پارامترهای انتخاب بوستر پمپ

محاسبه هد مورد نیاز برای 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:

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

پارامترهای انتخاب 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 ۱۶، 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 ۵ 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 ۵ 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 ۲۱ لیتر بوده که با ایجاد تغییراتی در ساختارآن ها در نمونه های جدیدتر این حجم با حفظ قابلیت تخلیه فاضلاب، به حدود ۱۰ لیتر و در برخی نمونه ها تا ۶ 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 ۱٫۵ گالن (معادل ۶ لیتر) آب به داخل کاسه توالت تخلیه کنند.

جدول پ ۱-۲-۲:  مقدار S.F.U برای لوازم بهداشتی مختلف
وسیله بهداشتیکاربرینوع کنترلمقدار S.F.U
سردگرمکل
توالتعمومیفلاش ولو۱۰۱۰
توالتعمومیفلاش تانک۵۵
یورینال (Urinal)عمومیفلاش ولو۵۵
یورینال (Urinal)عمومیفلاش تانک۳۳
دستشوییعمومیشیر۵/۱۵/۱۲
وان عمومیشیر۳۳۴
دوشعمومیشیر مخلوط۳۳۴
شیر آفتابهعمومیشیر مخلوط۵/۱۵/۱۲
سینک عمومیادارت، غیرهشیر۲۵/۲۲۵/۲۳
سینک آشپزخانههتل، رستورانشیر۳۳۴
آبخوریادارات، غیرهشیر ۸/۳ اینچ۲۵/۰۲۵/۰
توالتخصوصیفلاش ولو۶۶
توالت خصوصیفلاش تانک۲/۲۲/۲
دستشوییخصوصیشیر۵/۰۵/۰۷/۰
وانخصوصیشیر۱۱۴/۱
دوشخصوصیشیر مخلوط۱۱۴/۱
شیرآفتابهخصوصیشیر مخلوط۵/۰۵/۰۷/۰
سینک آشپزخانهخصوصیشیر۱۱۴/۱
سینک رختشوییخصوصیشیر۱۱۴/۱
لوازم بهداشتی یک حمام کاملخصوصیفلاش ولو۶۵/۱۷
لوازم بهدشتی یک حمام کاملخصوصیفلاش تانک۷/۲۵/۱۶/۳
ماشین ظرفشوییخصوصیاتوماتیک۴/۱۴/۱
ماشین لباسشویی ۶/۳ کیلوگرمخصوصیاتوماتیک۱۱۴/۱
ماشین لباسشویی ۶/۳ کیلوگرمعمومیاتوماتیک۲۵/۲۲۵/۲۳
ماشین لباسشویی ۶/۷ کیلوگرمعمومیاتوماتیک۳۳۴

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

جدول پ ۱-۳-۲ : تعیین مقدار جریان آب (تبدیل S.F.U به GPM)
حداکثر مقدار جریان آب براساس S.F.U
سیستم های مجهز به فلاش تانکسیستم های مجهز به فلاش ولو
S.F.Uمقدار جریانS.F.Uمقدار جریان
گالن در دقیقهلیتر در ثانیهگالن در دقیقهلیتر در ثانیه
۶۰۳۲۰۱/۲۶۰۵۴۴۰/۳
۷۰۳۵۲۰/۲۷۰۵۸۶۵/۳
۸۰۳۸۴/۲۸۰۲/۶۱۸۵/۳
۹۰۴۱۵۸/۲۹۰۳/۶۴۰۵/۴
۱۰۰۵/۴۳۷۴/۲۱۰۰۵/۶۷۲۵/۴
۱۲۰۴۸۳۱۲۰۷۳۶۰/۴
۱۴۰۵/۵۲۳۰/۳۱۴۰۷۷۸۵/۴
۱۶۰۵۷۶۰/۳۱۶۰۸۱۱۰/۵
۱۸۰۶۱۸۴/۳۱۸۰۵/۸۵۴۰/۵
۲۰۰۶۵۰۹/۴۲۰۰۹۰۶۷/۵
۲۲۵۷۰۴۱/۴۲۲۵۵/۹۵۰۱/۶
۲۵۰۷۵۷۲/۴۲۵۰۱۰۱۳۵/۶
۲۷۵۸۰۰۴/۵۲۷۵۵/۱۰۴۶۰/۶
۳۰۰۸۵۳۵/۵۳۰۰۱۰۸۸۰/۶
۴۰۰۱۰۵۶۱/۶۴۰۰۱۲۷۸
۵۰۰۱۲۴۶۱/۶۵۰۰۱۴۳۹
۷۵۰۱۷۰۷/۱۰۷۵۰۱۷۷۱۵/۱۱
۱۰۰۰۲۰۸۱/۱۳۱۰۰۰۲۰۸۱/۱۳
۱۲۵۰۲۳۹۰۵/۱۵۱۲۵۰۲۳۹۰۵/۱۵
۱۵۰۰۲۶۹۱۷۱۵۰۰۲۶۹۱۷
۱۷۵۰۲۹۷۷/۱۸۱۷۵۰۲۹۷۷/۱۸
۲۰۰۰۳۲۵۴۷/۲۰۲۰۰۰۳۲۵۴۷/۲۰
۲۵۰۰۳۸۰۲۴۲۵۰۰۳۸۰۲۴
۳۰۰۰۴۳۳۲۷/۲۷۳۰۰۰۴۳۳۲۷/۲۷
۴۰۰۰۵۲۵۳۳۴۰۰۰۵۲۵۳۳
۵۰۰۰۵۹۳۳۵/۳۷۵۰۰۰۵۹۳۳۵/۳۷

