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温泉水处理及SPA和泳池

供水系统设计方案

 

  
一、方案概述

       张家口华凯国际大酒店是一个包括室外泡池群、游泳池、别墅群的综合性给排水、供热及水处理系统工程。工程涉及面广,设备多,为便于描

述,我们把项目化分为原水处理、恒压供水、 SPA终端給排水、别墅群生活热水供应、游泳池循环过滤以及自动控制六部分进行说明。

二、各部分组成及功能简述

(一)原水处理

       原水处理包括原水的净化、输送、降温与存储、原水净化、输送、存储
 
       原水采集于各天然温泉的汇流点,具有高温、高含沙量等特点,必须经过一系列的净化处理,才能供给泡池终端使用。

       原水处理工艺流程如下:


 

 

原水处理工艺流程图


        1、旋流除沙

        旋流除沙是采用沙水比重不同进行分离的原理,一路是分离后的水输送到缓存水箱,一路是因重力下沉的沙。沉积沙需要定期进行人工清理。

        2、板式换热降温

        85℃左右的原水经过旋流除沙器后,温度会降至80℃左右,仍远高于过滤、净化系统温度承受能力,必须采取强制降温处理。为保证温泉水的

物理性质不发生改变,我们设计采用逆流板式换热装置,把80℃左右的温泉水强制降温到50℃左右的温泉水。强制降温后的温泉水,再经过软水器、

石英砂过滤装罐、活性碳吸附罐、紫外线消毒器后,输送到主供水箱存储,为后续工艺使用。为节约冷水资源,我们采用游泳池存储的水做为热交


 

换介质。另外,为别墅群集中供热的水箱的加热和恒温也采用板换产生的热量,具体工艺图入下图所示:
 

板式换热原理图


        注意:由于板式换热前无法加装软水处理装置(软水器工作温度不能超过50℃),因此,板式换热无法避免的结垢会影响板换的工作效率。当

板换后的温泉水温暖超过50℃以上时,系统将强制整个供水系统的运行。必须保证板换后的温泉水温度低于50℃,系统才能连续正常运行。

(二)变频恒压输送

        原水经过净化工艺处理变成可使用的温泉水,进入主供水箱存储。主供水箱是为解决SPA用水高峰用水量不足而设计的具有一定存储能力的水

箱。通过主供水箱进行存储及二次供水,为原水处理流量不足赢的处理的时间。

        1、主供管网恒压控制

        为保证供水终端用水需要,需要对供水管网进行恒压控制。


 


 

变频恒压供水原理图

        2、主供管网恒温

        为避免主供管网的水在长时间不使用变冷的情况,在主供管网的末端设计了回水温差控制,在主管网管道末端水温与主供水箱水温差5℃时,

自动打开回水电磁阀,以维持整个管网的水温时刻控制在45℃左右。

主供水管网回水控制原理

 
(三)SPAU终端给、排水及恒温控制

       知了谷SPA水疗池按功能分:普通泡池(石灰岩池、红酒池、枯木池等)、功能泡池(旋涡池、瀑布池、溪流池、沸腾池等)及特殊功能疗

养(能量环、巷道按摩、鱼疗池)等。

        1、普通泡池

        1.1 普通泡池的控制结构示意图

普通泡池给排水原理图

        1.2 液位、温度控制工作原理

        在启用泡池时,主供电磁阀及恒温电磁阀自动打开,排水电磁阀关闭,泡池初次给水开始。到达高水位时,液位开关反馈信号给PLC控制

系统,主供电磁阀及恒温电磁阀关闭,系统初次给水结束。当因人使用和蒸发带走水分,液位低于高水位时,主供电磁阀自动打开,补足液位。

系统实时检测泡池温度,当泡池温度降低到设定温度以下时,恒温电磁阀打开,以补充新鲜温泉水。多余热水则由溢流口溢出。温度重回正常

值后,恒温电磁阀自动关闭。

       1.3 池底照明(含系统所有水底灯的控制)

       池底照明通过安装泡池侧面的水底灯实现,灯的控制通过触摸屏实现。

       2、功能泡池

       2.1 功能泡池的结构示意图

 

功能泡池给排水原理图

        2.2 工作原理

        功能泡池的给水、排水、恒温及照明与普通泡池一致,只是增加了循环泵或风泵提供动力。循环泵或风泵使水或风具有一定的动能,并通

过设计好的出水口或风口,或对人体产生按摩效果,或对人视觉产生冲击,或产生瀑布、溪流等场景。使人的身、心、神得到极大满足。以下

是功能池中最常见的旋涡池、沸腾池、溪流池、瀑布池实景展示:


 


 

旋涡池实景图

 



