При проектировании водоподготовки одной из важных задач стоит подбор фильтра. В каталогах большое разнообразие фильтров по высоте и диаметру.
Нормативные документы вводят требования на время водообмена (по сути - СП 310.1325800.2017 «Бассейны для плавания. Правила проектирования» и - ГОСТ Р 53491.1-2009 «Бассейны. Подготовка воды» , так же ГОСТ Р 53491.2-2012 - ссылаются на СП 2.1.3678-20 "Санитарно- эпидемиологические требования к эксплуатации помещений, зданий, сооружений, оборудования и транспорта, а также условиям деятельности хозяйствующих субъектов, осуществляющих продажу товаров, выполнение работ или оказание услуг")
Требования к площади фильтра и высоте вводят - ГОСТ Р 53491.1-2009 «Бассейны. Подготовка воды» п. 9.3.4 Фильтрование воды. Режимы и условия. Оборудование и ГОСТ Р 53491.2-2012 п. 6.2 Требования к режимам и условиям проведения процесса фильтрования воды.

Однако существует для частных бассейнов эти нормы не распространяются и это дает вольность подбирать фильтр меньшей высоты при целесообразности применения. Однако стараюсь скорость фильтрации держать на пределе 40 м3/ч/м2 , обосновываю это тем, с повышением скорости фильтрации - понижается качество фильтрации и как следствие - большая мутность воды.

Подбор ведётся следующим образом:

Необходимая площадь фильтрации рассчитывается следующим способом:
Sф = Qц /40 ,
Где Sф – необходимая площадь фильтра;
Qц – производительность подобранного насоса, м3/ч
40 – скорость фильтрации для гидромассажных бассейнов м3/(час × м2) (ГОСТ Р 53491.1-2009 п. 9.3.4.6)
Sф = 11,5/40 = 0,29 м2 ,
Dф = 2√(0,29/3,14 )= 0,6 м – диаметр одной фильтровальная емкости с метровой засыпкой,

Для двух емкостей с метровой загрузкой : Sф = 0,29/2 = 0,145 м2 , соответствует фильтровальной загрузке высотой в 1 м - 0,145 м3 и поддерживающему слою высотой в 0,1 м - 0,0145 м3, с учётом 30% расширения загрузки при промывке - 0,053 м3 – общая емкость полости фильтра = 0,213 м3

Вычислим диаметр двух фильтров с полуметровой загрузкой:
При полости фильтра в 0,65 м , коэффициент правки на высоту емкости (1/0,65 = 1,54)
Dф = 1,54*2√(0,145/3,14 ) = 0,66 м – диаметр двух фильтровальных емкостей

Выбираем фильтр песочный Astral Aster 00500 (Ø750 мм)
Площадь фильтра 0,44 м2 при полости в 0,65 м
Емкость полости фильтра – 0,286 м3

Значение удовлетворяет условиям.



Вопрос: 1) Можно ли отождествлять фильтры подобранные таким образом с стандартными фильтрами с метровой засыпкой? То есть может ли большая площадь фильтрации компенсировать меньшую высоту загрузки при равном объёме загрузки? Есть ли какие - то опыты, статьи?

Скорость фильтрации как отношение расхода на площадь есть качество фильтрации. (И таки в госте оно на песочных фильтрах не 40, а. 30 м3/чм2)
А высота загрузки: это длительность рабочего цикла между промывками.

Правда, высота это ещё и потери напора. За сим отсылаю к линейному закону фильтрации Дарси и его связи с гранулометрией фильтрующей загрузки.
Можно на ютубе нагуглить мой видос по поиску « фильтр для бассейна потери давления» или как-то так

Все же, если высота засыпки разная , а масса одинаковая в фильтрах, то по идее фильтры должны обладать одинаковыми параметрами.

