روش محاسبه و انتخاب پمپ و فیلتر شنی استخر

پمپ و فیلتر استخر، دو دستگاه اصلی جهت تصفیه و شفاف نگه داشتن آب استخر هستند. به همین دلیل، انتخاب صحیح پمپ و فیلتر از اهمیت بسیار بالایی در اثربخشی سیستم تصفیه استخر برخوردار است.

پمپ تصفیه استخر در واقع قلب سیستم تصفیه استخر است. مکش آب از نقاط مختلف تعبیه شده در استخر و ایجاد فشار لازم برای عبور آن از فیلتر شنی و سایر تجهیزات مانند کلرزن و مبدل و نیز سیستم لوله کشی، بر عهده پمپ استخر است.

فیلتر استخر مسئولیت بیش از 50% شفافیت و تمیزی آب استخر را بر عهده دارد. هر چند حفظ تعادل شیمیایی آب استخر در افزایش شفافیت و کیفیت آب بسیار مؤثر است، اما با وجود یک فیلتر کثیف، بدون نگهداری مناسب و یا سایز نامناسب، شفاف و تمیز کردن آب استخر امکانپذیر نخواهد بود.

برای انتخاب نوع و مدل فیلتر مناسب برای استخر، نیاز به محاسبه ظرفیت فیلتر بر اساس "حجم استخر" و "دبی آب خروجی پمپ تصفیه استخر" می باشد.

در ادامه این مقاله به روش محاسبه و گام به گام پمپ و فیلتر استخر پرداخته شده و مثال های مختلفی نیز برای تفهیم بیشتر موضوع آورده شده است.

انتخاب ظرفیت مناسب پمپ و فیلتر شنی استخر

محاسبه حجم استخر

اولین قدم برای انتخاب فیلتر مناسب، تعیین حجم آب استخر است. حجم کاسه استخر معمولاً با توجه به اشکال هندسی آنها به سادگی قابل محاسبه هستند. به عنوان مثال، حجم استخرهایی که به شکل مکعب مسنطیل هستند. با ضرب متراژ طول، عرض و ارتفاع متوسط استخر محاسبه می شود.

مثال: برای یک استخر خصوصی با طول 8 متر، عرض 4 متر و عمق متوسط 1.6 متر، حجم استخر به روش زیر محاسبه می شود:

8 * 4 * 1.6 = 51.2 متر مکعب

محاسبه نرخ گردش آب

در مرحله بعد، با توجه به نوع استخر، نرخ گردش آب (Turnover Rate) مشخص می شود. برای این کار می توان از جدول راهنمای زیر استفاده کرد:

منظور از نرخ گردش آب، این است که به عنوان مثال در یک استخر خانگی سرپوشیده، آب استخر هر 6 ساعت یکبار یا به عبارتی در هر شبانه روز 4 مرتبه می بایست از فیلتر عبور کرده و کاملاً تصفیه شود.

مثال: با فرض روباز بودن استخر مثال بالا، نرخ گردش آب به روش زیر محاسبه می شود:

4 / 51.2 = 12.8 متر مکعب بر ساعت

انتخاب پمپ تصفیه استخر

همانطور که مطرح شد، قلب سیستم تصفیه استخر، پمپ است. انتخاب صحیح پمپ علاوه بر افزایش راندمان تصفیه، بر عملکرد و انتخاب فیلتر استخر نیز تأثیر مستقیم دارد.درست است که هر فیلتر شنی استخر، دارای یک "حداکثر ظرفیت آبدهی طراحی" است، اما این پمپ تصفیه استخر است که دبی واقعی عبوری از فیلتر را تعیین می کند. برای تعیین میزان دبی آب عبوری از مدار تصفیه استخر، نیاز به مشخصات فنی و عملکردی ارائه شده توسط شرکت سازنده پمپ و نیز نوع سیستم لوله کشی و قرارگیری تجهیزات دارد. سیستم لوله کشی و چیدمان تجهیزات و فواصل آنها به نوعی نشاندهنده میزان مقاومت در برابر جریان بوده و به عبارت مهندسی تر، برای انتخاب پمپ با هد مناسب، نیاز به محاسبه "فشار دینامیکی کل" (Total Dynamic Head) سیستم خواه بود. با محاسبه و یا تخمین "فشار دینامیکی کل" یا "هد کل" (Total Head) و جانمایی آن در منحنی عملکرد پمپ، می توان دبی واقعی عبوری خروجی پمپ تصفیه را مشخص نمود.

