مدل سازي اثرات متقابل تبخير، احساس حرارتي و غلظت آلاينده كلر در يك استخر شناي سرپوشيده

Modeling mutual effects of evaporation, thermal sensation and concentration of chlorine contaminant in an indoor swimming pool

محيط استخرهاي سرپوشيده به دليل رطوبت بالا، دماي زياد هوا و تركيبات خطرناك حاوي كلر، محيطي ناسالم به شمار مي‌رود.‏‎ ‎بنابراين براي طراحي سيستم تهويه ‏مطبوع در استخرهاي سرپوشيده، بايد غلظت آلاينده‌ها، رطوبت نسبي و شرايط آسايش حرارتي به طور همزمان مورد توجه قرار گيرد. در تحقيق حاضر، رويكردي جديد براي ‏مدل‌سازي همزمان فرآيند تبخير آب، سطح غلظت كلر، احساس حرارتي افراد و ميدان‌هاي دما و سرعت در يك استخر سرپوشيده با ابعاد قهرماني ارائه شده است. در همين ‏راستا، الگوريتمي جديد جهت اعمال شرايط مرزي تطبيقي براي سطح تماس آب و هوا در استخر توسعه يافته است. در استخر مذكور، هوا از طريق دريچه‌هاي نواري سقفي با ‏دماي 35 درجه سلسيوس، رطوبت نسبي 30 درصد و نرخ تعويض هواي 4 بار در ساعت به محيط وارد مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد كه توزيع پارامترهاي دما، رطوبت نسبي ‏و غلظت آلاينده كلر به طور چشمگيري به ارتفاع از سطح استخر وابسته است. به طوري كه مقدار متوسط حجمي براي شاخص رطوبت نسبي از كف تا ارتفاع نيم متري، ‏حدود 62% است؛ در حالي كه متوسط حجمي رطوبت نسبي در فضاي اشغال شده حدود 50% مي‌باشد. همچنين نتايج حاكي از آن است كه مقدار غلظت آلاينده كلر در ‏فاصله نيم متري از سطح استخر، حدود 60% از مقدار متوسط آن در فضاي اشغال شده بيشتر است. ضمن اينكه ميدان دما و توزيع شاخص آسايش حرارتي نيز به طور ‏چشمگيري به ارتفاع از سطح استخر وابستگي دارد.‏

Due to high humidity, high air temperature and hazardous compounds including chlorine indoor swimming pools are called as ‎unhealthy environment. Therefore, the pollutants’ concentration, relative humidity and thermal comfort conditions must be ‎simultaneously considered in designing the air conditioning systems of indoor swimming pools. In this study, a new approach has been ‎presented for concurrent modeling of water evaporation mechanism, chlorine concentration level, occupants’ thermal sensation and ‎temperature and velocity fields in a championshipsize indoor swimming pool. In this regard, a new algorithm has been developed in ‎order to apply adaptive boundary conditions at waterair interface in the pool. In the mentioned pool, the air enters the environment ‎through a linear ceiling diffuser at temperature of 35°C, relative humidity of 30% and air exchange rate of 4 times per hour. The results ‎show that the distribution of temperature, relative humidity and concentration of chlorine contaminant are significantly depending on the ‎height from the water surface. So, the volumetric average of relative humidity from the floor to 0.5m height is about 62%; while the ‎volumetric average of relative humidity in the occupied zone is about 50%. Moreover, results indicate that in the distance of floor to 0.5m ‎height, the mean value of chlorine’s concentration is about 60% larger than its mean value in the occupied zone. Also, the temperature ‎field and distribution of thermal comfort index are significantly dependent to the height.‎