پارامترهای انتخاب بوستر پمپ

در این مقاله تلاش کرده ایم به صورت جامع به پارامترهای انتخاب بوستر پمپ برای مکانهای مختلف بپردازیم.

به طور خلاصه برای انتخاب بوستر پمپ باید به نکات زیر توجه نمود:

1- کاربری بوستر پمپ (آبرسانی، آتش¬نشانی، سیستم های آبیاری هوشمند، مصارف صنعتی، ایستگاه پمپاژ و…)
2- نحوه ی عملکرد بوستر پمپ (دورثابت یا دور متغیر بودن)
2- تعیین هد و دبی مورد نیاز (مقدار فشار و آبدهی مورد نیاز)
3- فضای در دسترس برای نصب بوستر پمپ.

بوستر پمپ ها بصورت مجموعه ای از یک یا چند پمپ هستند که توسط یکسری اتصالات و سیستم های کنترلی بر روی یک شاسی بصورت یکپارچه قرار دارند. از این رو با توجه به کاربری، نوع پمپ ها (عمودی یا افقی بودن) داشتن منبع تحت فشار و نحوه ی اتصال به مخزن ذخیره آب و رایزرهای ساختمان ها، به فضای خاصی برای نصب شدن نیاز دارند.

فضا مورد نیاز باید به گونه ای باشد که علاوه بر اینکه برای اتصال کلکتور مکش بوستر پمپ به مخزن ذخیره کوتاه ترین مسیر و کم اتصال ترین مسیر میسر باشد در عین حال فضای لازم برای انجام کارهای بعد از نصب همچون تعمیر و نگهداری بوستر پمپ نیز وجود داشته باشد.

محاسبات بوستر پمپ

برای انتخاب پمپ ها و اتصالات بوستر پمپ در ابتدا باید هد و دبی مورد نیاز را بدست آورد. پس از آن حجم سرج تانک مورد نیاز بوستر پمپ محاسبه می شود.

نکته: سنجش و انتخاب پمپ براساس توان الکتریکی الکتروموتور (کیلووات، اسب بخار) غیر اصولی است.

محاسبه دبی مورد نیاز:

برای محاسبه دبی مورد نیاز سیستم آبرسانی روش های مختلفی همچون روش های زیر وجود دارد:

• (Supply Fixture Unit) S.F.U
• نقاط تحویل و ضریب همزمانی
• نمودار شرکت نواکس
• براساس تعداد نفرات
• جدول

واحد مصرف F.U (Fixture Unit)

برای محاسبه دقیق دبی شیرآلات ساختمان مطابق مقررات ملی ساختمان، مبحث 16، به روش Supply Fixture Unit (S.F.U) باید عمل کرد. در این روش باید ابتدا مقدار SFU برای لوازم بهداشتی مختلف داخل ساختمان از جدول تعیین و سپس هر قسمت از لوله کشی را براساس حاصل جمع آن ها محاسبه کنیم. نکته ی قابل توجه این است که معمولا همه ی لوازم بهداشتی بطور همزمان مورد استفاده قرار نمی گیرند و باید ضریب همزمانی مصرف را در نظرگرفت. برای این کار از منحنی های داده شده در مقررات ملی ساختمان استفاده می شود.

• برآورد میزان مصرف واقعی آب وسایل بهداشتی را گویند.
• یک واحد مصرف برابر است با 5 gpm که معادل مصرف یک شیر ساده است.
• از آنجایی که احتمال باز شدن چند مصرف کننده به طور همزمان وجود دارد، پس ضرب تعداد مصرف کننده ها در 5 gpm کار معقولی نیست.
• پس حداکثر مصرف لحظه ای هر یک از لوازم بهداشتی با واحد F.U مشخص می شود.
• سپس از نمودار های مربوطه، میزان مصرف واقعی را بر حسب gpm استخراج می کنیم.

در اینجا لازم است تفاوت سیستم فلاش تانک و فلاش ولو ذکر شود. در توالت ها از دو مکانیزم فلاش تانک و فلاش ولو برای تخلیه ضایعات به فاضلاب استفاده می شود.

