Jak dimenzovat kalové čerpadlo: průtok, hlava a pevné látky

Pokud se ptáte, jak dimenzovat kalové čerpadlo, nezačínejte s koňskými silami.

Konská síla vám říká něco o motoru, ale neřekne vám, kolik odpadní vody čerpadlo projde vaším potrubím na vašem místě. Spolehlivý proces dimenzování čerpadla odpadních vod začíná provozním bodem - požadovaným průtokem při celkové dynamické výšce - a poté kontroluje manipulaci s pevnými látkami, průměr potrubí, objem nádrže, provozní schéma a elektrické napájení.

To je důležité, protože systémy odpadních vod jsou méně shovívavé než systémy s čistou{0}}vodou. Kapalina může obsahovat měkké pevné látky, vláknitý materiál, písek, mastnotu a stržený vzduch. Čerpadlo se spouští a vypíná při změně hladiny nádrže. Výtlačné potrubí může být částečně vertikální, částečně horizontální a vyplněné armaturami. Výběr, který při maximálním{5}}průtoku vypadá jako adekvátní, může selhat, jakmile se použijí skutečné ztráty v tlaku a potrubí.

Dobrý proces dimenzování nemusí být záhadný. Vyžaduje přesné informace o místě a křivku čerpadla. Níže uvedené kroky fungují pro malé obytné ejektorové systémy, kompaktní macerátory toalet, hotelové čerpací stanice a větší ponorná čerpadla typu WQ-. Měřítko se mění, ale logika zůstává stejná.

Dimenzování čerpadla odpadních vod začíná průtokem a dopravní výškou. Jak se hlava zvedá, dostupný průtok klesá. Provozní bod,-kde se křivka systému setkává s křivkou čerpadla-ukazuje, co může čerpadlo dodávat v provozu. Čerpadlo dimenzované na maximální průtok 150 l/min a maximální zdvih 11 m nemůže zajistit obojí najednou; jeho křivka musí potvrdit požadovaných 90 l/min při 8 m TDH. Modelové kódy jako 80WQ45-22-7.5 jsou pouze prvním filtrem. Vždy zkontrolujte křivku a použijte realistický špičkový přítok aplikace.

Prvním krokem při dimenzování čerpadla odpadních vod je určit, kolik odpadní vody musí čerpadlo odstranit během nejrušnějšího provozního období. To není totéž jako maximální průtok vytištěný v katalogu čerpadel. Katalogové údaje popisují, co může čerpadlo dodat za specifických testovacích podmínek. Požadovaný tok popisuje, co budova nebo proces skutečně pošle do nádrže.

U domu, malé komerční budovy nebo hotelu začněte s připojenými zařízeními a pravděpodobností, že se několik z nich vybije současně. Záchody, sprchy, umyvadla, pračky a podlahové vpusti běžně neběží nepřetržitě, ale jejich kombinovaný špičkový přítok může být mnohem vyšší, než je denní průměr. Prádelny si zaslouží zvláštní pozornost, protože několik praček může během krátké doby vybít velké množství.

Pokud systém již existuje, poskytuje test naplnění nádrže často užitečnější výsledek než teoretický odhad. Vypněte čerpadlo, změřte, o kolik stoupne hladina kapaliny za známý čas, a vypočítejte přidaný objem. U pravoúhlého umyvadla je objem založen na změně délky, šířky a úrovně. U válcového umyvadla použijte jeho vnitřní průměr a změnu hladiny.

Základní vztah je:

Požadovaný průtok=změna objemu/změna času

Měření opakujte spíše během rušného období než při nízkém používání. Pokud se přítok liší, použijte nejvyšší realistický výsledek a přidejte přiměřenou provozní dotaci. Nepřidávejte nadměrnou bezpečnostní rezervu, protože příliš velké čerpadlo může vyprázdnit nádrž příliš rychle, spouštět a zastavovat se příliš často a pracovat daleko od svého účinného rozsahu.

Jakmile byl vytvořen návrhový tok, zkombinujte jej s celkovou dynamickou hlavou a vytvořte provozní bod. Tento provozní bod-ne samotný výkon v koňských silách-je to, co by se mělo porovnávat s křivkou čerpadla. Při požadavku na výběr kalového čerpadla uveďte očekávaný normální průtok, odhadovaný špičkový průtok, zdroj odpadní vody a provozní schéma. Tyto detaily poskytují dodavateli mnohem pevnější základ pro výběr správného čerpadla.