沸腾池实景图



溪流浴池实景图



洞窟浴池实景图



瀑布浴池实景图



巷道按摩示意图

        3、特殊功能

        在本项目中,特殊功能指能量坊、海沙浴、鱼料池。特殊功能与普通泡池及功能泡池,在结构和功能有较大区别。泡池是人直接接触温泉

水,利用温泉水的特性进行疗养。而特殊功能(能量坊、海沙浴等)是借助温泉的热能,利用管式换热原理,加热特定物质以实现能量转化,

来对人进行物理疗养;鱼疗池更特殊,是在泡池中放入特种耐温鱼苗(学名亲亲鱼),实现人鱼共浴。

        3.1 能量坊
 
        能量坊由6把高级定作躺椅组成,分别以黄龙玉、玛瑙、翡翠做外贴面,通过内置专用耐高温水管,实现热量传递,达到理疗效果。能量

坊的温度通过控制循环水泵的启停进行控制。温度低于设定值,自动启动循环泵,通过驱动缓存水箱中的高温水,流过高温水管,实现加热

(与地暖采暖原理一致)。

        3.2 海沙浴

        海沙浴是利用地暖管采集主供水箱的热,对海沙进行加热,利用加温后的海沙实现对人体的疗养。

        3.3 鱼疗池

        鱼疗池是在普通泡池的基础上,增加了一台制氧泵及生化过滤箱(自带紫外线消毒器)。

 

 

鱼疗池给排水原理图

(四)别墅群生活热水供应

        1、水源及存储方式

        别墅群生活用热水水源取自市政自来水管网,需要先存储后加温使用。

        2、加温及恒温控制

        加温与保温的热量取自温泉水降温板式换热产生的热量,通过控制系统使水箱水温保持在50℃左右。原理参见图二:板式换热原理图

        3、输送

        输送方式采用变频恒压输送方式。原理参见图三:变频恒压供水原理图

(五)游泳池的给水、排水及循环过滤

        设计规范按照国家《游泳池给水排水工程技术手册》(中国建筑工业出版社出版)进行。游泳池的平面布置图如下:

 

游泳池平面布置图


       深水区:25*8*2(长(m )*宽(m )*深(m ))  容积约:400m3

       浅水区(含儿童戏耍池):25*4*1.5(儿童1.2)(长(m )*宽(m )*深(m ))  容积约:140m3

       游泳池总容积为:540 m3

       1、水质要求:

水质设计参数表

序号

项目

国家标准

设计标准

1

水温

23~30℃

30℃±3℃

2

PH值

7.0~7.8

7.0~7.8

3

浑浊度

≦5TNU

≦2TNU

4

尿素

≦3.5mg/L

≦3.5mg/L

5

游离性余氯

≦0.3~0.5mg/L

≦0.3~0.5mg/L

6

细菌总数

≦1000个/mL

≦200个/mL

7

大肠杆菌数

≦18个/L

每100mL不得检出


        2、初次充水及排水时间

        ◆ 初次充水时间:≦48小时(根据甲方实际水量可调整)

        ◆ 排空时间:≦4小时

        3、水处理工艺

        ◆ 使用自带毛发过滤器循环泵(预过滤)

        ◆ 石英砂过滤(主过滤)

        ◆ 絮凝剂投加装置(辅助过滤)

        ◆ 紫外线消毒

        4、池底照明

        游泳池的照明通过安装泳池侧面8只不锈钢专用水底灯实现,水底灯采用AC12V供电。通过安装于泳池侧面的水底灯实现照明。
 
三、主供水箱、缓存水箱容积、及别墅生活用热水水箱设计

        1、主供水箱、缓存水箱

        要设计主供水箱缓存水箱容积、及别墅生活用热水水箱,必须知道整个系统两个非常重要的参数:日最大用水量和每小时最大用水量。

        1.1日最大用水量估算及每小时最大用水量

        为节约资源,游泳池的水设计为循环使用,他的用水源来自市政自来水,在计算在日最大用水量和每小时最大用水量不考虑。

        日最大用水量由四部分组成:

V1:所有泡池的初次给水

V2:补充泡池因蒸发和人体带走损失的水

V3:维持泡池恒温需要的补充水

V4:别墅泡池及生活用水

V0:总的用水量

V0=V1+V2+V3+V4

根据统计计算,所有室外泡池的容积和为V1=110立方;

V2: 按经验公式,补充水按泡池容积6%进行补充

V2=V1*6%=6.6立方

V3:采用热量平衡原则进行计算。

新温泉水按48℃(主供水箱水温设计为50℃),泡池恒温按42℃进行估算。

第1步::计算维持泡池恒温(42℃)所需的热量Q1

第2步:根据热量平衡原则,按新鲜温泉水温度从50℃降低到42℃,需要的补充比。

第1部分:恒温所需热量Q1

Q1=1.2*∑*(1.163*V*(0.0174*VF+0.0229)*(PB-PA)*760*F/B)

∑:所有泡池该值的总和

Q1=1039225KJ/H

Q2=水的密度*水的比热*(新鲜温泉水温度(50℃-泡池使用温度42℃)*补充水总的容积

利用Q1=Q2,可以解算出总的补充水量:V3=31立方


V4: 别墅群泡池及生活用水

别墅群共有9个别墅,由目前没有泡池的具体尺寸,因此,按每个泡池6立方的用水量进性估计,合计45立方,再考虑恒温及散热,V4取55立方。

V0=V1+V2+V3+V4=110+6.6+31+55=203立方。

日最大用水量:203立方

1.2每小时最大用水量

由于SPA泡池的使用特点,在泡池初次给水时需要在1个小时内把所有泡池注满,因此小时最大用水量按203立方计算。根据知了谷用水特点,取个不均衡使用系数0.7则每小时最大用水量为:203*0.8=142立方。