فلاش تانک (FlushTank):

از یک مخزن ذخیره تشکیل شده و با هر بار فعال شدن، حجم مشخصی آب را به داخل کاسه توالت می ریزد. تامین فشار لازم آب در فلاش تانک ها، یا به کمک وزن آب ذخیره شده در تانک (در نوع ثقلی) و یا هوای فشرده یا یک پمپ آب (در نوع فشاری) است.

حجم فلاش تانک ها در نمونه های قدیمی تر حدود 21 لیتر بوده که با ایجاد تغییراتی در ساختارآن ها در نمونه های جدیدتر این حجم با حفظ قابلیت تخلیه فاضلاب، به حدود 10 لیتر و در برخی نمونه ها تا 6 لیتر کاسته شده است.

فلاش ولو (Flush Valve):

بر خلاف فلاش تانک، فاقد مخزن ذخیره آب است و در زمان فعال شدن، با استفاده از یک لوله با قطر زیاد، حجم مشخصی از آب را با دبی زیاد در کاسه توات تخلیه می کند.

نکته: مطابق با مبحث شانزدهم مقررات ملی ساختمان، در هر بار ریزش، فلاش تانک ها و فلاش ولو هها باید حداکثر 1.5 گالن (معادل 6 لیتر) آب به داخل کاسه توالت تخلیه کنند.

جدول پ 1-2-2:  مقدار S.F.U برای لوازم بهداشتی مختلف
وسیله بهداشتی	کاربری	نوع کنترل	مقدار S.F.U
			سرد	گرم	کل
توالت	عمومی	فلاش ولو	10		10
توالت	عمومی	فلاش تانک	5		5
یورینال (Urinal)	عمومی	فلاش ولو	5		5
یورینال (Urinal)	عمومی	فلاش تانک	3		3
دستشویی	عمومی	شیر	5/1	5/1	2
وان	عمومی	شیر	3	3	4
دوش	عمومی	شیر مخلوط	3	3	4
شیر آفتابه	عمومی	شیر مخلوط	5/1	5/1	2
سینک عمومی	ادارت، غیره	شیر	25/2	25/2	3
سینک آشپزخانه	هتل، رستوران	شیر	3	3	4
آبخوری	ادارات، غیره	شیر 8/3 اینچ	25/0		25/0
توالت	خصوصی	فلاش ولو	6		6
توالت	خصوصی	فلاش تانک	2/2		2/2
دستشویی	خصوصی	شیر	5/0	5/0	7/0
وان	خصوصی	شیر	1	1	4/1
دوش	خصوصی	شیر مخلوط	1	1	4/1
شیرآفتابه	خصوصی	شیر مخلوط	5/0	5/0	7/0
سینک آشپزخانه	خصوصی	شیر	1	1	4/1
سینک رختشویی	خصوصی	شیر	1	1	4/1
لوازم بهداشتی یک حمام کامل	خصوصی	فلاش ولو	6	5/1	7
لوازم بهدشتی یک حمام کامل	خصوصی	فلاش تانک	7/2	5/1	6/3
ماشین ظرفشویی	خصوصی	اتوماتیک		4/1	4/1
ماشین لباسشویی 6/3 کیلوگرم	خصوصی	اتوماتیک	1	1	4/1
ماشین لباسشویی 6/3 کیلوگرم	عمومی	اتوماتیک	25/2	25/2	3
ماشین لباسشویی 6/7 کیلوگرم	عمومی	اتوماتیک	3	3	4

استخراج دبی نسبت به S.F.U کل از روی جدول:

جدول پ 1-3-2 : تعیین مقدار جریان آب (تبدیل S.F.U به GPM)
حداکثر مقدار جریان آب براساس S.F.U
سیستم های مجهز به فلاش تانک			سیستم های مجهز به فلاش ولو
S.F.U	مقدار جریان		S.F.U	مقدار جریان
	گالن در دقیقه	لیتر در ثانیه		گالن در دقیقه	لیتر در ثانیه
60	32	01/2	60	54	40/3
70	35	20/2	70	58	65/3
80	38	4/2	80	2/61	85/3
90	41	58/2	90	3/64	05/4
100	5/43	74/2	100	5/67	25/4
120	48	3	120	73	60/4
140	5/52	30/3	140	77	85/4
160	57	60/3	160	81	10/5
180	61	84/3	180	5/85	40/5
200	65	09/4	200	90	67/5
225	70	41/4	225	5/95	01/6
250	75	72/4	250	101	35/6
275	80	04/5	275	5/104	60/6
300	85	35/5	300	108	80/6
400	105	61/6	400	127	8
500	124	61/6	500	143	9
750	170	7/10	750	177	15/11
1000	208	1/13	1000	208	1/13
1250	239	05/15	1250	239	05/15
1500	269	17	1500	269	17
1750	297	7/18	1750	297	7/18
2000	325	47/20	2000	325	47/20
2500	380	24	2500	380	24
3000	433	27/27	3000	433	27/27
4000	525	33	4000	525	33
5000	593	35/37	5000	593	35/37

