Generic selectors
Exact matches only
Search in title
Search in content

محاسبه دبی بوستر پمپ آبرسانی

برای محاسبه‌ی دبی آب مصرفی روش‌های مختلفی وجود دارد.

  1. روش امریکایی که به روش هانتر یا روش F.U هم شناخته می‌شود (در مبحث 16 ساختمان هم بر همین اساس میزان آب مصرفی تعیین می‌شود).
  2. روش فرانسوی – اکثر شرکت‌های بوستر پمپ سازی از این روش استفاده می‌کنند.
  3. جدول از پیش محاسبه شده – روش سریع  
  4. نمودار  AWWA– نمودار لگاریتمی (Peak flow/Mean flow)
  5. روش آلمانی (استاندارد DIN)

در اینجا چهار روش رایج اول را بررسی کرده و بهترین روش را معرفی می‌کنیم.

روش اول: محاسبه‌ی دبی مصرف با استفاده از روش امریکایی یا روش هانتر (روش F.U)

این روش که به روش هانتر هم مشهور هست و در مبحث 16 ساختمان هم بر اساس جداول همین روش، F.Uها را محاسبه می‌کنیم و تبدیل به gpm می‌کنیم.

دبی یا آبدهی (Flow Rate):

دبی آبی که در لوله‌ها، رایزرها، شاخه‌های اصلی و …. جریان دارد، به ندرت برابر با مجموع دبی‌های آب وسایل بهداشتی مصرف‌کننده است. به بیان دیگر احتمال اینکه تمام وسایل مصرف‌کننده آب (شیر آشپزخانه‌ها، روشویی‌ها، دوش حمام‌ها و …) همگی در یک زمان باز باشند بسیار کم است. علاوه بر این الگوی آب مصرفی در طول شبانه روز متغیر بوده و در تمامی ساعت یکسان نیست که این امر را می‌توان به روشنی در تصویر زیر مشاهده کرد.

محاسبه دبی بوستر پمپ

بر همین اساس مقدار واقعی آب مصرفی را که یکی از دو پارامتر اصلی برای انتخاب پمپ‌های بوستر پمپ آبرسانی است را نمی‌توان به شکل دقیق و بر مبنای یک روش استاندارد مشخص تعیین کرد.

برای تعیین دبی بوسترپمپ خانگی همیشه باید دو اصل اساسی را مدنظر قرار داد:

1- میزان دبی آب یک وسیله‌ی بهداشتی معین به نحوی که رضایت مصرف کننده را در بر داشته باشد.

2- تعداد وسایل بهداشتی که ممکن است بطور همزمان مورد استفاده قرار بگیرند.

حداقل آب مورد نیاز انسان تا حدود بسیار زیادی به تعداد اعضای خانواده، سطح زندگی، رفاه و فرهنگ جامعه، آب مورد نیاز برای آبیاری باغ یا فضای سبز و مواردی از این قبیل، بستگی دارد. اما بطور معمول یک انسان در محدوده‌ی بین 30 تا 80 گالن مصرف دارد (113 تا 300 لیتر). در جدول زیر میزان آب مصرفی جهت مصارف خانگی، براساس منطقه‌ی جغرافیایی و سطح زندگی ساکنین آن مشخص شده است.

از نظر محل زندگیجمعیت شهر برحسب نفرمقدار مصرف آب به ازای هر نفر در روز (لیتر در روز)درصد مصرف خانگی
کشورهای در حال توسعهکشورهای صنعتی
روستاکمتر از 10000 نفر100 – 80150-20080% – 50%
شهرهای کوچک10000 تا 50000 نفر100-150200-25070% – 40%
شهرهای متوسط50000 تا 100000 نفر150-200250-40055% – 35%
شهرهای بزرگبیش از 100000 نفر200-300300-50050% – 30%

آمارها نشان می‌دهند که هر انسان به طور متوسط 100 تا 250 لیتر آب در شبانه روز مصرف می‌کند. در کشور ما ایران این مقدار به طور متوسط حدود 150 لیتر در شبانه روز است. برای برآورد مقدار آب مصرفی از معیاری به نام واحد مصرف استفاده می‌شود.

