溫泉水處理及SPA和泳池供水系統設計方案

溫泉水處理及SPA和泳池供水

系統設計方案

一、方案概述

知了谷SPA供水供熱項目是一個包括室外泡池群、游泳池、別墅群

的綜合性給排水、供熱及水處理系統工程.工程涉及面廣,設備多,為便于

描述,我們把項目化分為原水處理、恒壓供水、SPA終端給排水、別墅群

生活熱水供應、游泳池循環過濾以及自動控制六部分進行說明.

二、各部分組成及功能簡述

第一部分：原水處理

原水處理包括原水的凈化、輸送、降溫與存儲

1、原水凈化、輸送、存儲

原水采集于各天然溫泉的匯流點,具有高溫、高含沙量等特點,必須

經過一系列的凈化處理,才能供給泡池終端使用.

原水處理工藝流程如下：

圖一：原水處理工藝流程圖

1.1旋流除沙

旋流除沙是采用沙水比重不同進行分離的原理,一路是分離后的水

輸送到緩存水箱,一路是因重力下沉的沙.沉積沙需要定期進行人工清理.

1.2板式換熱降溫

85℃左右的原水經過旋流除沙器后,溫度會降至80℃左右,仍遠高于

過濾、凈化系統溫度承受能力,必須采取強制降溫處理.為保證溫泉水的

物理性質不發生改變,我們設計采用逆流板式換熱裝置,把80℃左右的溫

泉水強制降溫到50℃左右的溫泉水.強制降溫后的溫泉水,再經過軟水

器、石英砂過濾裝罐、活性碳吸附罐、紫外線消毒器后,輸送到主供水箱

存儲,為后續工藝使用.為節約冷水資源,我們采用游泳池存儲的水做為熱

交換介質.另外,為別墅群集中供熱的水箱的加熱和恒溫也采用板換產生

的熱量,具體工藝圖入下圖所示：

圖二：板式換熱原理圖

注意：由于板式換熱前無法加裝軟水處理裝置〔軟水器工作溫度不能超

過50℃〕,因此,板式換熱無法避免的結垢會影響板換的工作效率.當板換

后的溫泉水溫暖超過50℃以上時,系統將強制整個供水系統的運行.必須

保證板換后的溫泉水溫度低于50℃,系統才能連續正常運行.

第二部分：變頻恒壓輸送

原水經過凈化工藝處理變成可使用的溫泉水,進入主供水箱存儲.

主供水箱是為解決SPA用水高峰用水量不足而設計的具有一定存儲能

力的水箱.通過主供水箱進行存儲及二次供水,為原水處理流量不足贏的

處理的時間.

1、主供管網恒壓控制

為保證供水終端用水需要,需要對供水管網進行恒壓控制.

圖三：變頻恒壓供水原理圖

2、主供管網恒溫

為避免主供管網的水在長時間不使用變冷的情況,在主供管網的末端

設計了回水溫差控制,在主管網管道末端水溫與主供水箱水溫差5℃時,

自動打開回水電磁閥,以維持整個管網的水溫時刻控制在45℃左右.

圖四：主供水管網回水控制原理

第三部分：SPAU終端給、排水及恒溫控制

知了谷SPA水療池按功能分：普通泡池〔石灰巖池、紅酒池、枯木

池等〕、功能泡池〔旋渦池、瀑布池、溪流池、沸騰池等〕及特殊功能

療養〔能量環、巷道按摩、魚療池〕等.

1、普通泡池

1．1普通泡池的控制結構示意圖

圖五：普通泡池給排水原理圖

1．2液位、溫度控制工作原理

在啟用泡池時,主供電磁閥及恒溫電磁閥自動打開,排水電磁閥關

閉,泡池初次給水開始.到達高水位時,液位開關反饋信號給PLC控制系統,

主供電磁閥及恒溫電磁閥關閉,系統初次給水結束.當因人使用和蒸發帶

走水分,液位低于高水位時,主供電磁閥自動打開,補足液位.系統實時檢

測泡池溫度,當泡池溫度降低到設定溫度以下時,恒溫電磁閥打開,以補充

新鮮溫泉水.多余熱水則由溢流口溢出.溫度重回正常值后,恒溫電磁閥自

動關閉.