Po určení požadovaného průtoku vypočítejte celkovou dynamickou výšku, obvykle zkrácenou na TDH. To je celkový odpor, který musí kalové čerpadlo překonat při požadovaném průtoku. Použití pouze vertikální výšky zdvihu je jednou z nejčastějších chyb při dimenzování čerpadla odpadních vod.

TDH zahrnuje statický zdvih, ztrátu třením a jakýkoli tlak požadovaný v místě konečného výtlaku. Statický zdvih je svislý výškový rozdíl mezi provozní hladinou kapaliny v nádrži a výtlačným místem. Horizontální potrubí nepřidává statický vztlak, ale stále vytváří tření. Dlouhé potrubí, malé vnitřní průměry, drsné povrchy potrubí, kolena, zpětné ventily, izolační ventily a další armatury mohou přidat značný odpor.

Před výběrem čerpadla si zaznamenejte vertikální zdvih, celkovou délku potrubí, vnitřní průměr potrubí, materiál potrubí a počet armatur. Také ověřte, zda odpad vstupuje do otevřeného odpadu, gravitační kanalizace nebo tlakového potrubí. Zpětný ventil obvykle vytváří větší odpor než přímý úsek potrubí, takže by neměl být ignorován.

Ztráta třením se zvyšuje s rostoucí rychlostí proudění. To znamená, že malé výtlačné potrubí může vypadat ekonomicky, ale může značně zvýšit potřebnou dopravní výšku čerpadla. Může také způsobit vyšší provozní náklady a zvýšit citlivost provozního bodu na změny v systému. Ztrátu třením lze vypočítat pomocí technických vzorců nebo převzít ze spolehlivých tabulek-ztrát potrubí za předpokladu, že je použit správný průtok a vnitřní průměr.

Zjednodušený vztah je:

TDH=statický zdvih + ztráta třením potrubí + ztráty při montáži a výtlaku

Po výpočtu TDH vyneste požadovaný průtok a dopravní výšku na křivku čerpadla. Vybrané čerpadlo by mělo procházet tímto provozním bodem nebo v jeho blízkosti, nejlépe ve stabilní části křivky. Nevybírejte čerpadlo jednoduše proto, že jeho maximální dopravní výška je vyšší než vertikální zdvih. Maximální dopravní výška se normálně měří při nulovém průtoku a nepředstavuje normální provoz.

Pro normální nejistotu lze přidat mírnou rezervu, ale zbytečné zvýšení průtoku i dopravní výšky často vede k předimenzovanému čerpadlu. Přesné informace o místě poskytují spolehlivější výběr čerpadla na odpadní vodu než velký, libovolný bezpečnostní faktor.

Odpadní voda není čistá voda, takže hydraulický výkon je pouze částí výběru. Čerpadlo musí také manipulovat s pevnými látkami a materiály, které se pravděpodobně dostanou do systému. Před výběrem kalového čerpadla zjistěte, zda kapalina obsahuje toaletní odpad, papír, ubrousky, vlákna, vlasy, zbytky jídla, mastnotu, kamínky nebo jiné nečistoty.

Pokud je hlavním požadavkem průchod volných pevných látek, běžně se používá vírové nebo kanálové čerpadlo{0}} na odpadní vodu. Pokud odpadní voda obsahuje vláknitý materiál, který by se mohl obalit kolem konvenčního oběžného kola, může být vhodnější čerpadlo drtiče, řezačky nebo sekačky. Hotelové prádelny, veřejné toalety a komerční kanalizační systémy mohou mít různá rizika zablokování, i když je jejich požadovaný průtok podobný.

Uvedený průchod pevných látek u čerpadla by měl být zkontrolován společně s jeho sacím, výstupním a konstrukčním provedením oběžného kola. Velký vývod automaticky nezaručuje, že každý vnitřní průchod bude mít stejnou světlost. U aplikací zahrnujících hadry nebo vlákna se raději zeptejte, jak čerpadlo zachází s dlouhým pružným materiálem, než abyste kontrolovali pouze maximální průměr částic.

Také výtlačné potrubí musí vyhovovat zvolenému čerpadlu. Příliš malá trubka zvyšuje rychlost proudění a ztráty třením. Příliš velké potrubí může umožnit usazování pevných látek, když se čerpadlo zastaví nebo když je průtok nízký. Cílem je udržet dostatečnou rychlost pro přenášení zavěšeného materiálu bez vytváření zbytečných ztrát hlavy.