واحد مصرف (Fixture Unit =F.U):

در روش امریکایی میزان مصرف آب وسایل بهداشتی مختلف غالبا برحسب واحد مصرف تخمین زده می‌شود. در کتاب محاسبات تاسیسات ساختمانی و استانداردها، یک واحد مصرف برابر با 7.5 گا لن بر دقیقه (7.5 gpm) بوده که معادل 0.5 لیتر بر ثانیه یا 30 لیتر بر دقیقه است، و این میزان برای مصرف یک شیر ساده (بطور مثال شیر روشویی) تعریف شده است. واحد مصرف در جداول استاندارد  و در مبحث 16 ساختمان برای وسایل مختلف مشخص شده است.

محاسبه دبی بوستر پمپ

بار تقاضا (Demand Load):

همانطور که قبلا گفتیم احتمال استفاده همزمان از تمام وسایل بهداشتی موجود در ساختمان بسیار کم است. به هیمن خاطر طراحی سیستم و تعیین قطر لوله‌ها براساس حاصل جمع واحدهای مصرف باعث برآورد بیش از حد دبی و تحمیل هزینه‌های زیاد می‌شود. میزان مصرف آب در مدت زمان کوتاهی از شبانه‌روز حداکثر و در ساعات دیگر حداقل و حتی صفر خواهد بود.

محاسبه دبی بوستر

به منظور تخمین میزان واقعی مصرف آب در یک ساختمان، باید واحدهای مصرف استخراج شده از جداول در ضریبی به نام ضریب همزمانی ضرب شود.

 سپس به کمک نمودارهای تبدیل F.U به gpm  می‌توان میزان واقعی مصرف آب را برحسب گالن بر دقیقه برای واحدهای مصرف مختلف با در نظر گرفتن ضریب همزمانی بدست آورد. 

 بوستر پمپ
محاسبه دبی
 دبی بوستر

در هنگام استفاده از این منحنی‌ها باید به این نکته توجه داشت که منحنی‌های شماره 1 برای ساختمان‌هایی است که توالت آن‌ها دارای فلاش ولو (شیر فشاری) بوده و منحنی‌های شماره 2 برای ساختمان‌های است که توالت آنها دارای فلاش تانک (شیر مخزنی) می‌باشد.

بنابراین برای محاسبه‌ی دبی در روش امریکایی برای تعیین میزان واقعی مصرف آب در هر بخش از سیستم ابتدا باید مجموع واحدهای مصرف وسایل بهداشتی آن بخش را از جداول مرجع استخراج کرده، ضریب همزمانی را در نظر گرفته و در نهایت با توجه به نوع ساختمان به منحنی متناسب با آن مراجعه کرده و F.U را به gpm تبدیل کنیم.

ذکر این نکته لازم است که نمودارهای فوق تنها در ارتباط با وسایل بهداشتی آمده در جداول مرجع هستند و اگر در سیستم مصرف‌کننده‌های دیگری مانند تجهیزات حرارت مرکزی، تهویه مطبوع و … وجود داشته باشند، باید میزان مصرف این تجهیزات جداگانه محاسبه شود و به میزان مصرف واقعی آب اضافه شود. همچنین برای محاسبه واحد مصرف تجهیزانی که در داخل جدول وجود ندارند باید از تجهیزات مشابه موجود در جداول استفاده شود.

علاوه بر این تعداد فیکسچر یونیت لوازمی که دارای شیر مخلوط هستند در جداول بر مبنای 75 درصد کل فیکسچر یونیت آمده است محاسبه می‌شود ولی برای تعیین میزان مصرف کل آب باید از ستون اعداد مربوط به مجمع که در جداول بصورت جداگانه آمده است استفاده کنیم.