استخراج دبی نسبت به S.F.U کل از روی نمودار:

مثال: محاسبه دبی پمپ ساختمان

ساختمان مسکونی با شرایط زیر را در نظر گرفته و میزان دبی مورد نیاز را محاسبه نمایید.
ساختمان دارای 3 طبقه پارکینگ و 6 طبقه مسکونی که در هر طبقه 5 واحد قرار دارد. (در مجموع 9 طبقه)
واحدها داری مصرف کننده های معمول از نوع خصوصی. دارای توالت با فلاش تانک.
سطح آب مخزن ذخیره 1 متر بالاتر از آکس مکش پمپ قرار دارد.
بالاترین تجهیز بهداشتی نیز دوش است.

روش حل:

با توجه به تعداد هر مصرف کننده و S.F.U استخراج شده از جدول 1-2-2 به ازای هر نوع مصرف کننده، اعداد را همانند آنچه در جدول زیر ارائه شده با یکدگر حمع و در نهایت با توجه به جدول 1-3-2 ، مقدار SFU به GPM تبدیل می شود.

ردیف	مصرف کننده	تعداد	S.F.U استخراج شده از جدول 1-2-2 به ازای هر مصرف کننده	S.F.U کل
		تعداد واحدها ضربدر تعداد طبقات
1	توالت خصوصی با فلاش تانک	30	2.2	66
2	دستشویی خصوصی	30	0.7	21
3	دوش خصوصی	30	1.4	42
4	سینک آشپزخانه خصوصی	30	1.4	42
5	ماشین ظرفشویی خصوصی	30	1.4	42
6	ماشین رختشویی خصوصی	30	1.4	42
			S.F.U کل	255

در نهایت با میان یابی بین دو عدد 250 و 275، دبی تقریبی و کل 77 gpm بدست می آید.

نتیجه گیری:

مقدار دبی در روش S.F.U مقداری بیشتر از حد مصرف محاسبه می شود.
پس می توان دبی بدست آمده از این روش را تقسیم بر دو نمود و دو پمپ با ظرفیت 50 درصد انتخاب کرد تا پمپ اول پاسخگوی مصرف روزانه و شرایط عادی باشد و در صورت افزایش تقاضا در پیک مصرف، پمپ دوم وارد مدار شود.

نمودار تقریبی ظرفیت آبدهی فضای کاربری

گراف تعیین تقریبی حداکثر مصرف آب براساس نوع ساختمان

جدول تقریبی تعیین ظرفیت آبدهی فضای کاربردی

همانطور که از نام آن پیداست ظرفیت برآورد شده حدودی بوده و بیانگر حداقل ظرفیت سیستم است. برای یک برآورد تقریبی و سریع از جدول-2 استفاده می شود. در این جدول میزان مصرف آب بر حسب مترمکعب بر ساعت برای کاربری های مختلف (مسکونی، بیمارستانی، اداری و … ) نشان داده شده است.

جدول -2 : مقدار جریان تقریبی آب مصارف بهداشتی
میزان مصرف آب	دبی بر حسب
	4	5	6	8	9	10	11	12	13	14	15	20	25	30	40	50
ساختمان مسکونی (تعداد واحدها)	4	6	10	30	45	60	75	95	115	140	180
بیمارستان (تعداد تخت ها)	30	40	50	65	75	85	95	100	115	125	135	180	230	300	420	560
اداری (تعداد پرسنل)	160	200	240	340	380	440	480	540	600	660	730	1100	1500	2000
هتل (تعداد تخت خواب)	20	25	30	40	45	50	55	60	65	70	75	100	125	155	210	280
فروشگاه بزرگ (تعداد پرسنل)	40	50	60	85	95	105	115	125	135	150	160	220	300	400	750	1400

