سيستم تقويت فشار آب

شنبه ۰۲ بهمن ۰۰ | ۱۲:۳۷ ۷ بازديد

اصول و ميناي سيستم تقويت فشار آب

جالب است بدانيد تا اوايل دهه ۱۹۹۰، كاربرد شيرهاي تنظيم كننده فشار معمولاً براي كنترل فشار سيستم تقويت كننده بود . بسياري از مواقع پمپ هاي اين سيستم ها با حداكثر سرعت كار مي كنند و فشار اضافي را خارج مي كردند تا قادر باشند تا به خروجي مورد نظر دست پيدا كنند . طراحي يك سيستم تقويت كننده يك گزينه ي كم مصرف بوده كه براي آنكه برآوردن زك تقاضاي خاص افزايش پيدا مي كند. امروزه سيستم هاي تقويت كننده پيشرفته ، چندين پمپ چند مرحله اي و موتورهاي كنترل متغير با ساختاربندي هاي نرم افزاري، سرعت و تعداد پمپهاي در حال كار را براي پاسخگويي به تقاضاي مكرر سيستم تنظيم مي كنند. اين سيستم ها طوري طراحي شده اند كه حداقل خروجي پمپ لازم براي دستيابي به عملكرد مطلوب را ارائه دهند، و تلاش شده است تا همه اين اتفاقات بدون دخالت مستقيم انسان اتفاق بيفتد.

نجوه اندازه گيري سيستم تقويت كننده فشار آب

در اندازه گيري سيستم تقويت كننده فشار، ابتدا بايد جريان و ورودي مورد نياز يك سيستم كاملا ثبت شود . براي كاربردهاي ساختمان تجاري، جريان با تعداد كل وسايل يا واحدهاي ثابت (Fu) در حال سرويس دهي (سينك ظرفشويي،WC، لوله هاي شيلنگ، دوش، آبخوري ها، برجهاي خنك كننده ، آبياري و غيره) تعيين مي شود. محاسبه واحد ثابت بر اساس متوسط استفاده از هر دستگاه و gpm مربوط به آن است. از آنجا كه بعيد است كه از تمامي وسايل به صورت همزمان استفاده كنيم ، روش هايي ايجاد شده كه حداكثر جريان “معقول” را ايجاد كند . چنين مقادير واحدي را مي توان در منابعي مختلفي كه به شكل تخصصي در اين حوزه كار كرده اند، مي توان يافت.در اين منابع، جداول مقادير واحد ثابت را براي هر دو تاسيسات خصوصي (محل سكونت يا چند واحدي) و تاسيسات زيرساختي (فضاهاي عمومي با چندين كاربر مانند يك رستوران) براي هر نوع وسايل ارائه مي دهند. پس از تعيين مقادير واحد ثابت، هر نوع وسايل را در نرخ مربوطه ضرب مي كنند تا بتوان كل واحد ثابت را محاسبه كرد . نمودار يا نمودار ثابت در برابر منحني جريان مي تواند براي شمارش ميزان جريان كلي (gpm) براي برنامه استفاده شود.

طرز محاسبه دبي جريان آب

براي محاسبه ميزان جريان (gpm)، لازم است تا با طرح يك مثال اين كار انجام شود. براي مثال يك ساختمان آپارتماني 56 داراي خصوصيات زير مي باشد :

۱۸ طبقه
مجهز به حمام كامل (وان، سينك و توالت)، ماشين ظرفشويي و ماشين لباسشويي در هر واحد
فشار تأمين شهر بين 30-40 psi (حداقل فشار ورودي 30 psi)
فشار باقي مانده (فشار مورد نياز در طبقه بالا) 30 psi
بدون نياز به جريان ديگر (مانند برج خنك كننده ، آبياري و غيره)

گام اول در محاسبه ميزان جريان در اين است كه مجموع هر نوع وسايل و چند برابر تعداد واحدهاي ثابت اختصاص داده شده به آن نوع وسايل را پيدا كنيم كه با توجه به كتابچه راهنماي طراحي ASPE يا طراحي لوله كشي مهندسي اين اطلاعات به دست مي آيد :

وان: 112 وان x 4 واحد ثابت = 448 fu
سينك ظرفشويي: 112 سينك x 1 واحد ثابت = 112 fu
توالت: 112 توالت x 2.5 واحد ثابت = 280 fu
ماشين ظرفشويي: 56 واشر x 1.5 واحد ثابت = 84 fu
سينك آشپزخانه: 56 سينك x 1.5 واحد ثابت = 84 fu
لباسشويي: 56 واشر x 1.5 واحد ثابت = 84 fu
مجموع پروژه: ۱۰۹۲ واحد ثابت