تذکر: در روش امریکایی یا هانتر (براساس F.U ) دبی بوسترپمپ معمولا بیشتر از میزان واقعی محاسبه می‌شود. زمانی که از این روش استفاده می‌شود، یکی راه‌حل‌ی که طراح برای انتخاب پمپ باید در نظر می‌گیرد این است که دبی بدست آمده از این روش را بر 2 تقسیم می‌کند تا دو پمپ با کارکرد 50 درصد انتخاب شود. در اینصورت با شروع مصرف پمپ اول بوستر پمپ وارد مدار می‌شود و با افزایش مصرف اگر نتوانست نیاز سیستم را برطرف کند پمپ دوم وارد مدار می‌شود. البته با توجه به اینکه احتمال اینکه هر دو پمپ باهم روشن شوند بسیار کم است (چون دبی محاسبه شده خیلی بالاتر از نیاز واقعی تخمین زده شده) می‌توان با یک پمپ هم نیاز آب مصرفی را تامین کرد و پمپ رزرو در نظر گرفته نشود اما باید به این نکته توجه داشت که حضور پمپ رزرو برای مواقعی که پمپ اصلی نیاز به تعمیر و تعویض قطعه‌ای دارد ضروری است و در صورت در نظر نگرفتن پمپ رزرو در این مواقع، آبرسانی به ساختمان مختل خواهد شد.

نکته مهم: بخاطر اینکه خیلی‌ها براساس مبحث 16 که بر مبنای روش هانتر است بسیاری از طراحان دبی آب مصرفی ررا از این روش محاسبه می‌کنن و نتیجه آن این می‌شود که پمپ با دبی بالا انتخاب شود و هزینه‌ی زیادی را برای مصرف کننده به همراه دارد.زیرا دبی بیشتر نیاز به پمپ‌ بزرگتری دارد که خود منجر به افزایش قیمت بوستر پمپ می‌شود. علاوه بر این هزینه‌ی مصرف برق و استهلاک بوسترپمپ نیز بیشتر خواهد شد.

در بسیاری از پروژه‌های تاسیساتی شاهد این هستیم که فردی که وظیفه‌ی تامین و نگهداری تجهیزات را به عهده دارد، متذکر می‌شود که بطور مثال بوستر پمپ آبرسانی ساختمان سه پمپه است (سه خط) که دو پمپ اصلی و یک پمپ رزرو دارد، هیچوقت پمپ دوم روشن نمی‌شود، علت چیست؟ علت آن محاسبه‌ی دبی مصرفی براساس همین روش هانتر است که اصطلاحا دبی را Over تخمین می‌زند. به همین خاطر به طراحان محترم و خریداران بوستر پمپ همیشه این نکته را یادآوری می‌کنیم که لطفا از روش هانتر برای تعیین دبی بوستر پمپ آبرسانی استفاده نکنید.

روش دوم: محاسبه‌ی دبی مصرفی با روش فرانسوی

در این روش برای محاسبه‌ی میزان آب مصرفی، میزان مصرف به دو بخش مصارف کوچک و مصارف بزرگ تقسیم می‌شود.

1- محاسبه‌ی دبی برای برای مصارف کوچک

در این حالت ابتدا میزان مصرف روزانه را به کمک جدول زیر و یا سایر جداول مشابه محاسبه می‌کنیم. سپس دبی کل مصرفی روزانه از مجموع کل مقادیر مصرفی بدست می‌آید.

مصرف کنندهمیزان مصرف (لیتر)مصرف کنندهمیزان مصرف (لیتر)
برای هر نفر100-150شتسوی اتومبیل150
برای هر حمام150حیوانات بزرگ (اسب، چهارپایان اهلی)50-100
برای هر دستشویی30حیوانات کوچک (گوساله، گوسفندو..)8-25
برای هر توالت با سیفون30برای هر متر مربع فضای سبز و باغ3-8

در نهایت برای بدست آوردن دبی مصرفی ساعتی، عدد بدست آمده از حاصل جمع مقادیر مصرفی دبی را بر 3 تقسیم می‌کنیم.

Q = مصرف روزانه محاسبه شده برحسب لیتر   3/  
Q = مصرف روزانه محاسبه شده برحسب لیتر   (1000×3) /  

2- مصارف بزرگ

ابتدا مقدار کل مصرف تمام تجهیزات در طرح را براساس داده‌های جداول مرجع این روش محاسبه می‌کنیم. سپس با کمک ضرایب توضیع همزمانی مصرف که آن هم در جداول ذکر شده است، مقدار آب مورد نیاز را با درنظر گرفتن احتمال مصرف همزمان بدست می‌آوریم که عبارت است از حاصلضرب مقدار کل مصرف ضربدر ضریب همزمانی.

