نحوه محاسبه و انتخاب بوستر پمپ آبرسانی و آتش نشانی

مولفه های بوستر پمپ : 
بوستر پمپ ها بر اساس ۲ مولفه اصلی حداکثر مصرف آب و حداقل فشار ، طراحی می شوند و نوسانات ساعتی مصرف آب نیز عامل موثر در تعیین مشخصات می باشد.

محاسبه حداکثر مصرف آب: 
مصرف آب هر یک از انواع وسایل بهداشتی بسته به نوع کاربری آن متفاوت است. برای محاسبه حداکثر مصرف آب مهندسین مشاور از جداول ومنحنی های متعدد استفاده می نمایند. منحنی شماره (۱) حداکثر مصرف آب بهداشتی بوسترپمپ شرکت NOWAX را که شاخه بوستر پمپ ساز کمپانی معظم ابارای ژاپن است، نشان می دهد و بر خلاف جداول و منحنی های مصرف آب در آمریکا که بسیار بالاتر از منحنی مصرف آب در ایران است، منحنی مذکور با الگوی مصرف آب در ایران کاملا مطابقت دارد و می تواند به عنوان یک جدول کامل با تقریب کافی برای تغعیین حداکثر مصرف آب ساختمان با کاربری های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.

از این دیاگرام بر اساس تعداد آپارتمان های یک ساختمان مسکونی با یک یا دو حمام، تعداد کارکنان یک ساختمان اداری، تعداد تخت یک بیمارستان یا هتل می توان حداکثر مقدار مصرف ساعتی آب ساختمان را به سادگی تعیین نمود.
برای مثال:
حداکثر مصرف آب یک ساختمان مسکونی ۶۰ واحدی، هر واحد مسکونی با دو حمام ۳۰۰ لیتر در دقیقه می باشد که به عنوان عامل اصلی در تعیین ظرفیت بوسترپمپ مورد استفاده قرار می گیرد.

محاسبه حداقل فشار (ستون آب)

محاسبه حداقل فشار بوسترپمپ بستگی به محل استقرار آن نسبت به منبع تغذیه دارد.
در شکل (۱) منبع تغذیه آب بالاتر از بوسترپمپ یا همتراز با آن واقع است و فشار ستون آب ناشی از اختلاف ارتفاع لوله خروجی منبع آب و لوله مکش پمپ ها به صورت فشار مثبت برای تامین حداقل فشار آب به الکتروپمپ کمک می نماید. در این حالت حداقل فشار بوسترپمپ از فرمول زیر به دست می آید:

در شکل (۲) لوله خروجی منبع آب پایین تر از لوله مکش پمپ ها قرار دارد. در چنین شرایطی با توجه به فرمول زیر بوسترپمپ باید به فشار منفی ستون آب ناشی از اختلاف ارتفاع لوله خروجی منبع آب و لوله مکش پمپ غلبه نماید. حداکثر این ارتفاع به ارتفاع خالص مکش مثبت پمپ (NET POSITIVE SUCTION HEAD) موسوم و جزئی از مشخصه هر الکتروپمپ می باشد و مقدار آن از منحنی مربوطه استخراج می شود. در این حالت حداقل فشار بوسترپمپ از فرمول زیر محاسبه می گردد:


در فرمول های فوق:
حداقل ارتفاع بوسترپمپ Hb
اختلاف ارتفاع بالاترین مصرف کننده از لوله مکش بوستر پمپ Hs
فشار آب مثبت یا منفی در مکش بوسترپمپ Hp
افت فشار معادل طول لوله کشی تا دوربین مصرف کننده Pf
حداقل فشار آب در بالاترین مصرف کننده Pm
اختلاف فشار پرشر سوئیچ های حداقل و حداکثر در بوسترپمپ های دور ثابت Pd

برای محاسبه افت فشار معادل طول لوله کشی ( Pf) ابتدا باید طول مجموع لوله های افقی و عمودی تا دورترین مصرف کننده از بوسترپمپ را تعیین و ۵۰% نیز به عنوان طول معادل شیرآلات و اتصالات به آن اضافه نمود و با نرخ افت فشار اصطکاکی ۳m/100m ناشی از جریان آب در لوله که اغلب در تعیین سایز لوله مورد استفاده مهندسین به دست آورد. در این فرمول (L) طول دورترین نقطه لوله کشی از بوستر پمپ است.
حداقل فشار آب در بالاترین مصرف کننده بستگی به نوع وسیله بهداشتی دارد. جدول شماره (۱) حداقل فشار آب لازم برای انواع وسایل بهداشتی را نشان می دهد.

تعیین ظرفیت و مشخصات بوستر پمپ های ابرسانی
تعیین ظرفیت و مشخصات بوسترپمپ های تک پمپه:

مشخصات الکتروپمپ بوسترپمپ های تک پمپه باید به گونه ای انتخاب شوند تا به تنهایی قادر به تامین حداقل و حداکثر مصرف ساعتی آب در فشار مورد نیاز باشد و ظرفیت آن با رعایت حداکثر ۱۵ بار قطع و وصل الکتروپمپ در ساعت محاسبه می شود.

