Instrumenti

Kako odrediti potreban protok i visinu pumpe

Prilikom uređenja vodoopskrbe i grijanja seoskih kuća i ljetnikovca jedan od najhitnijih problema je odabir pumpe. Pogreška u odabiru crpke ispunjena je neugodnim posljedicama, među kojima je pretjerana potrošnja električne energije najjednostavnija, a kvar potopne crpke najčešći. Najvažnije karakteristike prema kojima morate odabrati bilo koju pumpu su brzina protoka vode ili kapacitet crpke, kao i visina pumpe ili visina do koje pumpa može dovoditi vodu. Pumpa nije vrsta opreme koja se može uzeti s maržom – “za rast”. Sve treba strogo provjeriti prema potrebama. Oni koji su bili lijeni za odgovarajuće izračune i odabrali pumpu “na oko” gotovo uvijek imaju problema u obliku kvarova. U ovom ćemo se članku zadržati na tome kako odrediti visinu i kapacitet crpke, pružiti sve potrebne formule i tablične podatke. Također ćemo razjasniti suptilnosti izračuna cirkulacijskih crpki i karakteristike centrifugalnih crpki..

Kako odrediti protok i visinu potopne pumpe

Bušotinske pumpe

Potopne crpke obično se ugrađuju u duboke bušotine i bušotine, gdje se samousisna površinska pumpa ne može nositi. Takvu crpku karakterizira činjenica da radi potpuno uronjena u vodu, a ako razina vode padne na kritičnu razinu, isključuje se i ne uključuje sve dok razina vode ne poraste. Rad potopne pumpe bez “suhe” vode ispunjen je kvarovima, stoga je potrebno odabrati crpku takvog kapaciteta da ne prelazi zaduženje bušotine.

Proračun performansi / protoka potopne pumpe

Ne uzalud se performanse crpke ponekad nazivaju brzinom protoka, budući da su izračuni ovog parametra izravno povezani s protokom vode u vodoopskrbnom sustavu. Kako bi crpka mogla podmiriti potrebe stanovnika vodom, njezin rad mora biti jednak ili nešto viši od protoka vode od istovremeno uključenih potrošača u kući.

Ova ukupna potrošnja može se odrediti zbrajanjem troškova svih potrošača vode u kući. Kako se ne biste gnjavili s nepotrebnim izračunima, možete upotrijebiti tablicu približnih vrijednosti potrošnje vode u sekundi. Tablica prikazuje sve vrste potrošača, poput umivaonika, WC -a, umivaonika, perilice rublja i drugih, kao i potrošnju vode u l / s kroz njih.

Tablica 1. Potrošnja potrošača vode.

Potrošnja potrošača vode

Nakon što se zbroje troškovi svih potrebnih potrošača, potrebno je pronaći procijenjenu potrošnju sustava, ona će biti nešto manja, budući da je vjerojatnost istodobne uporabe apsolutno svih vodovodnih instalacija iznimno mala. Procijenjeni protok možete saznati iz tablice 2. Iako se ponekad, radi pojednostavljenja izračuna, rezultirajući ukupni protok jednostavno pomnoži s faktorom 0,6 – 0,8, pod pretpostavkom da će se samo 60 – 80% vodovodnih instalacija koristiti na u isto vrijeme. Ali ova metoda nije posve uspješna. Na primjer, u velikoj vili s mnogo vodovodnih instalacija i potrošača vode mogu živjeti samo 2 – 3 osobe, a potrošnja vode bit će mnogo manja od ukupne. Stoga toplo preporučujemo korištenje tablice.

Tablica 2. Procijenjena potrošnja vodoopskrbnog sustava.

Procijenjena potrošnja vodoopskrbnog sustava

Dobiveni rezultat bit će stvarna potrošnja vodoopskrbnog sustava kuće, koja mora biti pokrivena kapacitetom crpke. No budući da se u karakteristikama crpke kapacitet obično ne uzima u l / s, već u m3 / h, tada se protok koji smo dobili mora pomnožiti s faktorom 3,6.