Vyvarujte se snížení výtlačného průměru pod doporučení výrobce čerpadla, pokud nebyl zkontrolován celý systém. Zpětný ventil by měl mít také volný průchod a měl by být vhodný pro čištění odpadních vod. Špatně zvolené ventily mohou zachycovat nečistoty, i když samotné čerpadlo má dobrou schopnost manipulace s pevnými látkami-.

U odpadních vod obsahujících mastnotu, písek nebo neobvykle abrazivní materiál to při výběru vysvětlete. Řezací mechanismus může pomoci s vlákny, ale nevyřeší každý problém způsobený pískem, kameny nebo ztvrdlou mastnotou. Spolehlivé dimenzování kalového čerpadla odpovídá konstrukci oběžného kola, průchodu pevných látek a průměru potrubí skutečnému proudu odpadu, spíše než se spoléhat pouze na výkon nebo maximální-průtok.

Čerpadlo může splnit požadovaný průtok a dopravní výšku, ale stále funguje špatně, pokud nádrž a řídicí systém nejsou správně sladěny. Pracovní objem mezi úrovněmi spuštění a vypnutí čerpadla určuje, jak dlouho čerpadlo běží a jak často se spouští. Pokud je tento objem příliš malý, čerpadlo se může během krátké doby opakovaně spustit, což způsobí zahřívání motoru, opotřebení stykače a zbytečnou údržbu.

Čerpadlo by mělo normálně běžet dostatečně dlouho na to, aby přemístilo odpadní vodu výtlačným potrubím a zabránilo se okamžitému restartu. Větší čerpadlo není vždy lepší. Pokud je jeho kapacita mnohem vyšší než příchozí průtok, může rychle vyprázdnit nádrž a způsobit krátké cykly. Zkontrolujte výrobcem doporučené maximální starty za hodinu a potvrďte, že dostupný pracovní objem může tento limit splnit.

Hladina zastavení musí ponechat dostatek kapaliny kolem ponorného čerpadla pro chlazení a stabilní provoz. Nastavení příliš nízko může nasávat vzduch do čerpadla, vytvářet turbulence nebo obnažovat motor. Počáteční hladina musí poskytovat dostatečné úložiště, aniž by umožnila odpadní vodě dosáhnout vstupního potrubí nebo bodu alarmu vysoké-hladiny.

Plovákové spínače a snímače hladiny by měly mít dostatek prostoru pro volný pohyb. Udržujte je v dostatečné vzdálenosti od vstupních turbulencí, vodicích kolejnic, kabelů čerpadel a stěn nádrže. V odpadních vodách obsahujících vlákna se mohou upoutané plováky zachytit, takže jejich umístění je stejně důležité jako samotný způsob ovládání.

Pro kritičtější aplikace poskytuje duplexní systém vyšší spolehlivost. Čerpadla se mohou střídat po každém cyklu, zatímco druhé čerpadlo se spustí při neobvykle vysokém přítoku nebo pokud provozní čerpadlo nemůže kontrolovat hladinu. Samostatný-alarm vysoké hladiny by měl varovat obsluhu, než dojde k přetečení.

Při uvádění do provozu naplňte nádrž čistou vodou a dodržujte celý postup. Potvrďte úrovně spuštění a zastavení, pohyb plováku, činnost kontrolního-ventilu, rotaci čerpadla, proud motoru a čas potřebný ke snížení hladiny. Nádrž a ovládací prvky nejsou příslušenstvím přidávaným po dimenzování čerpadla odpadních vod; jsou součástí kompletního čerpacího systému.

Kompletní dotaz na velikost kalového čerpadla by měl obsahovat následující údaje. Pokud je hodnota neznámá, označte ji jako neznámou a nenahrazujte ji odhadem:

• Použití: dům, hotel, byt, komerční budova, obecní stanice nebo průmyslový proces.
• Kapalný zdroj, teplota, případně pH a popis pevných látek nebo vláken.
• Požadovaný průtok za návrhových podmínek, včetně jednotek a vzoru vrcholů.
• Statický zdvih z provozní úrovně na hranici výtlaku.
• Vnitřní průměr trubky, materiál, horizontální délka, vertikální délka a počet tvarovek.
• Dostupné napětí, frekvence, fáze a jakékoli omezení startovacího{0}}proudu.
• Rozměry vany, úroveň nátoku, úrovně spuštění a zastavení a požadovaný objem alarmu.
• Jednoduchá nebo duplexní konfigurace,-funkce ovládacího panelu a požadavky na komunikaci.
• Typ instalace, požadované materiály, délka kabelu, příslušenství a místní certifikační potřeby.