تعیین ظرفیت و مشخصات بوستر پمپ های بدون الکتروپمپ پیشرو (جاکی)

در مصارف آب شهری، حداقل مصرف ساعتی آب تقریبا معادل ۲۰% حداکثر مصرف ساعتی آن است. لذا پس از تعیین حداکثر مصرف ساعتی آب ساختمان، تعداد و ظرفیت الکتروپمپ های بوسترپمپ به گونه ای تعیین می گردد که در حداقل مصرف ساعتی آب بخشی از ظرفیت یکی از الکتروپمپ ها، آب مورد نیاز را تامین نماید و در حداکثر مصرف ساعتی،‌مجموعه الکتروپمپ ها جوابگوی حداکثر مصرف ساختمان باشند. برای ساختمان های با مصرف متوسط آب، انتخاب یک بوسترپمپ با دو یا سه الکتروپمپ مشابه انتخاب معقولی است. ظرفیت هر یک از الکتروپمپ ها بستگی به تعداد الکتروپمپ های انتخابی دارد و از فرمولQ/N= q به دست می آید که در آن (Q) حداکثر مصرف ساعتی ساختمان و N تعداد الکتروپمپ های اصلی بدون پیش بینی الکتروپمپ رزرو است. تحت این شرایط در صورت خرابی یکی از الکتروپمپ ها، بقیه الکتروپمپ ها قادر به تامین حداکثر مصرف ساعتی آب در فشار بوسترپمپ نخواهند بود، لذا یک دستگاه الکتروپمپ مشابه به عنوان الکتروپمپ رزرو، به تعداد الکتروپمپ ها افزوده می گردد که به صورت نوبتی مشابه سایر الکتروپمپ های بوسترپمپ کار می کند.

تعیین ظرفیت و مشخصات بوسترپمپ های با الکتروپمپ پیشرو (جاکی):

در بوسترپمپ های دور ثابت پس از تعیین ظرفیت الکتروپمپ پیشرو که عموما ۲۰% حداکثر مصرف ساعتی آب است، تعداد و ظرفیت الکتروپمپ های اصلی مشابه روشی که در مورد بوسترپمپ های بدون الکتروپمپ پیشرو ذکر گردید، برای تامین ۸۰% حداکثر مصرف ساعتی ساختمان تعیین می شود و یک الکتروپمپ نیز با ظرفیت مشابه الکتروپمپ های اصلی به عنوان رزرو منظور می گردد.
تعداد و ظرفیت الکتروپمپ های یک بوسترپمپ علاوه بر تامین حداقل و حداکثر مصرف ساعتی باید با رعایت نکات زیر انتخاب گردند:
۱ -کاهش قیمت ساخت
۲ -کاهش هزینه های مستمر بهره برداری۲
۳ -استهلاک شدت نوسانات مصرف ساعتی آب

تعیین ظرفیت و مشخصات بوسترپمپ های آتش نشانی:
یکی دیگر از انواع بوسترپمپ هایی که در ساختمان ها و صنایع مورد استفاده دارد، بوسترپمپ آتش نشانی است که در انواع تک پمپه و چند پمپه با الکتروپمپ پیشرو و یا بدون الکتروپمپ پیشرو ساخته می شوند. ظرفیت بوسترپمپ های آتش نشانی بستگی به نوع وسایل اطفای حریق آبی مورد استفاده در ساختمان دارد. بر اساس استاندارد N.F.P.A در ساختمان های مجهز به جعبه آتش نشانی ظرفیت بوسترپمپ بر مبنای مصرف ۵۰ گالن آب در دقیقه برای هر جعبه و استفاده همزمان از دو جعبه آتش نشانی تعیین می گردد. برای اماکن مجهز به هیدرانت آتش نشانی حداقل ظرفیت بوسترپمپ ۵۰۰ گالن در دقیقه در نظر گرفته می شود.
الکتروپمپ های بوسترپمپ آتش نشانی باید به گونه ای انتخاب شوند تا در هر زمان آب مورد نیاز با فشار لازم در خروجی بالاترین وسیله اطفای حریق وجود داشته باشد. مقدار این فشار در استانداردهای آمریکایی و اروپایی به ترتیب ۶۰ و۴۵ پوند بر اینچ مربع معادل ۴ و ۳ اتمسفر است.

تعیین ظرفیت و مشخصات بوسترپمپ های مشترک آبرسانی و آتش نشانی 
برد کنترل میکروپروسسوری این شرکت قابلیت برنامه ریزی برای کنترل و فرمان بوسترپمپ های مشترک آبرسانی و آتش نشانی (دو منظوره) را دارد
این بوسترپمپ ها در مواقعی که اختلاف فشار و دبی بوسترپمپ های آبرسانی و آتش نشانی زیاد نباشد، کاربرد دارد.
حداقل فشار و حداکثر ظرفیت بوسترپمپ مشترک براساس بیشترین مقدار آن در مقایسه با دو سیستم با یکدیگر انتخاب می شود.

