویه را محاسبه کرد:

Q = VL * ACH

Q : دبی هوای تهویه m3/hr

VL : حجم فضای داخل m3

ACH : تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت

با توجه به دبی محاسبه شده از روش های فوق و با نظر کارفرما می توان از دو یا چند اگزاست فن جهت تخلیه هوا استفاده کرد. بهتر است دریچه های خروج هوا به صورت منظم و در فواصل یکسان بر فراز کاسه استخر و جکوزی و یا بر روی دیواره های جانبی نصب شود.

بررسی لزوم استفاده از سیستم های تهویه مطبوع در استخرها:

هدف از به کار گیری سیستم های تهویه مطبوع، کنترل دما و رطوبت نسبی، تنظیم سرعت وزش هوا، زدودن گردو غبار و سایر آلاینده های معلق در فضا، گرمایش و سرمایش هوا متناسب با فصول مختلف سال و در نهایت تامین هوای مطبوع و سالم برای افراد حاضر در محیط می باشد.

همان طور که پیش از این مطرح شد، استفاده از فن های تخلیه هوا در استخرها، به منظور انتقال آلاینده ها و رطوبت موجود در فضا به خارج، امری اجتناب ناپذیر است. از سوی دیگر، فرآیند تخلیه هوای آلوده در این اماکن، سبب ایجاد اختلاف فشار منفی بین داخل و خارج و باعث مکش هوا از درز در و پنجره ها در فصل زمستان و کاهش دمای محیط خواهد شد.

بنابراین، در اغلب مجموعه های ورزشی به منظور پیش گیری از اتلاف انرژی گرمایی، درز در و پنجره ها را به واسطه نصب درزگیر عایق کرده و یا از پنجره های دوجداره استفاده می کنند. این عامل مانع ورود هوای تازه به محیط استخر شده و در مقابل به منظور تعدیل اختلاف فشار محیط استخر با اماکن مجاور، تامین هوای تازه مورد نیاز شناگران و گرمایش فضا در فصول سرد سال، طراح، ناگزیر به استفاده از یک سیستم تهویه مطبوع همچون هواساز و فن کویل خواهد بود. و در نهایت همه عوامل فوق لزوم استفاده از یک سیستم جهت گرمایش، رطوبت زدایی و تامین هوای تازه مورد نیاز شناگران را توجیه می کند.