- загрузка меньшей массы (при одинаковом объеме) обладает меньшей плотностью. А значит пористость, водопроводимость и Кфильтрации будет выше.
- выходит более тяжелая загрузка будет обладать большими гидравлическими потерями, но и диапазон гидравлической крупности взвешенных будет солидней.
- далее останется поставить на чашу весов с одной стороны фильтрационные свойства засыпки, с другой - гидравлические. И выбрать то что подходит.

PS. В бассейнах не встречал ни одного, кто бы морочился этими вопросами. Обычно накатаной берут песок(гравий) фракции 1-2 и назначают 3-5метров вод столба потерь на чистом фильтре.
Зачастую этого наверное достаточно...

PPS. вот хорошая статейка по CFD модельке закона Дарси на фильтре https://www.pointcad.ru/novosti/modelirovan...desk-simulation
Моделирование процессов фильтрации в Autodesk Simulation CFD

для частников и для общественных закон один.
водообмен.
объем басса должен оборачиваться в хххххчасов.
для общественных в 4 часа, для частника достаточно 6 часов, и паузы в треть суток.

фильтры подбираются по производительности.
высота загрузки - по барабану.

В целом согласен, но для общественный все же по частоте посещений надлежит расчёт проводить.

Начёт паузы не согласен. Пауза в работе обязывает нас к следующему, цитирую ГОСТ 53491.1
"10.11.2.1 В период продолжительного перерыва в работе бассейна (более
двух часов), если система циркуляции работает, следует дозировать
реагенты в отсутствие купающихся, а если система циркуляции не работает,
то в случае перерыва на сутки и более необходимо промыть и прохлорировать
в "шоковом" режиме и фильтры, и балансный резервуар, и трубопроводы."

Но мой вопрос про другое.

Спасибо большое за статью. Пересчитаю и сравню используя эти данные.

Поясню , почему этот вопрос важный:
есть ГОСТ 53491.1 п. 9.3.4 Фильтрование воды. Режимы и условия. Оборудование , где прописаны требования к фильтрам, а именно высота слоя к осветлительным однослойным фильтрам, которые повсеместно применяются в бассейнах. Фильтры Осветлительные однослойные: - фильтрующий слой - Кварцевый песок - высота слоя не менее или равно 1,0 м , зернение 0,5-1,0 мм при насыпной массе 1,6 т/м3 и поддерживающий слой - Кварцевый песок - высота слоя от 0,2 до 0,4 м , зернение 1,0-2,0 мм при насыпной массе 1,5 т/м3

То есть, условно к примеру, вычислили фильтрующую площадь
Sф = Qц /40 ,
Где Sф – необходимая площадь фильтра;
Qц – производительность подобранного насоса, 11,5 м3/ч
40 – скорость фильтрации для гидромассажных бассейнов м3/(час × м2) (ГОСТ Р 53491.1-2009 п. 9.3.4.6)
Sф = 11,5/40 = 0,29 м2

То должны применить фильтр или фильтры не меньшей площади фильтрации с фильтрующим слоем не менее 1 м и поддерживающим слоем не менее 0,2 м. То есть, чтобы обеспечить скорость фильтрации при нашем потоке мы должны использовать фильтр , куда поместиться не менее 0,29 м2 х 1 м + 0,29 м2 х 0,2 = 0,29 + 0,058= 0,348 м3 объема загрузки. Ну или 0,29 м3 х 1,6 т/м3 + 0,058 м3 х 1,5 т/м3 = 0,464 кг + 0,087 кг = 0,551 кг загрузки, если выразить через вес.
Этими параметрам соответствует следующий фильтр: зная площадь фильтрации - вычислим диаметр Dф = 2√(0,29/3,14 )= 0,6 м. Подходит по параметрам : Фильтр песочный Astral Artic 34030 (Ø650 мм, 16,5 м3/ч, подсоединение 1 1/2"), Испания https://www.marcobravo.ru/filtr-pesochnyj-astra-artic-34030 единственное, в параметрах не совсем верно написано про массу загрузки , по сути это объем загрузки написан. (прикладываю таблицу) он стоит 160 тыс. (аналоги не дешевле)

То есть что получили , емкость сечением 0,33 м2 и высотой полости внутренней 1,5 м объем полости получается 0,495 м3 - из них 0,348 м3 займет загрузка и 30% от 0,348 м3 - 0,115 м3 понадобиться для промывки, если вычесть расстояние от верхнего патрубка до верха фильтра 10 см, то влезает наша загрузка.

