Каква е разликата: противотечно устройство срещу струя за плуване?

Основни дефиниции и ключови различия

Това, което отличава системите с противоток от системите с плувателни струи, се свежда до начина, по който те работят, и до целта им. Технологията на противотока създава гладко и устойчиво течение на водата чрез подводни двигатели, които осигуряват на плувците естествено съпротивление. Това позволява на хората да плуват непрекъснато, без дразнещата турбулентност да нарушава ритъма им. Тези системи са проектирани за сериозни тренировки и по същество превръщат обикновените басейни в миниокеани, където плувците могат да се упражняват при условия, наподобяващи реалните водни условия. Системите с плувателни струи обаче разказват различна история. Те изстрелват тесни водни струи от дюзите, монтирани по стените на басейна. Разбира се, те работят добре за седене на едно място и получаване на съпротивление или за физиотерапевтични цели, но водата се разбърква значително, което затруднява поддържането на правилен ритъм на гръбначните движения и развитието на истинска издръжливост с течение на времето. Основният извод тук е доста прост: единиците с противоток се фокусират върху комфортното плуване и постигането на задоволителни резултати от тренировките; системите с плувателни струи се стремят повече към лесна инсталация на ограничено пространство и предоставяне на насочени терапевтични сили. Познаването на тези разлики е важно при избора на оборудване, тъй като ако някой иска сериозно да подобри плувателните си умения, а не просто да се забавлява от време на време, трябва да направи съответния избор.

Как технологията на потока определя производителността: струи срещу витла

Системи с високо налягане за струи: прецизност, турбулентност и насочени течения

Системите с високо налягане работят, като изстрелват вода под формата на тесни струи, насочени към определени зони в плувните пътеки. Но има и недостатък. Тези струи създават значителна турбулентност. Някои хидродинамични изследвания показват, че турбулентността при системи със струи може да надвишава 40 процента, докато при системите с перки тя достига само около 12 процента или по-малко. Този по-хаотичен воден поток всъщност затруднява ефективното плуване и намалява резултатите до 15 процента според проучване, публикувано в „Journal of Sports Engineering and Technology“ през 2022 г. Струйните системи са отличен избор за малки басейни, където плувците имат нужда от силно съпротивление в определени зони, но те консумират значително повече енергия. За преодоляване на загубите, причинени от триенето в соплата и неизбежното падане на налягането, тези системи изискват допълнително 30–50 процента енергия. И нека не забравяме и шумовия фактор. По време на работа тези машини генерират шум между 75 и 85 децибела, което напомня пребиваване в интензивно градско движение. Такъв шум сериозно намалява удобството за всеки, който иска да се наслади на плуването в домашния си басейн.

Системи с ниско налягане за витлови двигатели: по-широк ламинарен поток и енергийно ефективна противотечна работа на струйния двигател за плуване

Пропелерите с ниско налягане в системите с противоток могат да изместват по-големи количества вода, без да създават твърде висока скорост, което осигурява гладко ламинарно течение в онези зони за плуване с дължина 1,8–2,4 м, където повечето хора тренират. Начинът, по който тези системи се въртят, създава устойчиви течения, които остават сравнително стабилни по цялата ширина, като поддържат турбулентността под около 12 %, така че плувците не губят импулса си по средата на замаха. От гледна точка на ефективността тези системи всъщност намаляват експлоатационните разходи. Моделите с пропелерно задвижване използват приблизително с 40 % по-малко електроенергия в сравнение с традиционните струйни системи, но все пак осигуряват същото ниво на съпротива за тренировъчни цели. Най-важното е, че скоростта на водата остава достатъчно постоянна по време на тренировките – с отклонение само около ±5 %. Плувците получават нещо, близко до условията в истинските открити води. Освен това, тъй като пропелерите са потопени и имат специално оформени лопатки, цялата система работи тихо – приблизително на ниво 55–60 децибела, което не е достатъчно силно, за да безпокои хората наблизо, и определено е по-малко дразнещо от по-старите модели, които преди са предизвиквали вибрации на цялата конструкция на басейна.

Практическа производителност: скорост на потока, ширина, стабилност и потребителско изживяване

Показатели на потока, които имат значение: GPM, постоянство на тока и ламинарни профили, поддържащи хода

Когато говорим за това колко добре тече водата в тези системи, има всъщност три основни фактора, които действат заедно: галони в минута (GPM), широчината, на която се разпростира течението, и дали потокът остава гладък или става неспокоен. Числото GPM по същество ни показва колко силно ще бъде съпротивлението. Повечето домакински системи работят при около 1500–2500 GPM, но когато преминем към комерсиални инсталации, тези стойности рязко нарастват над 4000 GPM. Следва въпросът за широчината. Системите, задвижвани от витла, обикновено създават по-дълги и по-гладки течения, които обхващат около 5–7 фута. Ако обаче използваме вместо това високонапрежени струи, водният поток остава сравнително тесен, обикновено само 2–3 фута широк. Какво се случва, когато турбулентността стане прекалено висока? Всичко над 15 % турбулентност започва да нарушава плувните движения и мускулния контрол на плувците – нещо, което изследователите са документирали в различни проучвания върху водната динамика. За да се гарантира гладкото протичане на тренировките, повечето експерти са единодушни, че скоростта на водата трябва да се поддържа в рамките на ±5 % по цялата площ за плуване.