Primjer izračunavanja protoka potopne pumpe:

Razmotrite mogućnost vodoopskrbe za seosku kuću koja ima sljedeće vodovodne instalacije:

  • Tuš s mješalicom – 0,09 l / s;
  • Električni bojler – 0,1 l / s;
  • Sudoper u kuhinji – 0,15 l / s;
  • Umivaonik – 0,09 l / s;
  • WC školjka – 0,1 l / s.

Sažimamo potrošnju svih potrošača: 0,09 + 0,1 + 0,15 + 0,09 + 0,1 = 0,53 l / s.

Budući da imamo kuću s okućnicom i povrtnjakom, ne škodi dodati ovdje slavinu za zalijevanje, čiji je protok 0,3 m / s. Ukupno, 0,53 + 0,3 = 0,83 l / s.

Iz tablice 2 nalazimo vrijednost proračunskog protoka: vrijednost od 0,83 l / s odgovara 0,48 l / s.

I posljednja stvar – prevodimo l / s u m3 / h, za to 0,48 * 3,6 = 1,728 m3 / h.

Važno! Ponekad je kapacitet crpke naveden u l / h, tada se rezultirajuća vrijednost u l / s mora pomnožiti sa 3600. Na primjer, 0,48 * 3600 = 1728 l / h.

Izlaz: protok vodoopskrbnog sustava naše seoske kuće je 1,728 m3 / h, stoga kapacitet pumpe mora biti veći od 1,7 m3 / h. Na primjer, prikladne su takve pumpe: 32 AQUARIUS NVP-0.32-32U (1,8 m3 / h), 63 AQUARIUS NVP-0,32-63U (1,8 m3 / h), 25 SPRUT 90QJD 109-0,37 (2 m3 / h), 80 AQUATICA 96 (80 m) (2 m3 / h), 45 PEDROLLO 4SR 2m / 7 (2 m3 / h) itd..

Proračun visine potopne pumpe

Ugradnja bušotinske pumpe

Napon crpke ili napon vode izračunava se prema donjoj formuli. Uzima se u obzir da je crpka potpuno potopljena u vodu, pa se ne uzimaju u obzir parametri kao što je visinska razlika između izvora vode i crpke.

Proračun visine bušotinske pumpe

Formula za izračun visine bušotinske pumpe:

Glava pumpe u bušotini

Gdje,

Htr – vrijednost potrebne visine bušotinske pumpe;

Hgeo – razlika u visini između položaja crpke i najviše točke vodoopskrbnog sustava;

Hloss – zbroj svih gubitaka u cjevovodu. Ti su gubici povezani s trenjem vode o materijal cijevi, kao i padom tlaka na zavojima cijevi i u t -spojnicama. Određeno tablicom gubitaka.

Hfree – slobodna glava na izljevu. Da biste mogli udobno koristiti vodovodne instalacije, ova se vrijednost mora uzeti 15 – 20 m, minimalno dopuštena vrijednost je 5 m, no tada će se voda dovoditi u tankom mlazu.

Svi parametri mjere se u istim jedinicama kao što se mjeri visina pumpe – u metrima.

Izračun gubitaka cjevovoda može se izračunati proučavanjem donje tablice. Imajte na umu da normalni font u tablici gubitaka označava brzinu kojom voda teče kroz cjevovod odgovarajućeg promjera, a istaknuti font označava gubitak napora na svakih 100 m ravnog vodoravnog cjevovoda. Pri samom dnu tablice navedeni su gubici u t -spojnicama, koljenima, nepovratnim ventilima i zasunima. Naravno, za točan izračun gubitaka potrebno je znati duljinu svih dionica cjevovoda, broj svih t -profila, zavoja i ventila..

Tablica 3. Gubitak glave u cjevovodu od polimernih materijala.

Gubitak glave u cjevovodu od polimernih materijala

Tablica 4. Gubitak glave u cjevovodu od čeličnih cijevi.