گام دوم براي تعيين ميزان جريان يك برنامه، قرار دادن واحدهاي برآورد شده در يك نمودار جريان است. با استفاده از 1092 واحد ثابت در مثال بالا، دبي تقريبا 220 gpm را پيدا مي كنيم. براي محاسبه كل واحدهاي ثابت و جريان حاصل (gpm)، مي توان از منابع متعدد براي مقادير واحد ثابت استفاده كرد و هنگام محاسبه جريان (gpm) از بالاترين تعداد واحدهاي ثابت كمك گرفته شود. تغييرات در واحدهاي ثابت مي تواند بين منابع يا نحوه تفسير اصطلاحات مختلف رخ دهد. مثلا برخي منابع جريان كل و همزمان توليد شده از “گروه حمام” را به جاي محاسبه تكي جريان توالت، سينك دستشويي يا دوش محاسبه مي كنند .

به منظور محاسه دبي بايد فشار ورودي مورد نياز يك برنامه خاص را تعيين كنيم. چهار عنصر اصلي براي تعيين سر مورد نياز است:

HS (سر ايستا/بالابر يا ارتفاع): فاصله عمودي آب براي طي كردن (معمولاً 10-12 فوت در هر طبقه در ساختمانهاي تجاري).

HF (سر اصطكاك): ميزان اصطكاك از طريق لوله كشي و اتصالات از پمپ به دورترين دستگاه.

HR (فشار سر باقي مانده): فشار مورد نياز در دورترين دستگاه (معمولاً 20-40 psi).

HI (فشار سر ورودي): فشار آب ورودي (شهري) موجود (قبل از ورودي سيستم پمپ اندازه گيري مي شود).

با استفاده از مثال بالا 56-un

ساختمان آپارتماني ۱۸ طبقه ، مي توانيم سر پروژه مورد نياز را به صورت زير محاسبه كنيم. جزئيات آن به اين صورت مي باشد :

پمپها بايد در زيرزمين ساختمان نصب شود، بنابراين ۱۸ طبقه در بالاي آن قرار دارد.
اين طبقه ها ۱۲ فوت هستند.

محاسبه سر استاتيك HS: ما تعداد طبقات را در ارتفاع هر طبقه ضرب مي كنيم:

(18 طبقه x 12 فوت در هر طبقه = 216 فوت)

سپس، با استفاده از تبديل زير: 1psi = 2.31 فوت سر، اين رقم را با تقسيم كل فاصله بر 2.31 به psi تبديل مي كنيم:

(216 feet/2.31 = 93.5 psi)
HS = 94 psi

محاسبه سر اصطكاك HF: در مرحله بعد ، ما بايد سر اصطكاك HF را محاسبه كنيم. براي انجام اين كار ابتدا بايد از دست دادن اصطكاك يا مقاومت در برابر جريان ناشي از اصطكاك هنگام حركت آب در امتداد ديواره هاي لوله و همچنين مقاومت ناشي از تلاطم خود را تعيين كنيم. اين تلفات به صورت تلفات اصطكاكي ناميده مي شوند و امكان دارد تا به ميزان قابل توجهي فشار آن را كاهش دهد .

فاصله، قطر لوله و gpm همه بر افت اصطكاك تأثير مي گذارد و ارقام استاندارد اصطكاك بين 4 فوت تا 10 فوت در 100 فوت لوله متغير است.

براي اين مثال، از دست دادن اصطكاك لوله در هر 100 فوت لوله 6 فوت است ، به اين معني كه ما بايد به ازاي هر 100 فوت لوله عمودي كه در سيستم داريم، 6 فوت از دست دادن سر را پشت سر بگذاريم. در مرحله بعد، ما بايد طولاني ترين مسير افقي (LH) لوله را از رايزر عمودي تعيين كنيم. در اين مثال، طولاني ترين حركت افقي (LH) 100 فوت است.

اكنون مقدار HS (سر ايستا/بالابر ايستا) لوله عمودي را به LH (طولاني ترين مسير لوله) لوله افقي اضافه مي كنيم. در مثال ما ، اين امر بيان مي شود:

(۲۱۶فوت + ۱۰۰ فوت = ۳۱۶ فوت)

اما به دليل اينكه لوله ها مستقيم نيستند، هنگام تعيين افت اصطكاك بايد لوله خم و ساير اتصالات را در نظر گرفت. شيرآلات و اتصالات لوله تلاطم زيادي را ايجاد مي كند كه اصطكاك را افزايش دهد. بنابراين، به عنوان يك قاعده كلي، ما ضرب ۵ درصد براي اتصالات را با ضرب طولاني ترين مقدار لوله اجرا شده در ۰.۰۵ تعيين مي كنيم.