Влияние на шума, вибрациите и турбулентността върху ефективността на обучението

Твърде много шум и онези дразнещи вибрации наистина пречат на концентрацията и намаляват срока на експлоатация на оборудването. Повечето витлови системи работят при около 60–65 децибела, което е приблизително нивото на шума по време на обикновени разговори. Обаче мощните струйни системи под високо налягане увеличават шума до 70–80 dB, а след прекарано време в такава среда ушите определено започват да болят. Когато вибрациите се предават през стените на басейна, те пораждат резонансни честоти, които ускоряват износването на конструкцията — понякога дори я правят небезопасна в дългосрочен план. Проучванията върху човешкото движение разкриват още нещо интересно: когато турбулентността на водата надвиши 20 %, плувците автоматично коригират позицията на телата си, за да компенсират това, което всъщност намалява ефективността на тренировките с около 18–30 %. Намаляването на всички тези фактори не е просто въпрос на по-тиха или по-плавна работа. То представлява основата за надеждно обучение, което предотвратява наранявания — нещо от голямо значение при спазване на индустриални стандарти като ANSI/APSP-16 за търговски басейни.

Реалности при инсталиране: Модернизиране на съществуващи басейни с системи за противоток или струйни системи за плуване

Добавянето на противотечни или плувни струи към съществуващи басейни води до уникални предизвикателства, които се различават от строителството на нещо напълно ново от нулата. Съществуват три основни начина за извършване на това. Първо, има стенни монтирани устройства, които изискват структурно пробиване и интегриране на водопроводни работи в стените на басейна. След това имаме системи, монтирани на терасата (дека), които изискват внимателно пробиване през бетонни повърхности. И накрая, има преносими „plug-and-play“ (включи и пусни) опции за онези, които искат нещо бързо и лесно за инсталиране. Инсталациите на стенни и декови системи наистина изискват професионалисти, които добре познават електрическите норми, като например Член 680 от Националния електротехнически кодекс (NEC), правилните изчисления на водния поток и проверката дали конструкцията може да поеме допълнителната тежест. Трудовите разходи само за тези работи обикновено варират между 1500 и 5000 щатски долара, според информацията, предоставена от специалисти от Асоциацията за басейни и хидромасажни вани (Pool & Hot Tub Alliance) миналата година. Дековите ретрофит инсталации заемат средно положение: те не засягат самата черупка на басейна, но все пак изискват специалист, който владее техниките за водонепроницаема монтажна фиксация. Преносимите устройства позволяват на потребителите да започнат да плуват веднага, но не могат да се мерят по мощност с постоянните инсталации. Повечето преносими модели достигат максимум около 1500 галона в минута (GPM), докато фиксираните инсталации осигуряват поне 3800 GPM. Важно е и времето на изпълнение. Ако собствениците на басейни координират ретрофита си с редовно поддръжка – например с промяна на повърхността или замяна на помпите – могат да спестят около 15–30 % от общите разходи, тъй като работниците могат да извършат няколко задачи едновременно. Мястото, където се монтират струите, има голямо значение за ефективността им. Накрайниците, поставени твърде близо до повърхността, предизвикват дразнещи вълни и пръскане, докато твърде дълбокото им разположение води до неравномерно съпротивление при плуване. И в двата случая тренировъчните сесии стават по-малко ефективни. Затова опитните инсталатори често използват компютърни симулации, за да определят най-добрите ъгли и дълбочини за всеки накрайник, базирани на начина, по който различните типове телесно строение се движат във водата при различните стилове плуване.

Често задавани въпроси

Каква е основната разлика между системите с противоток и системите с водни струи?

Системите с противоток осигуряват гладко и постоянно течение на вода, което позволява непрекъснато плуване с минимална турбулентност и е идеално за сериозни тренировки. Системите с водни струи обаче произвеждат тесни импулси от вода, които водят до по-неравномерни условия и са по-подходящи за упражнения със съпротива, извършвани в седнало положение, както и за физиотерапия.

Потребляват ли системите с водни струи повече енергия в сравнение със системите с пропелери?

Да, системите с високо налягане и водни струи изискват с 30–50 % повече енергия, за да се преодолее триенето и спадът на налягането, докато системите с пропелери използват около 40 % по-малко електричество.

Какви нива на шум обикновено произвеждат тези системи?

Системите с пропелери работят на по-тихи нива – около 55–60 децибела, което е сравнимо с нормалния разговор. В противовес на това системите с водни струи могат да достигнат 70–80 децибела, което е съпоставимо с шума от движението по магистрала.

Може ли съществуващите басейни да бъдат модернизирани с плувни системи?

Да, можете да модернизирате съществуващи басейни с плувни системи, монтирани на стената, на терасата или преносими. Монтажът на стената и на терасата изисква професионално участие, докато преносимите системи се инсталират бързо, но предлагат по-малка мощност.