1.3池底照明〔含系統所有水底燈的控制〕

池底照明通過安裝泡池側面的水底燈實現,燈的控制通過觸摸屏實現.

2、功能泡池

1．1功能泡池的結構示意圖

圖六：功能泡池給排水原理圖

2．2工作原理

功能泡池的給水、排水、恒溫及照明與普通泡池一致,只是增加了

循環泵或風泵提供動力.循環泵或風泵使水或風具有一定的動能,并通過

設計好的出水口或風口,或對人體產生按摩效果,或對人視覺產生沖擊,或

產生瀑布、溪流等場景.使人的身、心、神得到極大滿足.以下是功能池

中最常見的旋渦池、沸騰池、溪流池、瀑布池實景展示：

旋渦池實景圖

沸騰池實景圖

溪流浴池實景圖

洞窟浴池實景圖

瀑布浴池實景圖

巷道按摩示意圖

3、特殊功能

在本項目中,特殊功能指能量坊、海沙浴、魚料池.

特殊功能與普通泡池及功能泡池,在結構和功能有較大區別.泡池是

人直接接觸溫泉水,利用溫泉水的特性進行療養.而特殊功能〔能量坊、

海沙浴等〕是借助溫泉的熱能,利用管式換熱原理,加熱特定物質以實現

能量轉化,來對人進行物理療養；魚療池更特殊,是在泡池中放入特種耐

溫魚苗〔學名親親魚〕,實現人魚共浴.

3．1能量坊

能量坊由6把高級定作躺椅組成,分別以黃龍玉、瑪瑙、翡翠做外貼

面,通過內置專用耐高溫水管,實現熱量傳遞,達到理療效果.能量坊的溫

度通過控制循環水泵的啟停進行控制.溫度低于設定值,自動啟動循環泵,

通過驅動緩存水箱中的高溫水,流過高溫水管,實現加熱〔與地暖采暖原

理一致〕

3．2海沙浴

海沙浴是利用地暖管采集主供水箱的熱,對海沙進行加熱,利用加溫后的

海沙實現對人體的療養.

海沙浴池實景圖

3．3魚療池

魚療池是在普通泡池的基礎上,增加了一臺制氧

泵及生化過濾箱〔自帶紫外線消毒器〕.

圖七：魚療池給排水原理圖

第四部分：別墅群生活熱水供應

1、水源及存儲方式

別墅群生活用熱水水源取自市政自來水管網,需要先存儲后加溫使

用.

2、加溫及恒溫控制

加溫與保溫的熱量取自溫泉水降溫板式換熱產生的熱量,通過控制系

統使水箱水溫保持在50℃左右.原理參見圖二：板式換熱原理圖

3、輸送

輸送方式采用變頻恒壓輸送方式.原理參見圖三：變頻恒壓供水原理圖

第五部分：游泳池的給水、排水及循環過濾

設計規范按照國家《游泳池給水排水工程技術手冊》〔出版〕進行.

游泳池的平面布置圖如下：

圖八：游泳池平面布置圖

深水區：25*8*2〔長*寬*深〕 容積約：400m

3

淺水區〔含兒童戲耍池〕：25*4*1.5<兒童1.2>〔長*寬*深〕

容積約：140m

3

游泳池總容積為：540m

3

1、水質要求：

水質設計參數表

序號 項目 國家標準 設計標準

1 水溫 23~30℃ 30℃±3℃

2 PH值 7.0~7.8 7.0~7.8

3 渾濁度 ≦5TNU ≦2TNU

4 尿素 ≦3.5mg/L ≦3.5mg/L

5 游離性余氯 ≦0.3~0.5mg/L ≦0.3~0.5mg/L

6 細菌總數 ≦1000個/mL ≦200個/mL

7 大腸桿菌數 ≦18個/L 每100mL不得檢出

2、池體主體結構

池體主體結構采用負沿〔無邊際〕設計：

示意圖如下：

圖九：負沿結構示意圖

負沿泳池實景效果如下:

圖十：負沿游泳池實景圖

2、初次充水及排水時間

◆初次充水時間：≦48小時〔根據甲方實際水量可調整〕

◆排空時間：≦4小時

3、循環方式及循環時間

循環過濾方式采用逆流式循環,通過均XX箱進行補充水.循環時間6小

時.