لیتر برثانیهQ =  دبی کل محاسبه شده بر حسب لیتر ×ضریب همزمانی

در روش فرانسوی برای ساده‌تر شدن کار می‌توان از جدول از پیش محاسبه شده زیر براساس نوع آپارتمان و تعداد واحدهای آن استفاده نمود.

ساختمان‌های کوچکساختمان‌های متوسطساختمان‌های بزرگ
تعداد واحدهاتعداد شیرهای مصرف‌کنندهدبیتعداد واحدهاتعداد شیرهای مصرف‌کنندهدبیتعداد واحدهاتعداد شیرهای مصرف‌کنندهدبی
m3/hm3/hm3/h
10604.510905.5101307
201206201807.5202609.5
301807.53027093039012
35210835315103545513
4024094036010.54052013.5
452709.545405114558514.5
503001050450125065015
603601160540136078016.5
75450127567514.57597518.5
8048012.5807201580104019.5
9054013908101690117020.3
1006001410090016.5100130021.4
12575016125112518.8125132524
15090017150135020.6150195026.3
175105018.5175157522.2175227528.7
200120019.8200180023.8200260030.4
250150022.1250225026.6250325033.9
300180024.2300270029.1300390037.2

روش سوم: تعیین دبی بوسترپمپ با استفاده از جدول از پیش تعیین شده

در این روش که در کتاب “مرجع محاسبات تاسیسات مکانیکی ساختمان نالیف مهندس وحید وکیل‌الرعایا” آمده است، با استفاده از دو جدول به راحتی و با تقریب نسبتا خوبی می توان هد و دبی بوستر پمپ را محاسبه کرد.

جدول آبدهی بوستر پمپ آبرسانی ساختمان‌ها

برای مشخص شدن حداکثر دبی بوستر پمپ در یک ساختمان مسکونی با استفاده از جد.ول فوق ابتدا از ستون سمت راست تعداد واحد مسکونی را پیدا می‌کنیم و سپس  در سطر متناظر آن در جهت افقی حرکت می‌کنیم. در نهایت میزان دبی بوستر پمپ با توجه به اینکه واحد تک حمامه یا دو حمامه است، از محل تلاقی سطر تعداد واحدها با ستون متناسب با نوع واحد بدست می‌آید.

به عنوان مثال دبی بوستر پمپ برای یک ساختمان 50 واحده که واحدهای آن تک حمامه هستن 14 متر مکعب بر ساعت (234 لیتر بر دقیقه) بدست می‌آید.

برای تعیین دبی بوستر پمپ آبرسانی برای ساختمان‌های اداری، هتل‌ها و بیمارستان‌ها نیز به کمک جدول زیر ابتدا از ستون سمت راست تعداد کارکنان اداری، یا مسافران هتل و یا تعداد تخت بیمارستان را پیدا می‌کنیم و با حرکت افقی در سطر متناظر آن در محل تلاقی با ستون مربوطه ( بیمارستان، هتل، و یا ساختمان اداری) دبی بوستر پمپ آبرسانی به راحتی بدست می‌آید.

به عنوان مثال دبی بوستر پمپ آبرسانی مورد نیاز برای یک هتل با 500 مسافر 69 متر مکعب برساعت است.

بوستر پمپ

لازم به یادآوری است که : 1(m3/h) = 4.4 (U.S gpm)

روش چهارم: تعیین دبی بوسترپمپ آبرسانی بااستفاده از  نمودار AWWA:

در این روش ابتدا میزان کل مصرف روزانه را براساس یکسری پیش‌فرض‌ها محاسبه کرده، سپس به نمودار AWWA مراجعه می‌کنبم و از تقاطع خط مصرف روزانه با نمودار، نسبت دبی در حالت بیشینه مصرف به دبی در حالت میانگین مصرف را بدست می‌آوریم. در نهایت از حاصلضرب ضریب استخراج شده با میزان مصرف کل در 12 ساعت، دبی بوسترپمپ بدست می‌آید.