محاسبه هد مورد نیاز

سیستم آبرسانی ساختمان یک سیستم باز (Open Type) محسوب می شود. سیستم باز به سیستمی اطلاق می شود که در آن جریان پمپاژ شده، در یک یا چند نقطه سیستم در معرض فشار اتمسفر قرار می گیرد (در مقایسه با سیستم های بسته و سیرکولاتور). برای محاسبه هد مورد نیاز در سیستم آبرسانی باید به فشار هیدرواستاتیک (ارتفاع ساختمان)، تلفات مسیر، حداکثر فشار قابل تحمل تجهیزات و حداقل فشار به منظور بهره برداری توجه داشت.

هیمن نکات برای محاسبه افت فشار سیستم تا آخرین مصرف کننده، به زبان دیگری در مقررات ملی ساختمان مبحث 16 در پیوست 1 آمده است. که در آن فشار شبکه آبرسانی به عوامل زیر بستگی دارد:

• افت فشار در کنتور
• اختلاف فشار ناشی از اختلاف ارتفاع تراز نصب کنتور و بالاترین نقطه شبکه آبرسانی
• افت فشار در لوله با توجه به روش محاسبه ی مقدار جریان
• حداقل فشار مورد نیاز در پشت شیرهای برداشت آب
• افت فشار در فیتینگ ها، شیر ها و دیگر اجزای لوله کشی.

 

با توجه به شکل زیر و عوامل ذکر شده ، هد مورد نیاز سیستم آبرسانی از رابطه زیر بدست می آید:

H(m)=h_1+h_2+h_3-h_4

H(m)=h_1+h_2+h_3+h_4

که در آن:

h_1: ارتفاع عمودی از دهانه پمپ (آکس مکش پمپ) تا آخرین و بالاترین مصرف کننده (برحسب متر)
h_2: افت فشار معادل طول لوله (برحسب متر)
که از حاصلضرب طول دورترین و پرفشارترین مسیر رفت آب (L) از مخزن ذخیره تا بالاترین وسیله بهداشتی در عدد 0.165 بدست می آید.

h_2=L×0.165

h_3: فشار مورد نیاز در پشت شیر بالاترین وسیله بهداشتی
h_4: فاصله عمودی از سطح آب مخزن ذخیره تا دهانه مکش پمپ (بر حسب متر)

در صورت مکش مثبت پمپ (Suction Head) h_4 منفی است. (شکل یک که مخزن ذخیره در تراز بالاتر از محور پمپ قرار دارد)
در صورت مکش منفی پمپ (Suction Lift) h_4 مثبت است. (شکل دوم که مخزن ذخیره در تراز پایین تر از محور پمپ قرار دارد)

مثال: محاسبه هد پمپ ساختمان

همان شرایط مثال قبل را در نظر بگیرید. یعنی شرایط زیر:
ساختمان دارای 3 طبقه پارکینگ و 6 طبقه مسکونی که در هر طبقه 5 واحد قرار دارد. (در مجموع 9 طبقه)
واحدها داری مصرف کننده های معمول از نوع خصوصی. دارای توالت با فلاش تانک.
سطح آب مخزن ذخیره 1 متر بالاتر از آکس مکش پمپ قرار دارد.
بالاترین تجهیز بهداشتی نیز دوش است.

روش حل:

در ساختمان ها بطور میانگین ارتفاع هر طبقه را 3.5 متر در نظر می گیریم، بنابرین هد استاتیک برابر است با:
h_1=9×3.5=31.5m
با احتساب طول دورترینو پرفشارترین مسیر رفت آب از مخزن ذخیره تا بالاترین وسیله بهداشتی 50 متر، خواهیم داشت:
h_2=50×0.165=8.5m
با وجود دوش بعنوان آخرین مصرف کننده، فشار مورد نیاز در پشت شیر بالاترین وسیله بهداشتی برابر است با:
h_3=5.5m
با توجه به اینکه مخزن ذخیره بالاتر از آکس مکش پمپ قرار دارد، به دلیل وجود هد مثبت در مکش پمپ، ارتفاع مخزن از هد کل کسر می شود:
h_4=-1m

در نتیجه:
H_Total=3.1.5+8.25+5.5-1=44.25m