温泉水处理与SPA和泳池供水系统设计方案

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温泉水处理与SPA和泳池供水

系统设计方案

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一、方案概述

知了谷SPA供水供热项目是一个包括室外泡池群、游泳池、别墅群

的综合性给排水、供热与水处理系统工程。工程涉与面广，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、游泳池循环过滤以与自动控制六部分进行说明。

二、各部分组成与功能简述

第一部分：原水处理

原水处理包括原水的净化、输送、降温与存储

1、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：

图一：原水处理工艺流程图

1.1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。

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1.2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：

图二：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

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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。

第二部分：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与二次供水，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。

图三：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

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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。

图四：主供水管网回水控制原理

第三部分：SPAU终端给、排水与恒温控制

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）与特殊功能

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

图五：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，主供电磁阀与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

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制系统，主供电磁阀与恒温电磁阀关闭，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

1．1功能泡池的结构示意图

图六：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、恒温与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

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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

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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与功能泡池，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）

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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。

海沙浴池实景图

3．3鱼疗池

鱼疗池是在普通泡池的基础上，增加了一台制氧泵与生化过滤箱（自

带紫外线消毒器）。

图七：鱼疗

池给排水原理图

第四部分：别墅群生活热水供应

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1、水源与存储方式

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、加温与恒温控制

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

第五部分：游泳池的给水、排水与循环过滤

设计规按照国家《游泳池给水排水工程技术手册》（出版）进行。游

泳池的平面布置图如下：

图八：游泳池平面布置图

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

3

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

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容积约：140m

3

游泳池总容积为：540 m

3

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、池体主体结构

池体主体结构采用负沿（无边际）设计：

示意图如下：

图九：负沿结构示意图

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负沿泳池实景效果如下:

图十：负沿游泳池实景图

2、初次充水与排水时间

◆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、循环方式与循环时间

循环过滤方式采用逆流式循环，通过均箱进行补充水。循环时间6小时。

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图十一：泳池循环过滤系统管路示意图

4、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

5、泳池的加热与恒温

泳池初次加热与恒温所需热量来自与温泉水进行板式换热产生的热

量，通过自动化控制系统维持水温在30℃左右。

原理参见图二：板式换热原理图。

6、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。

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通过安装于泳池侧面的水底灯实现照明。灯的安装位置参见图八：游泳

池平面布置图

三、主供水箱、缓存水箱容积、与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、与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日最大用水量估算与每小时最大用水量

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：别墅泡池与生活用水

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

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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: 别墅群泡池与生活用水

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，再考虑恒温与散热，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主供水箱与缓存水箱容积确定

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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最大日用水量与每小时最大用水量

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

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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

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主要技术参数：

◆ 进出口管径：2.0（inch）

◆ 过滤面积：0.79(m)

2

◆ 流量：35 m/h

3

◆ 装砂量:712kg

1．5软水处理器

厂家：源莱

使用工艺：原水净化处理

技术参数：

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1．6板式换热器

厂家：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：凯泉

使用工艺：原水净化处理

技术参数：

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2．2高温管道立式离心泵（1.1KW）

数厂家：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：凯泉

使用工艺：主供管网恒压供水

变频增压泵（11KW）

厂家：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

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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：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：赛亿凌

使用地点：所有室外需要液位控制的泡池。

5、阀门与管道、管件

◆电动3通阀

厂家：上晋

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使用地点：板换工艺

◆电磁阀

厂家：上晋

使用地点：泡池给、排水控制

◆涡杆碟阀

厂家：三厘

使用地点：泳池给、排水控制

◆ 手动碟阀

厂家：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。

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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；

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◆ 所有电器执行部件集中监控；

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