(316 فوت x 0.05 = 16 فوت)

به طور كلي، تلفات اصطكاك با افزايش دبي يا كاهش اندازه لوله افزايش مي يابد (اگر ميزان جريان براي اندازه لوله معين دو برابر شود، تلفات اصطكاك چهار برابر مي شود).

طول كل معادل لوله مقدار ديگري است كه بايد پيدا كنيم . ما مي توانيم اين مقدار را با افزودن دو اندازه گيري قبلي خود بيابيم، مقدار از دست دادن اصطكاك مناسب (۱۶ فوت) و طولاني ترين مقدار لوله (۳۱۶ فوت):

(۳۱۶ فوت + ۱۶ فوت = ۳۳۲ فوت)

براي محاسبه مقدار كل تلفات اصطكاك در مثال ما، بايد طول كل معادل ارزش لوله و مقدار تلفات اصطكاكي كه در هر 100 فوت رخ مي دهد را ضرب كنيم. براي اين مثال، از دست دادن اصطكاك در هر 100 پا 6 فوت خواهد بود. پس از ضرب اين دو مقدار ، پاسخ را بر طولاني ترين اجراي افقي (LH) تقسيم كنيد، كه قبلاً 100 فوت ذكر شده بود. اين مقدار ، مقدار كل از دست دادن اصطكاك را نشان مي دهد :

۳۳۲ فوت = ۱۶ فوت + ۳۳۲ فوت

پس از محاسبه كل مقدار تلفات اصطكاك، بايد مقدار را از فوت به اندازه گيري صحيح psi با استفاده از تبديل زير تبديل كنيم: 1 psi = 2.31 فوت سر. براي تبديل مقدار كل ارزش تلفات اصطكاك، بر 2.31 تقسيم كنيد:

(20 فوت/2.31 = 8.7 psi)

HF = 9 psi

محاسبه فشار باقيمانده HR: در مثال ما، فشار مورد نياز در طبقه بالا 30 psi است. در برنامه هاي تجاري واقعي، نرخ فشار معمولي (HR) بين 20 تا 40 psi متغير است.

HR = 30 psi

به منظور يافتن فشار تخليه مورد نياز براي ساختمان نمونه، ما فقط مقادير HS ، HF و HR را اضافه مي كنيم:

(94 psi + 9 psi + 30 psi = 133 psi)

همانطور كه فشار باقيمانده (HR) براي ما ارائه شده است،حداقل فشار ورودي (HI) نيز براي مثال ما ارائه شده است. حداقل فشار ورودي (HI) يا فشار اصلي تامين شهر، 30 psi است:

HI = 30 psi

محاسبه افزايش فشار يا ديناميك كل

براي محاسبه نياز افزايش فشار براي مثال ما ، ما بايد دو مقدار قبلي خود، فشار تخليه مورد نياز و حداقل فشار ورودي (HI) را كم كنيم. به عبارت ديگر ، ما نيازهاي 133 psi (فشار تخليه) و همچنين HI ورودي (فشار ورودي) موجود را مي دانيم. ما به سادگي دو مقدار (133 psi – 30 psi = 103 psi) را كم مي كنيم. اين ميزان فشاري است كه سيستم پمپهاي تقويت كننده بايد وارد كند تا بتواند فشار كافي را به ساختمان وارد كند. در مرحله بعد، مقدار مورد نياز 103-psi را با ضرب در 2.31 به فوت تبديل مي كنيم. اين تبديل نياز ما به افزايش فشار را به اندازه مناسب كل سري (TDH)، بيان شده بر حسب فوت تغيير مي دهد كه در نمودارهاي انتخاب پمپها نشان داده شده است. اين تبديل به صورت زير بيان مي شود:

(103 psi x 2.31 = 237.9 فوت)

پس از تكميل موفقيت آميز هر معادله و تبديل، ما از نمودار انتخاب پمپ براي انتخاب مدل تقويت كننده كه نيازهاي پروژه را برآورده مي كند، استفاده مي كنيم. ساختمان آپارتماني نياز به جريان (Q) 240 گرم در دقيقه و سر 239 فوت دارد.