圖十一：泳池循環過濾系統管路示意圖

4、水處理工藝

◆使用自帶毛發過濾器循環泵〔預過濾〕

◆石英砂過濾〔主過濾〕

◆絮凝劑投加裝置〔輔助過濾〕

◆紫外線消毒

5、泳池的加熱與恒溫

泳池初次加熱及恒溫所需熱量來自與溫泉水進行板式換熱產生的熱

量,通過自動化控制系統維持水溫在30℃左右.

原理參見圖二：板式換熱原理圖.

6、池底照明

游泳池的照明通過安裝泳池側面8只不銹鋼專用水底燈實現,水底燈

采用AC12V供電.

通過安裝于泳池側面的水底燈實現照明.燈的安裝位置參見圖八：游泳池

平面布置圖

三、主供水箱、緩存水箱容積、及別墅生活用熱水水箱設計

1、主供水箱、緩存水箱

要設計主供水箱緩存水箱容積、及別墅生活用熱水水箱,必須知道整

個系統兩個非常重要的參數：日最大用水量和每小時最大用水量.

1.1日最大用水量估算及每小時最大用水量

為節約資源,游泳池的水設計為循環使用,他的用水源來自市政自來

水,在計算在日最大用水量和每小時最大用水量不考慮.

日最大用水量由四部分組成：

V1:所有泡池的初次給水

V2:補充泡池因蒸發和人體帶走損失的水

V3:維持泡池恒溫需要的補充水

V4：別墅泡池及生活用水

V0：總的用水量

V0=V1+V2+V3+V4

根據統計計算,所有室外泡池的容積和為V1=110立方；

V2:按經驗公式,補充水按泡池容積6%進行補充

V2=V1*6%=6.6立方

V3:采用熱量平衡原則進行計算.

新溫泉水按48℃〔主供水箱水溫設計為50℃〕,泡池恒溫按42℃進行估

算.

第1步:：計算維持泡池恒溫〔42℃〕所需的熱量Q1

第2步：根據熱量平衡原則,按新鮮溫泉水溫度從50℃降低到42℃,需要

的補充比.

第1部分：恒溫所需熱量Q1

Q1=1.2*∑*<1.163*V*<0.0174*VF+0.0229>**760*F/B>

∑:所有泡池該值的總和

Q1=1039225KJ/H

Q2=水的密度*水的比熱*〔新鮮溫泉水溫度〔50℃-泡池使用溫度42℃〕

*補充水總的容積

利用Q1=Q2,可以解算出總的補充水量：V3=31立方

V4:別墅群泡池及生活用水

別墅群共有9個別墅,由目前沒有泡池的具體尺寸,因此,按每個泡池6

立方的用水量進性估計,合計45立方,再考慮恒溫及散熱,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每小時最大用水量

由于SPA泡池的使用特點,在泡池初次給水時需要在1個小時內把

所有泡池注滿,因此小時最大用水量按203立方計算.根據知了谷用水特

點,取個不均衡使用系數0.7則每小時最大用水量為:203*0.8=142立方.

1.3主供水箱及緩存水箱容積確定

結合日最大用水量和每小時最大用水量的計算,主供水箱設計為120

立方,緩存水箱設計為30立方,可滿足知了谷高峰用水需求.水箱的長、

寬、高尺寸根據實際機房尺寸待定.

1.4水箱制作工藝

主供水箱和緩存水箱均采用混泥土澆灌,做防水處理.并設置自然溢

流口.整個水箱部做保溫.

2、別墅群生活用熱水水箱設計

2.1最大日用水量及每小時最大用水量

知了谷有9棟別墅,按每個別墅最大日用水0.8方來計算的話,水箱設

計必須大于7.2立方.由于供熱水箱主要為賓客淋浴用水,每小時最大用

水量也按7.2立方進行計算.因此供熱水箱按10立方進行設計.

2.2供熱水箱制作

供熱水箱采用不銹鋼制作,外加保溫層和溢流口.水箱的長、寬、高

尺寸暫不定.