این روش را با ذکر یک مثال توضیح می‌دهیم.

مثال: فرض کنید یک ساختمان مسکونی دارای 45 واحد است. برای تامین فشار و آبرسانی این ساختمان به یک بوسترپمپ آبرسانی نیاز داریم. دبی بوستر پمپ آبرسانی را به روش AWWA محاسبه می‌کنیم.

روش محاسبه:

فرض بر این است در هر واحد ساختمان 4 نفر سکونت دارند. در این صورت در این ساختمان که 45 واحد دارد، در مجموع 180 نفر زندگی می‌کنند. سرانه مصرف آب برای هر نفر 150 لیتر در شبانه روز است. در نتیجه کل مصرف آب این ساختمان 27000 لیتر در روز خواهد بود.

می‌دانیم برای تبدیل لیتر به گالن باید آن را بر 3.78 تقسیم کنیم. در نتیجه با تقسیم 27000 لیتر بر 3.78، مصرف روزانه برحسب گالن برابر با 7142 خواهد شد.

فرض دیگری که در روش AWWA وجود دارد این است که ساعت بیداری افراد در ساختمان که در طی آن آب مصرف می‌کنند 12 تا 18 ساعت است که بطور معمول 12 ساعت در شبانه‌روز در نظر می‌گیریم. در نتیجه:

27000 Lit/Day  ÷ 12 = 2250 Lit/hr  (میزان آب مصرفی ساختمان برای 12 ساعت)

با مراجعه به نمودار AWWA و تقاطع کل مصرف روزانه (یعنی 7142 گالن در روز) ضریب Peak Flow به Mean Flow تقریبا 3.4 بدست خواهد آمد.

جدول محاسبه دبی بوستر پمپ

در نهایت دبی از حاصلضرب ضریب بدست آمده (3.4) در میزان مصرف کل برای 12 ساعت از شبانه روز بدست می‌آید:

Q = 2250 Lit/hr × 3.4 = 7650 Lit/Day = 34 gpm

محاسبه فشار بوستر پمپ آبرسانی در ساختمان‌ها

مطابق با مقررات مبحث 16 ساختمان در بخش پیوست یک، افت فشار شبکه آبرسانی ناشی از عوامل زیر است:

  • افت فشار در کنتور ورودی به ساختمان
  • اختلاف فشار ناشی از اختلاف ارتفاع سطح نصب کنتور تا بالاترین نقطه شبکه لوله کشی آب ساختمان
  • افت فشار در لوله‌ها با توجه به روش محاسبه‌س مقدار جریان
  • حداقل فشار لازم در پشت شیرهای برداشت آب
  • افت فشار در اتصالات، زانوها، شیرها و سایر اجزای سیستم لوله‌کشی

برای بدست آوردن هد پمپ آب خانگی از دو روش می‌توان استفاده کرد که در ادامه هر یک را توضیح می‌دهیم.

روش اول: محاسبه هد بوستر پمپ با استفاده از فرمول

 برای محاسبه هد بوستر آبرسانی از رابطه‌ی زیر استفاده می‌کنیم.

h1هد استاتیک که برابر است باارتفاع عمودی از دهانه مکش پمپ (آکس مکش پمپ) تا آخرین و بالاترین مصرف‌کننده (m) توجه: ارتفاع هر طبقه ساختمان معمولا 3.5 متر است.
h2افت فشار معادل طول لوله (m) این افت فشار از حاصضرب دورترین و پرفشار ترین مسیر رفت آب (L) از مخزن ذخیره تا بالاترین وسیله بهداشتی در عدد 0.165 بدست می‌آید.
h3مقدار فشار مورد نیاز در پشت بالاترین وسیله بهداشتی (m)
h4فاصله عمودی از سطح آب مخزن ذخیره تا دهانه مکش بوستر پمپ (m) 1- در صورت مکش منفی پمپ (Suction Lift) یعنی مخزن ذخیره پایین‌تر مکش پمپ باشد،  مثبت در نظر گرفته می‌شود. 2- در صورت مکش مثبت پمپ (Suction Head) یعنی مخزن ذخیره بالاتر از مکش پمپ باشد،  منفی در نظر گرفته می‌شود.  