وجود لوله، اتصالات و تجهیزات مختلف در مسیر مدار تصفیه استخر باعث ایجاد مقاومت در برابر جریان و افت فشار می شود. هر چقدر مسیر سیستم لوله کشی و فاصله تجهیزات تا استخر بیشتر باشد، به پمپ قوی تری نیاز است تا بر افت فشار مسیر لوله کشی غلبه کند. محاسبه دقیق افت فشار مدار تصفیه با توجه به سایز و فواصل لوله ها، اتصالات و تجهیزات در استخرهای عمومی با توجه به حساسیت و هزینه بالای تجهیزات توجیه دارد. اما این کار برای استخرهای خصوصی، بصورت جداگانه کار وقت گیری است و عملاً برای محاسبه ظرفیت پمپ و فیلتر این استخرها از این روش استفاده نمی شود. در استخرهای خصوصی از چند قاعده تجربی زیر می توان استفاده کرد:

- هد متوسط مورد نیاز پمپ در استخرهای خصوصی حدود 14 متر در نظر گرفته شود.

- به ازای هر 10 متر فاصله افقی پمپ تا استخر، یک متر به هد مورد نیاز پمپ اضافه شود.

- به ازای هر متر بالاتر بودن پمپ از سطح آب استخر، بک متر به هد مورد نیاز پمپ اضافه شود.

البته همانطور که گفته شد، قواعد تجربی بالا بصورت حدودی بوده و برای محاسبه سرانگشتی هد مورد نیاز پمپ تصفیه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. با تخمین هد مورد نیاز پمپ و نرخ گردش مورد نیاز استخر، می توان با توجه به منحنی عملکرد پمپ ها، پمپ مناسب استخر را انتخاب و میزان دقیق دبی عبوری سیستم تصفیه را مشخص نمود.

مثال: اگر به منحنی عملکرد پمپ با توان 2 اسب بخار EMAUX مدل SPH200 توجه شود، حداکثر ظرفیت آبدهی این پمپ حدود 29 متر مکعب بر ساعت است. طبعاً این مقدار با دبی واقعی پمپ در سیستم تصفیه استخر تفاوت خواهد داشت. اگر با توجه به قواعد ارائه شده، هد کل مورد نیاز پمپ را 14متر در نظر بگیریم، با توجه منحنی عملکرد پمپ، میزان آبدهی به حدود 18 متر مکعب بر ساعت می رسد. حالا اگر فرض کنیم با افزایش فاصله پمپ و مسیر لوله کشی از استخر، هد مورد نیاز پمپ به 18 متر برسد، آبدهی پمپ نیز به 10 متر مکعب بر ساعت افت می کند.

انتخاب فیلتر شنی استخر

برای هر مدل فیلتر استخر، یک "دبی حداکثر آب عبوری" در نظر گرفته می شود که فیلتر قادر است نرخ گردش تا آن مقدار را بخوبی تصفیه کند. دبی بیشتر از دبی طراحی فیلتر، علاوه بر کاهش کیفیت تصفیه آب استخر می تواند منجر به آسیب دیدگی شیر، لوله و نازل داخل فیلتر شنی و یا پارگی صفحات فیلترهای کارتریجی و کاهش طول عمر فیلتر استخر شود.

مثال: حداکثر دبی آب عبوری فیلتر شنی EMAUX مدل MFV24 معادل 14 متر مکعب بر ساعت می باشد. بنابراین با فرض استفاده از این فیلتر برای یک استخر خصوصی سرپوشیده (نرخ گردش آب هر 6 ساعت یکبار)، نهایتاً در بهترین حالت و با فرض کارکرد فیلتر در بالاترین شرایط طراحی، استخر با حجم 84 متر مکعب را می توان با این فیلتر تصفیه نمود.

در زمان طراحی و انتخاب فیلتر، توصیه می شود که فیلتر را کمی بزرگتر از دبی محاسبه شده نرخ گردش آب استخر انتخاب کرد. در مثال بالا، خیلی بعید است که بتوان پمپی انتخاب کرد که دقیقاً دبی 14 متر مکعب بر ساعت را در افت فشار محاسبه شده مسیر مدار تصفیه استخر آبدهی داشته باشد. ضمناً فیلتر نباید همیشه در شرایط حداکثر دبی طراحی کار کند و بهتر است در عمل 80% حداکثر ظرفیت فیلتر برای تصفیه در نظر گرفته شود. به این ترتیب، فیلتر در شرایط کاری بهتری کار کرده و راندمان تصفیه و طول عمر فیلتر نیز افزایش خواهد یافت.