Отступление: Можно разделить площадь фильтрации на 2 емкости, То есть 0,29 м2 / 2 = 0,145 м2
Получим 2 фильтра с загрузкой 0,145 м2 х 1 м + 0,145 м2 х 0,2 = 0,145 + 0,029= 0,174 м3 объема загрузки. То есть в каждой емкости будет по 0,174 м3 загрузки и 30% - 0,057 м3 для промывки - 0,23 м3 минимальный объем полости. Dф = 2√(0,145/3,14 )= 0,430 м. диаметр.

Поток воды в 11,5 м3/ч будет делиться на 2 потока и на каждый фильтр будет попадать по 11,5/2 = 5,75 м3/ч. Емкости 2 , меньше массы загрузки, но и объемный поток ниже, поэтому скорость фильтрации та же. 5,75/0,145 = 40 м3/(час × м2) - это для гидромассажного бассейна норма.

К сути:
Если проигнорировать требование к высоте загрузки, то можно подобрать другой фильтр.
Разделим площадь фильтрации на 2 емкости. То есть 0,29 м2 / 2 = 0,145 м2
То есть нам нужно чтобы в каждой было 0,145 м2 х 1 м + 0,145 м2 х 0,2 = 0,145 + 0,029= 0,174 м3 объема загрузки и 30% - 0,057 м3 для промывки - 0,23 м3 минимальный объем полости.

Поток воды в 11,5 м3/ч будет делиться на 2 потока и на каждый фильтр будет попадать по 11,5/2 = 5,75 м3/ч

Нашел: Фильтр песочный AquaViva QS700 (710 мм, 19,5 м3/ч, с 6-п вентилем 1 1/2") (боковое подсоединение 50 мм) https://www.marcobravo.ru/filtr-pesochnyj-aquaviva-qs700 цена 24 тыс. Используем 2 штуки и экономим 160 - 24 * 2 = 112 тыс!

Получается, масса загрузки осталась такой же, поток 5,75 м3/ч распределяется на большую площадь, высота загрузки меньше НО скорость прохождения воды та же. Следовательно скорость фильтрации та же. Имею ввиду, если учитывать гидравлические параметры с разнице высот, а не применять одни и те же потери. По простому: какая нам разница слезинку через 4 песчинки пропускать или через 2 печинки побольше.

очень многабукафф! Можно я не буду с утра это читать? Если я правильно понял итоговый вопрос, то:

из теории фильтрационных расчетов, мы имеем:
- скорость фильтрации. Это средняя "теоретическая" величина которая находится как отношения расхода к площади сечения всего канала, заполненного фильтр-материалом.
- реальна скорость флюида в каналах между скелетом грунта. Эта скорость выше, ибо канал не прямой от точки входа до точки выхода, а вихляет между частичками скелета грунта.
И если скорость фильтрации -> это линейный закон Дарси, то вот эту самую реальную скорость надо рассматривать как движение по мелким каналам (с известной нам квадратичной зависимостью

Разница между тем, как пускать флюид: через 4 маленькие или 2 побольше есть (при неизменной скорости фильтрации, та которая средняя).
- через 4 песчинки поменьше -> качество очистки будет выше. (взвешенные вещества с меньшей гидравлической крупностью можно поймать)
- коэфф фильтрации (как фактор гидравлического сопротивления загрузки фильтра) более мелкой фракции будет меньше, значит на фильтре должна быть большая разница давлений для варианта "4 песчинки поменьше"