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 ۳ طبقه پارکینگ و ۶ طبقه مسکونی که در هر طبقه ۵ واحد قرار دارد. (در مجموع ۹ طبقه)
واحدها داری مصرف کننده های معمول از نوع خصوصی. دارای توالت با فلاش تانک.
سطح آب مخزن ذخیره ۱ 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 ۱-۲-۲ 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 ۱-۳-۲ ، مقدار SFU به GPM تبدیل می شود.

ردیفمصرف کنندهتعدادS.F.U استخراج شده از جدول ۱-۲-۲ به ازای هر مصرف کنندهS.F.U کل
تعداد واحدها ضربدر تعداد طبقات
۱توالت خصوصی با فلاش تانک۳۰۲٫۲۶۶
۲دستشویی خصوصی۳۰۰٫۷۲۱
۳دوش خصوصی۳۰۱٫۴۴۲
۴سینک آشپزخانه خصوصی۳۰۱٫۴۴۲
۵ماشین ظرفشویی خصوصی۳۰۱٫۴۴۲
۶ماشین رختشویی خصوصی۳۰۱٫۴۴۲
S.F.U کل۲۵۵

در نهایت با میان یابی بین دو عدد ۲۵۰ و ۲۷۵، دبی تقریبی و کل ۷۷ 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 ۵۰ 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

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-۲ 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 -۲ : مقدار جریان تقریبی آب مصارف بهداشتی
میزان مصرف آبدبی بر حسب
۴۵۶۸۹۱۰۱۱۱۲۱۳۱۴۱۵۲۰۲۵۳۰۴۰۵۰
ساختمان مسکونی
(تعداد واحدها)
۴۶۱۰۳۰۴۵۶۰۷۵۹۵۱۱۵۱۴۰۱۸۰
بیمارستان
(تعداد تخت ها)
۳۰۴۰۵۰۶۵۷۵۸۵۹۵۱۰۰۱۱۵۱۲۵۱۳۵۱۸۰۲۳۰۳۰۰۴۲۰۵۶۰
اداری
(تعداد پرسنل)
۱۶۰۲۰۰۲۴۰۳۴۰۳۸۰۴۴۰۴۸۰۵۴۰۶۰۰۶۶۰۷۳۰۱۱۰۰۱۵۰۰۲۰۰۰
هتل
(تعداد تخت خواب)
۲۰۲۵۳۰۴۰۴۵۵۰۵۵۶۰۶۵۷۰۷۵۱۰۰۱۲۵۱۵۵۲۱۰۲۸۰
فروشگاه بزرگ
(تعداد پرسنل)
۴۰۵۰۶۰۸۵۹۵۱۰۵۱۱۵۱۲۵۱۳۵۱۵۰۱۶۰۲۲۰۳۰۰۴۰۰۷۵۰۱۴۰۰

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 ۱۶ در پیوست ۱ 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:

محاسبه هد مورد نیاز برای بوستر پمپ

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 ۰٫۱۶۵ بدست می آید.

h_2=L×۰٫۱۶۵

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 ۳ طبقه پارکینگ و ۶ طبقه مسکونی که در هر طبقه ۵ واحد قرار دارد. (در مجموع ۹ طبقه)
واحدها داری مصرف کننده های معمول از نوع خصوصی. دارای توالت با فلاش تانک.
سطح آب مخزن ذخیره ۱ 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 ۳٫۵ متر در نظر می گیریم، بنابرین هد استاتیک برابر است با:
h_1=9×۳٫۵=۳۱٫۵m
با احتساب طول دورترینو پرفشارترین مسیر رفت آب از مخزن ذخیره تا بالاترین وسیله بهداشتی ۵۰ متر، خواهیم داشت:
h_2=50×۰٫۱۶۵=۸٫۵m
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

در انتها پیشنهاد می نمائیم صفحه ماشین لباسشویی صنعتی را نیز مطالعه نمائید.

رای کاربران
[امتیاز کلی: 5 میانگین: 4.2]