بنابراین در مثال فوق اگر 80% حداکثر ظرفیت فیلتر (11.2 = 0.8 * 14) محاسبه شود، بزرگترین استخری که می توان برای تصفیه آن از این فیلتر استفاده کرد، 67.2 متر مکعب خواهد شد.

برای محاسبه ظرفیت مورد نیاز فیلتر و انتخاب نوع آن، با توجه به پمپ انتخاب شده و هد دینامیکی مورد نظر و بررسی منحنی عملکرد پمپ، دبی واقعی خروجی پمپ تعیین شده و بر اساس آن، فیلتر شنی استخر انتخاب می شود.

مراحل فوق، در مثال زیر بصورت کامل توضیح داده شده اند.

حل یک مثال کامل برای تعیین ظرفیت فیلتر استخر

فرض کنید استخر سرپوشیده خصوصی با طول 11 متر, عرض 5 متر، حداقل عمق 1 متر و حداکثر عمق 2.5 متر در اختیار داشته و می خواهیم پمپ و فیلتر مناسب را برای آن انتخاب کنیم.

قدم اول – محاسبه حجم استخر

عمق متوسط (متر) : 1.75 = 2 / (1 + 2.5)

حجم استخر (متر مکعب) : 96.25 = 1.75 * 5 * 11

قدم دوم – محاسبه نرخ گردش آب

با توجه به جدول راهنمای نرخ گردش آب برای استخر خصوصی سرپوشیده که می بایست تعداد دفعات گردش آب در استخر هر 6 ساعت یک بار باشد، نرخ گردش آب به شکل زیر محاسبه می شود:

نرخ گردش آب (متر مکعب بر ساعت) : 6.04 = 6 / 96.25

قدم سوم – انتخاب پمپ تصفیه مناسب

با توجه به دبی به دست آمده و فرض 14 متر هد مورد نیاز برای پمپ و تقاطع این دو عدد در منحنی عملکرد پمپ های سری SPH برند EMAUX که در مقاله آمده، نقطه تقاطع بین منحنی پمپ های مدل SPH150 و SPH200 قرار می گیرد. در این شرایط پمپ SPH200 را انتخاب می کنیم.

قدم چهارم – محاسبه ظرفیت فیلتر تصفیه

درست که در محاسبه اولیه دبی تصفیه با استفاده از حجم استخر به عدد 16.04 متر مکعب بر ساعت رسیدیم، اما با توجه به اینکه الان مدل پمپ تصفیه مشخص شده، مجدداً به منحنی عملکرد پمپ برگشته و مقدار دبی واقعی پمپ SPH200 در هد 14 متر را نقطه یابی می کنیم. مشاهده می کنیم که میزان آبدهی پمپ SPH200 در هد 14 متر طبق منحنی عملکرد، 18 متر مکعب بر ساعت می باشد. ملاک انتخاب سایز فیلتر همین دبی 18 متر مکعب بر ساعت می باشد.

قدم پنجم – انتخاب فیلتر تصفیه مناسب

با توجه به دبی 18 متر مکعب بر ساعت، حالا می توانیم فیلتر مناسب استخر را انتخاب کنیم. برای انتخاب فیلتر مناسب، به عنوان نمونه به جدول مشخصات فیلترهای شنی سری MFV برند EMAUX مراجعه می کنیم.

همانطور که در جدول مشخصات این فیلترها مشاهده می شود، حداکثر دبی طراحی  فیلتر شنی مدل MFV27 برابر 18 متر مکعب بر ساعت است و می تواند برای این استخر در نظر گرفته شود. اما با توجه به مطالبی که قبلاً در خصوص بالاتر گرفتن ظرفیت اسمی فیلتر نسبت به دبی واقعی مطرح شد، توصیه می شود که با در نظر گرفتن دبی 18 متر مکعب بر ساعت به عنوان 80% ظرفیت فیلتر انتخاب شده و با محاسبه زیر:

ظرفیت فیلترانتخابی (متر مکعب بر ساعت) : 22.5 = 0.8 / 18

به این نتیجه می رسیم که انتخاب فیلتر با ظرفیت بالاتر (مدل MFV31) برای این استخر بسیار مناسب تر بوده و عملکرد تصفیه بسیار بهتری دارد.