Gubitak glave u cjevovodu od čeličnih cijevi

Primjer izračuna tlaka bušotinske pumpe:

Razmotrite ovu opciju za vodoopskrbu seoske kuće:

  • Dubina bušotine 35 m;
  • Statički vodostaj u bušotini – 10 m;
  • Dinamička razina vode u bušotini – 15 m;
  • Debit bušotine – 4 m3 / sat;
  • Bunar se nalazi na udaljenosti od kuće – 30 m;
  • Kuća je dvoetažna, kupaonica je na drugom katu – visoka 5 m;

Prije svega, razmatramo Hgeo = dinamička razina + visina drugog kata = 15 + 5 = 20 m.

Nadalje, smatramo gubitak H. Pretpostavimo da je naš vodoravni cjevovod izrađen od polipropilenske cijevi od 32 mm do kuće, a u kući s cijevi od 25 mm. Postoji jedan kutni zavoj, 3 nepovratna ventila, 2 t -profila i 1 zaporni ventil. Produktivnost ćemo uzeti iz prethodnog izračuna protoka od 1,728 m3 / sat. Prema predloženim tablicama, najbliža vrijednost je 1,8 m3 / h, pa zaokružimo na tu vrijednost.

Hloss = 4,6 * 30/100 + 13 * 5/100 + 1,2 + 3 * 5,0 + 2 * 5,0 + 1,2 = 1,38 + 0,65 + 1,2 + 15 + 10 + 1,2 = 29,43 m ≈ 30 m.

Ići ćemo 20 m.

Ukupno potrebna visina pumpe je:

Htr = 20 + 30 + 20 = 70 m.

Izlaz: uzimajući u obzir sve gubitke u cjevovodu, potrebna nam je crpka s naponom od 70 m. Također, iz prethodnog proračuna utvrdili smo da bi njen kapacitet trebao biti veći od 1,728 m3 / h. Za nas su prikladne sljedeće pumpe:

  • 80 AQUATICA 96 (80 m) 1,1 kW – kapacitet 2 m3 / h, visina 80 m.
  • 70 PEDROLLO 4BLOCKm 2/10 – kapacitet 2 m3 / h, visina 70 m.
  • 90 PEDROLLO 4BLOCKm 2/13 – kapacitet 2 m3 / h, visina 90 m.
  • 90 PEDROLLO 4SR 2m / 13 – kapacitet 2 m3 / h, visina 88 m.
  • 80 SPRUT 90QJD 122-1,1 (80m) – kapacitet 2 m3 / h, visina 80 m.

Konkretniji izbor pumpe već ovisi o financijskim mogućnostima vlasnika vikendice..

Proračun membranskog spremnika (akumulatora) za opskrbu vodom

Hidroakumulatori

Prisutnost hidrauličkog akumulatora čini pumpu stabilnijom i pouzdanijom. Osim toga, to omogućuje da se crpka rjeđe uključuje za pumpanje vode. I još jedan plus akumulatora – štiti sustav od hidrauličkih udara, koji su neizbježni ako je pumpa snažna.

Volumen membranskog spremnika (akumulatora) izračunava se prema sljedećoj formuli:

Zapremina membranskog spremnika za opskrbu vodom

Gdje,

V. – volumen spremnika u l.

P – nominalni protok / kapacitet pumpe (ili maksimalni kapacitet minus 40%).

ΔP – razlika između pokazatelja tlaka za uključivanje i isključivanje crpke. Tlak uključivanja jednak je – maksimalni tlak minus 10%. Granični tlak jednak je – minimalni tlak plus 10%.

Pon – tlak uključivanja.

nmax – najveći broj pokretanja pumpe po satu, obično 100.

k – koeficijent jednak 0,9.

Za ove izračune morate znati tlak u sustavu – tlak uključivanja crpke. Hidraulični akumulator nezamjenjiva je stvar, zbog čega su njime opremljene sve crpne stanice. Standardne zapremine spremnika za skladištenje su 30 l, 50 l, 60 l, 80 l, 100 l, 150 l, 200 l i više.