四、水處理設備粗選型

1、水處理、凈化、消毒設備

水處理設備按使用部位和功能進行

1．1旋流除沙器

廠家：國產

使用工藝：原水凈化處理

旋流除沙器選用國產XY-40/25

每小時處理流量：40~80T

技術參數：

①進水濁度≦320度

②出水濁度≦10度

③進水壓力≧0.4MP

④壓力損失0.028MP

⑤除砂直徑：＞0.8毫米

1．2不銹鋼石英砂過濾罐

廠家：國產

使用工藝：游泳池凈化處理

技術參數：

1．3不銹鋼活性碳吸附罐

數量：1臺 使用部位：緩存水箱到主供水箱的管

道過濾

技術參數：

1．4玻璃纖維石英砂過濾罐〔WLBCG1000〕

廠家：威浪仕

使用工藝：原水凈化處理

主要技術參數：

◆ 進出口管徑：2.0〔inch〕

◆ 過濾面積：0.79>

2

◆ 流量：35m/h

3

◆ 裝砂量:712kg

1．5軟水處理器

廠家：源萊

使用工藝：原水凈化處理

技術參數：

1．6板式換熱器

廠家：XX熱合

使用工藝：原水凈化處理

技術參數：

2、水循環設備

2．1耐高溫管道立式離心泵

〔3KW〕

廠家：XX凱泉

使用工藝：原水凈化處理

技術參數：

2．2高溫管道立式離心泵〔1.1KW〕

數廠家：XX凱泉

使用工藝：原水凈化處理

技術參數：

2．2變頻增壓泵〔11KW〕

廠家：XX凱泉

使用工藝：主供管網恒壓供水

變頻增壓泵〔11KW〕

廠家：XX凱泉 數量：2臺

使用工藝：別墅供熱管網恒壓供水

2．3循環過濾泵2.2KW〔自帶毛發過濾器〕

廠家：威浪仕

使用工藝：泳池循環過濾用3臺

使用工藝：泡池循環過濾用8臺

2．4潛污泵900W

廠家：樂泰泵業

使用工藝：瀑布與疊水

3、水底照明設備

廠家：美國濱特爾

供電電壓：AC12V,自帶溫度保護功能.

選用美國濱特爾水底燈,.

4、水溫、水液位檢測設備

◆溫度控制器:

廠家：日本OMRON

技術參數：AC220V供電,自帶RS485通訊模塊.

傳感器輸入：PT100

可實現遠程與PLC進行讀寫控制.

使用地點：所有室外需要恒溫控制的泡池和測溫點.

◆溫度傳感器:

廠家：賽億凌

技術參數：不銹鋼外殼封裝

傳感器類型：PT100

使用地點：所有室外需要恒溫控制的泡池和測溫點.

◆不銹鋼浮球液位開關

廠家：賽億凌

使用地點：所有室外需要液位控制的泡池.

5、閥門及管道、管件

◆電動3通閥

廠家：XX上晉

使用地點：板換工藝

◆電磁閥

廠家：XX上晉

使用地點：泡池給、排水控制

◆渦桿碟閥

廠家：XX三厘

使用地點：泳池給、排水控制

◆ 手動碟閥

廠家：XX三厘

泡池給排水控制

◆熱力管道〔國產〕

◆冷水管道〔華亞〕

五、自動監控系統

自動監控系統由動力配電柜和PLC控制柜兩面柜組成,實現整個系

統流量、溫度、液位、壓力的協調運行.

圖十二：溫度器讀寫控制示意圖

主要元件選型

1、 觸摸屏

選用日本OMRONNP7英寸彩色觸摸屏

2、 PLC

選用日本OMRON CP1L小型PLC

3、 變頻器

選用國產海利普水泵專用變頻器

4、 其他低壓電氣元件

配電部分選用TE公司產品,其他器件選用國產優質

產品.

5、 實現功能

◆ 泡池組橫溫控制；

◆ 泡池給排水遠程控制；

◆ 供水管網自動變頻恒壓控制；

◆ 水底燈組遠程控制；

◆ 游泳池循環過濾時鐘控制；

◆ 所有電器執行部件集中監控；