مثال برای محاسبه هد پمپ خانگی:

در مثال محاسبه‌ی دبی بوسترپمپ با روش AWWA، اگر ارتفاع ساختمان از محل نصب بوسترپمپ تا بالاترین طبقه 31.5 متر و طول لوله‌کشی تا دورترین مصرف‌کننده 50 متر باشد،  و همچنین سطح آب مخزن 1 متر بالاتر از آکس مکش پمپ قرار گرفته باشد. مطلوبست محاسبه هد پمپ مورد نیاز.

با توجه به ارتفاع ساختمان، هد استاتیک برابر است با:

با در نظر گرفتن طول دورترین و پر فشار ترین مسیر رفت آب از مخزن ذخیره تا بالاترین وسیله بهداشتی که در اینجا 50 متر است افت فشار در لوله‌ها برابر است با:

با وجود دوش به عنوان آخرین مصرف کننده (بالاترین وسیله بهداشتی)، فشار مورد نیاز در پشت آن را می‌توان از جدول زیر (مبحث 16) استخراج کرد.

بوستر پمپ ناب زیست

که برابر است با:

با توجه به اینکه سطح آب داخل مخزن ذخیره 1 متر بالاتر از آکس مکش پمپ قرار گرفته، به دلیل ایجاد هد مثبت در ورودی پمپ، مکش مثبت داریم. در نتیجه این عدد باید از هد کل محاسبه شده کسر شود:

در نتیجه هدی که بوستر پمپ باید داشته باشد برابر است با:

روش دوم: استفاده از جداول از پیش محاسبه شده

جدول تعیین فشار بوستر پمپ آبرسانی ساختمان‌ها (بر حسب اتمسفر atm)

سطح زیربنای هر طبقه (متر مربع)ارتفاع ساختمان به متر
20001750150012501000800600400300200100
3.63.53.53.53.43.43.43.33.33.32.215
4.14443.93.93.93.83.83.83.720
4.64.64.54.54.54.44.44.44.34.34.325
5.15.15.15554.94.94.94.84.830
5.65.65.65.55.55.55.45.45.45.45.335
6.26.16.16.16665.95.95.95.840
6.76.66.66.66.66.56.56.56.56.46.445
7.27.27.17.17.17776.96.96.950
7.77.77.77.67.67.67.57.57.57.47.455
8.28.28.28.28.18.18887.97.960
8.88.78.78.78.68.68.68.58.58.58.565
9.39.39.29.29.29.19.1999970
9.89.89.79.79.79.79.69.69.59.59.575
10.310.310.310.210.210.210.110.110.110.11080
10.910.810.810.810.710.710.610.610.610.610.585
11.411.311.311.311.311.211.211.211.111.111.190
11.911.911.811.811.811.711.711.711.711.611.695
12.412.412.412.312.312.212.212.212.212.112.1100
13.513.413.413.413.313.313.313.213.213.213.2110
14.514.514.514.414.414.414.314.314.314.214.2120
15.615.515.515.515.415.415.315.315.315.315.2130
16.616.616.516.516.516.516.416.416.416.316.3140
17.617.617.617.617.517.517.517.417.417.417.3150
18.718.718.618.618.618.518.518.518.418.418.4160
19.719.719.719.719.719.619.619.619.619.519.4170
20.820.820.720.720.720.620.620.620.520.520.5180
21.821.821.821.721.721.721.621.621.621.521.5190
22.922.822.822.822.722.722.722.622.622.622.6200

برا تعیین فشار بوستر پمپ ابتدا از ستون سمت چپ ارتفاع ساختمان را پیدا می‌کنیم. بعد از آن باید به طور افقی حرکت کنیم تا حداقل فشار بوستر پمپ در محل تلاقی با ستون (سطح زیربنای هر طبقه) بدست آید.

مثال: حداقل فشار بوستر پمپ یک ساختمان به ارتفاع 45 متر با 100 متر زیربنا در هر طبقه 6.4 اتمسفر است (6.4 بار).

رای کاربران
[امتیاز کلی: 0 میانگین: 0]