Kako izračunati visinu površinske pumpe

Površinska pumpa

Samousisavajuće površinske pumpe koriste se za opskrbu vodom iz plitkih bušotina i bušotina, kao i otvorenih izvora i spremnika. Ugrađuju se izravno u kuću ili tehničku prostoriju, a cijev se spušta u bunar ili drugi izvor vode, kroz koji se voda ispumpava do crpke. Tipično, usisna visina takvih crpki ne prelazi 8 – 9 m, ali opskrbljuje vodom visinu, tj. glava može biti 40 m, 60 m i više. Također je moguće ispumpati vodu s dubine od 20 – 30 m pomoću ejektora, koji se spušta u izvor vode. No, što je veća dubina i udaljenost izvora vode od crpke, to se performanse crpke više smanjuju..

Ugradnja površinske pumpe u bunar

Performanse samousisne pumpe smatra se na isti način kao i za potopnu pumpu, pa se nećemo ponovno fokusirati na to i odmah ćemo prijeći na tlak.

Proračun visine pumpe koja se nalazi ispod izvora vode. Na primjer, spremnik za vodu nalazi se u potkrovlju kuće, a pumpa je u prizemlju ili u podrumu.

Glava površinske pumpe nalazi se ispod izvora vode

Gdje,

Ntr – potrebna glava pumpe;

Ngeo – razlika u visini između položaja crpke i najviše točke vodoopskrbnog sustava;

Gubitak – gubici u cjevovodu zbog trenja. Izračunato na isti način kao i za bušotinsku pumpu, ne uzima se u obzir samo okomiti presjek od spremnika, koji se nalazi iznad crpke, do same crpke.

Nsvob – oslobađanje glave od vodovodnih instalacija, također je potrebno uzeti 15 – 20 m.

Visina spremnika – visina između spremnika za vodu i pumpe.

Proračun visine pumpe koja se nalazi iznad izvora vode – bunar ili rezervoar, kapacitet.

Glava površinske pumpe nalazi se iznad izvora vode

U ovoj formuli, apsolutno iste vrijednosti kao i u prethodnoj

Izvorna nadmorska visina – razlika u visini između izvora vode (bunar, jezero, rupa za kopanje, spremnik, bačva, rov) i pumpe.

Primjer izračuna tlaka samousisavajuće površinske pumpe.

Razmotrite ovu opciju za vodoopskrbu seoske kuće:

  • Bunar se nalazi na udaljenosti – 20 m;
  • Dubina bušotine – 10 m;
  • Ogledalo za vodu – 4 m;
  • Cijev crpke spuštena je na dubinu od 6 m.
  • Kuća je dvokatna, kupaonica na drugom katu visoka je 5 m;
  • Crpka je instalirana neposredno uz bunar.

Brojimo Ngeo – visina 5 m (od crpke do vodovodnih instalacija na drugom katu).

Gubici – pretpostavljamo da je vanjski cjevovod napravljen s cijevi od 32 mm, a unutarnji 25 mm. Sustav ima 3 nepovratna ventila, 3 čepa, 2 zaporna ventila, 2 zavoja cijevi. Kapacitet pumpe koji nam treba trebao bi biti 3 m3 / h.

Gubitak = 4,8 * 20/100 + 11 * 5/100 + 3 * 5 + 3 * 5 + 2 * 1,2 + 2 * 1,2 = 0,96 + 0,55 + 15 + 15 + 2, 4 + 2,4 = 36,31≈37 m.

Nfree = 20 m.

Visina izvora = 6 m.

Ukupno, Ntr = 5 + 37 + 20 + 6 = 68 m.

Izlaz: potrebna je pumpa s pritiskom od 70 m ili većom. Kao što je pokazao odabir crpke s takvim vodoopskrbom, praktički ne postoje modeli površinskih crpki koji bi zadovoljili zahtjeve. Ima smisla razmotriti mogućnost ugradnje potopne pumpe.