منابع تحت فشار آب 
به منظور جلوگیری از قطع و وصل متوالی پمپ ها در بوسترپمپ های دور ثابت از منابع تحت فشار آب استفاده می شود. این منابع به طور عمده شامل منبع تحت فشار با بالشتک هوای فشرده یا گاز ازت و منبع دیافراگمی است. قبل از ساخت منابع دیافراگمی، در ساخت بوسترپمپ ها از منابع تحت فشار با هوای فشرده یا گاز ازت استفاده می شد ولی به لحاظ سهولت استفاده و محاسنی که منابع دیافراگمی دارند، در حال حاضر استفاده از آن ها تقریبا منسوخ شده است.
منابع دیافراگمی:

منبع دیافراگمی با دیافراگم قابل تعویض به عنوان یکی از ملزومات بوسترپمپ دور ثابت استفاده می شود. منابع دیافراگمی از یک منبع فلزی در بیرون و یک دیافراگم لاستیکی بهداشتی در درون از ظرفیت ۲۵ الی ۵۰۰۰ لیتر با فشار کار ۶، ۱۰ ، و ۱۶ اتمسفر ساخته می شوند. در حد فاصل منبع فلزی و دیافراگم، هوای فشرده اولیه وجود دارد. افزایش مقدار سیال درون دیافراگم ناشی از کار الکتروپمپ ها موجب فشرده تر شدن هوای فشرده اولیه منبع و ذخیره شدن آب در درون دیافراگم آن می گردد. با کار بوسترپمپ، ذخیره سازی آب در منبع دیافراگمی همزمان با تغذیه شبکه مصرف آغاز می گردد و با توقف کار بوسترپمپ تا رسیدن سیستم به حداقل فشار و تکرار سیکل مذکور، آب مورد نیاز شبکه مصرف از ذخیره منبع دیافراگمی تامین می گردد تا مانع از روشن شدن الکتروپمپ ها به هنگام هر بار مصرف آب شود. علاوه بر این، منبع دیافراگمی افزایش ناگهانی فشار ناشی از روشن شدن الکتروپمپ ها و ضربه قوچ حاصل از خاموش شدن آن ها یا قطع سریع مصرف را در خود جذب و مستهلک می نماید و صدمات احتمالی به بوسترپمپ و شبکه مصرف را کاهش می دهد.

انتخاب حجم منبع دیافراگمی:
بهترین انتخاب حجم منبع دیافراگمی برای آب مصرفی بر مبنای ۱۵ بار در ساعت روشن و خاموش شدن هر یک از الکتروپمپ های اصلی بوسترپمپ در حداکثر مصرف ساعتی آب ساختمان می باشد. بر این مبنا ظرفیت مفید منبع دیافراگمی از فرمول به دست می آید و ظرفیت نامی منبع دیافراگمی (q/n= v) با توجه به راندمان آن ( ) از فرمول قابل محاسبه است. راندمان منبع دیافراگمی، درصد حجم ذخیره آب در حد فاصل حداقل و حداکثر فشار سیسیتم نسبت به حجم نامی آن می باشد و مقدار آن از فرمول مقابل به دست می آید:

که در آن:
حداقل فشار مطلق سیستم bar (فشار جو + فشار پرشر سوئیچ حد پایین) P1
حداکثر فشار مطلق سیستمbar ( فشار جو + فشار پرشر سوئیچ حد بالا) P2
فشار هوای اولیه منبع دیافراگمی است که معمولا ( bar (P1-0.5 می باشد.
در مثال زیر ظرفیت هر یک از الکتروپمپ های یک بوسترپمپ سه پمپه ( N+1=3 ) بدون پمپ پیشرو، همچنین ظرفیت مفید، راندمان و ظرفیت نامی منبع دیافراگمی مورد نیاز بوسترپمپ دور ثابت برای یک ساختمان با حداکثر مصرف ساعتی ۳۰۰ لیتر آب در دقیقه محاسبه شده است.

نزدیکترین حجم نامی منبع دیافراگمی به حجم حاصل، منبع دیافراگمی ۳۰۰ لیتری می باشد.
انتخاب الکتروپمپ به تعداد کمتر و ظرفیت بیشتر با رعایت حداکثر ۱۵ بار سیکل کار هر الکتروپمپ در ساعت موجب افزایش حجم منبع دیافراگمی و انتخاب الکتروپمپ های بیشتر با ظرفیت کمتر با رعایت همین سیکل کار، کاهش حجم منبع دیافراگمی را به دنبال خواهد داشت.

منبع : آب و آتش سپاهان

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>