1.3主供水箱及缓存水箱容积确定

结合日最大用水量和每小时最大用水量的计算,主供水箱设计为120立方,缓存水箱设计为30立方,可满足知了谷高峰用水需求。水箱的长、宽、高尺寸根据实际机房尺寸待定。

1.4水箱制作工艺

   主供水箱和缓存水箱均采用混泥土浇灌,做防水处理。并设置自然溢流口。整个水箱部做保温。

2、别墅群生活用热水水箱设计

2.1最大日用水量及每小时最大用水量

知了谷有9栋别墅,按每个别墅最大日用水0.8方来计算的话,水箱设计必须大于7.2立方。由于供热水箱主要为宾客淋浴用水,每小时最大用水量也按7.2立方进行计算。因此供热水箱按10立方进行设计。

2.2供热水箱制作 

供热水箱采用不锈钢制作,外加保温层和溢流口。水箱的长、宽、高尺寸暂不定。

四、水处理设备粗选型

1、水处理、净化、消毒设备

水处理设备按使用部位和功能进行

1.1旋流除沙器  

厂家:国产    

使用工艺:原水净化处理

旋流除沙器选用国产XY-40/25

每小时处理流量:40~80T

技术参数:

①进水浊度≦320度

②出水浊度≦10度

③进水压力≧0.4MP

④压力损失0.028MP

⑤除砂直径:>0.8毫米

1.2不锈钢石英砂过滤罐

厂家:国产     

使用工艺:游泳池净化处理

技术参数:

1.3不锈钢活性碳吸附罐

数量:1台   使用部位:缓存水箱到主供水箱的管道过滤

技术参数: 

1.4玻璃纤维石英砂过滤罐(WLBCG1000)

厂家:威浪仕   

使用工艺:原水净化处理

主要技术参数:

◆ 进出口管径:2.0(inch)

◆ 过滤面积:0.79(m2)

◆ 流量:35 m3/h

◆ 装砂量:712kg

1.5软水处理器

厂家:北京碧波晟业   

使用工艺:原水净化处理

技术参数: 

1.6板式换热器

厂家:广东热合    

使用工艺:原水净化处理

技术参数:2、水循环设备

2.1 耐高温管道立式离心泵(3KW)

厂家:上海凯泉  

使用工艺:原水净化处理

技术参数:

 

2.2高温管道立式离心泵(1.1KW)

数厂家:上海凯泉  

使用工艺:原水净化处理

技术参数:

 2.2变频增压泵(11KW)

厂家:上海凯泉   

使用工艺:主供管网恒压供水

变频增压泵(11KW)

厂家:上海凯泉   数量:2台  

使用工艺:别墅供热管网恒压供水

2.3循环过滤泵2.2KW(自带毛发过滤器)

厂家:威浪仕

使用工艺:泳池循环过滤用3台

使用工艺:泡池循环过滤用8台 

2.4潜污泵900W

厂家:乐泰泵业  

使用工艺:瀑布与叠水

3、水底照明设备

厂家:美国滨特尔

供电电压:AC12V,自带温度保护功能。

选用美国滨特尔水底灯,。

4、水温、水液位检测设备



◆温度控制器:

厂家:日本OMRON

技术参数:AC220V供电,自带RS485通讯模块。

传感器输入:PT100

可实现远程与PLC进行读写控制。

使用地点:所有室外需要恒温控制的泡池和测温点。

◆温度传感器:

厂家:北京赛亿凌

技术参数:不锈钢外壳封装

传感器类型:PT100

使用地点:所有室外需要恒温控制的泡池和测温点。

◆不锈钢浮球液位开关

厂家:北京赛亿凌

使用地点:所有室外需要液位控制的泡池。

5、阀门及管道、管件

◆电动3通阀

厂家:上海上晋

使用地点:板换工艺

◆电磁阀

厂家:上海上晋

使用地点:泡池给、排水控制

◆涡杆碟阀

厂家:厦门三厘

使用地点:泳池给、排水控制

◆ 手动碟阀

厂家:厦门三厘

泡池给排水控制

◆热力管道(国产)

◆冷水管道(华亚)

五、自动监控系统

自动监控系统由动力配电柜和PLC控制柜两面柜组成,实现整个系统流量、温度、液位、压力的协调运行。

 

图十二:温度器读写控制示意图

主要元件选型

1、 触摸屏   

选用日本OMRONNP7英寸彩色触摸屏

  2、 PLC

选用日本OMRON CP1L小型PLC

 3、 变频器

选用国产海利普水泵专用变频器

 4、 其他低压电气元件

配电部分选用TE公司产品,其他器件选用国产优质产品。

5、 实现功能

◆ 泡池组横温控制;

◆ 泡池给排水远程控制;

◆ 供水管网自动变频恒压控制;

◆ 水底灯组远程控制;

◆ 游泳池循环过滤时钟控制;

◆ 所有电器执行部件集中监控;