Kako odrediti protok i visinu cirkulacijske pumpe

Cirkulacijske crpke koriste se u sustavima grijanja kuće kako bi osigurale prisilnu cirkulaciju rashladne tekućine u sustavu. Takva se crpka također bira na temelju potrebnog kapaciteta i visine pumpe. Grafikon ovisnosti napora o performansama crpke njegova je glavna karakteristika. Budući da postoje jedno-, dvo-, trobrzinske crpke, tada su njihove karakteristike jedna, dvije, tri. Ako pumpa ima glatko promjenjivu brzinu rotora, onda postoji mnogo takvih karakteristika.

Izračun cirkulacijske crpke odgovoran je zadatak, bolje je to povjeriti onima koji će izvesti projekt sustava grijanja, jer je za izračune potrebno znati točan gubitak topline kod kuće. Odabir cirkulacijske crpke provodi se uzimajući u obzir volumen rashladne tekućine koju će morati pumpati.

Proračun performansi cirkulacijske crpke

Cirkulacijska pumpa

Za izračun performansi cirkulacijske pumpe kruga grijanja morate znati sljedeće parametre:

  • Zagrijano građevinsko područje;
  • Snaga izvora topline (kotao, dizalica topline itd.).

Ako znamo i grijano područje i snagu izvora topline, možemo odmah pristupiti izračunavanju performansi crpke.

Kapacitet cirkulacijske pumpe

Gdje,

Pn – protok / kapacitet pumpe, m3 / sat.

Qneobx – toplinska snaga izvora topline.

1.16 – specifični toplinski kapacitet vode, W * sat / kg * ° K.

Specifični toplinski kapacitet vode je 4,196 kJ / (kg ° K). Pretvaranje džulova u vate

1 kW / sat = 865 kcal = 3600 kJ;

1 kcal = 4,187 kJ. Ukupno 4,196 kJ = 0,001165 kW = 1,16 W.

tg – temperatura rashladnog sredstva na izlazu iz izvora topline, ° C.

tx – temperatura rashladnog sredstva na ulazu u izvor topline (povratni tok), ° C.

Ova temperaturna razlika Δt = tg – tx ovisi o vrsti sustava grijanja.

Δt = 20 ° C – za standardne sustave grijanja;

Δt = 10 ° S – za sustave grijanja s niskim temperaturama;

Δt = 5 – 8 ° S – za sustav “topli pod”.

Primjer izračunavanja kapaciteta cirkulacijske pumpe.

Razmotrite ovu opciju za sustav grijanja kuće: kuća površine 200 m2, dvocijevni sustav grijanja, izrađen s cijevi od 32 mm, duljine 50 m. Temperatura rashladne tekućine u krugu ima takav ciklus 90/70 ° C. Gubitak topline kod kuće iznosi 24 kW.

Kapacitet cirkulacijske pumpe

Grafikon ovisnosti visine i produktivnosti pumpe

Izlaz: za sustav grijanja s ovim parametrima potrebna je crpka s protokom / kapacitetom većim od 2,8 m3 / h.

Proračun visine cirkulacijske pumpe

Važno je znati da visina cirkulacijske crpke ne ovisi o visini zgrade, kako je opisano u primjerima za proračun potopne i površinske pumpe za opskrbu vodom, već o hidrauličkom otporu u sustavu grijanja.

Stoga je prije izračunavanja visine pumpe potrebno odrediti otpor sustava.

Glava cirkulacijske pumpe

Gdje,

Ntr – potrebna visina cirkulacijske pumpe, m.

R – gubici u ravnom cjevovodu zbog trenja, Pa / m.

L – ukupna duljina cijelog cjevovoda sustava grijanja za najudaljeniji element, m.

ρ – gustoća pretočnog medija, ako je to voda, tada je gustoća 1000 kg / m3.

g – ubrzanje gravitacije, 9,8 m / s2.

Z – čimbenici sigurnosti za dodatne elemente cjevovoda:

  • Z = 1,3 – za fitinge i fitinge.
  • Z = 1,7 – za termostatske ventile.
  • Z = 1,2 – za mješalicu ili uređaj protiv cirkulacije.

Kako je utvrđeno eksperimentima, otpor u ravnom cjevovodu približno je jednak R = 100 – 150 Pa / m. To odgovara visini pumpe od približno 1 – 1,5 cm po metru..

Određuje se grana cjevovoda – najnepovoljnija, između izvora topline i najudaljenije točke sustava. Potrebno je zbrojiti duljinu, širinu i visinu grane te pomnožiti s dva.

L = 2 * (a + b + h)

Primjer izračuna tlaka cirkulacijske pumpe. Podatke ćemo uzeti iz primjera izračuna performansi.

Prije svega, izračunavamo granu cjevovoda

L = 2 * (50 + 5) = 110 m.

Htr = (0,015 * 110 + 20 * 1,3 + 1,7 * 20) 1000 * 9,8 = (1,65 + 26 + 34) 9800 = 0,063 = 6 m.

Ako ima manje okova i drugih elemenata, bit će potrebno manje glave. Na primjer, Ntr = (0,015 * 110 + 5 * 1,3 + 5 * 1,7) 9800 = (1,65 + 6,5 + 8,5) / 9800 = 0,017 = 1,7 m.

Izlaz: za ovaj sustav grijanja potrebna je cirkulacijska pumpa kapaciteta 2,8 m3 / h i napora 6 m (ovisno o broju armatura).

Kako odrediti protok i visinu centrifugalne pumpe

Kapacitet / protok i napor centrifugalne pumpe ovise o broju okretaja radnog kola.

Na primjer, teoretska visina centrifugalne pumpe bit će jednaka razlici tlaka na ulazu u rotor i na izlazu iz njega. Tekućina koja ulazi u rotor centrifugalne pumpe pomiče se u radijalnom smjeru. To znači da kut između apsolutne brzine na ulazu u kotač i periferne brzine iznosi 90 °.

Teoretska glava centrifugalne pumpe

Gdje,

NT – teoretska glava centrifugalne pumpe.

u – periferna brzina.

c – brzina fluida.

α – gore navedeni kut, kut između brzine na ulazu u kotač i periferne brzine, je 90 °.

Teoretska visina cirkulacijske pumpe 2

Gdje,

β= 180 ° -α.

oni. vrijednost visine pumpe proporcionalna je kvadratu broja okretaja u rotoru, jer.

u =π* D * n.

Stvarni napor centrifugalne pumpe bit će manji od teoretskog jer će se dio energije fluida potrošiti na prevladavanje otpora hidrauličkog sustava unutar crpke.

Stoga se određivanje visine pumpe vrši prema sljedećoj formuli:

Stvarni napor cirkulacijske pumpe

Gdje,

ɳg – hidraulička učinkovitost crpke (ɳg = 0,8-0,95).

ε – koeficijent koji uzima u obzir broj lopatica u pumpi (ε= 0,6-0,8).

Izračun visine centrifugalne pumpe potrebne za opskrbu vodom u kući izračunava se pomoću istih formula koje su gore navedene. Za potopnu centrifugalnu pumpu prema formulama za potopnu bušotinsku pumpu, a za površinsku centrifugalnu pumpu – prema formulama za površinsku pumpu.

Određivanje potrebnog tlaka i performansi pumpe za ljetnu rezidenciju ili seosku kuću neće biti teško ako problemu pristupite strpljivo i ispravno. Pravilno odabrana pumpa osigurat će trajnost bušotine, stabilan rad vodoopskrbnog sustava i odsutnost vodenog čekića, što je glavni problem pri odabiru crpke “s velikom okomitom marginom”. Rezultat je konstantan vodeni udar, zaglušujuća buka u cijevima i prerano trošenje okova. Zato nemojte biti lijeni, sve izračunajte unaprijed.