S těmito informacemi může dodavatel vybrat křivku, ověřit průchod pevných látek, odhadnout dobu chodu, potvrdit data motoru a řízení a identifikovat rizika před cenovou nabídkou. Také to dává smysluplnější srovnání mezi dodavateli, protože každý návrh řeší stejnou povinnost.

1. Nejčastější chybou dimenzování čerpadla odpadních vod je výběr z maximálních hodnot. Maximální dopravní výška a maximální průtok nejsou současné, proto vždy požadujte celou křivku. Druhou chybou je, že vertikální zdvih považujeme za celkovou hlavu. Dlouhé horizontální dráhy, malé trubky a ventily mohou přidat dostatečné tření pro změnu modelu.
2. Třetí chybou je nákup extra koňských sil bez kontroly povodí. Nadměrně velké čerpadlo může zkrátit-cyklus, způsobit bouchnutí ventilu a vzdálit se ze své účinné oblasti. Čtvrtý je ignorování pevných látek. Čerpadlo na čistou vodu- může mít atraktivní křivku a přesto okamžitě selže v odpadních vodách. Pátý předpokládá, že každý macerátor přijímá záchod; některé zvedací jednotky jsou produkty z šedé-vody.
3. Další chybou je dimenzování jednoho čerpadla v duplexním systému a pak předpoklad, že dvě čerpadla zdvojnásobí průtok. Paralelní provoz mění tření systému a pracovní bod. Musí se vyhodnotit kombinovaná křivka a ztráty potrubí. Podobně záložní čerpadlo poskytuje redundanci pouze v případě, že jsou testovány ovládací prvky, ventily a alarmy.
4. Nakonec mnoho dotazů vynechává cestu vypouštění. Dodavatel obdrží průtok, výšku a výkon, ale žádný průměr potrubí, délku nebo tvarovky. Pokud je uvedená výška pouze statický zdvih, může být nabídka chybná, i když přesně odpovídá požadavku. Jednoduchý náčrt s nárysy a délkami je často cennější než několik stránek obecných specifikací.

Jaké výkonové čerpadlo na odpadní vodu potřebuji?

Výkon je výsledkem hydraulického výkonu a účinnosti, nikoli výchozím bodem. Určete požadovaný průtok, TDH a manipulaci s pevnými látkami a poté vyberte křivku čerpadla a motor, které pokryjí tento provoz bez přetížení.

Je 1 HP kalové čerpadlo vždy lepší než 1/2 HP čerpadlo?

Ne. Čerpadlo o výkonu 1 HP může produkovat větší průtok nebo dopravní výšku, ale může být předimenzované pro malé umyvadlo a může příliš rychle cyklovat. Porovnejte obě křivky při skutečném TDH a zkontrolujte minimální dobu chodu, rychlost potrubí a starty za hodinu.

Kolik hlavy navíc mám přidat?

Vypočítejte statické ztráty a ztráty třením co nejpřesněji a poté použijte mírnou, zdokumentovanou přirážku na nejistotu. Vyhněte se přidávání velkých bezpečnostních faktorů nezávisle na průtoku, dopravní výšce a výkonu, protože kombinované předimenzování může být vážné.

Jakou velikost pevných látek by mělo čerpadlo na odpadní vodu zvládnout?

Záleží na aplikaci a místním kódu. Toaletní odpadní voda obecně vyžaduje skutečné čerpadlo na odpadní vodu, drtič nebo macerátor s uvedenou metodou manipulace s pevnými -látkami. Potvrďte specifikaci volného průchodu nebo broušení; neodvozujte to pouze z velikosti zásuvky.

Počítá se délka vodorovné trubky jako hlava?

Nepřidává statickou elevaci, ale přidává ztrátu třením. Účinek může být významný u vedení s malým-průměrem nebo při vysokém průtoku, zahrňte proto plnou ekvivalentní délku a tvarovky v TDH.

Kdy mám použít dvě čerpadla?

Použijte duplexní čerpadla, když špičkový přítok může přesáhnout jednu jednotku, údržba nemůže zastavit odvodnění nebo přetečení by způsobilo vysoké náklady nebo riziko hygieny. Potvrďte oba pracovní body-jednoho čerpadla i paralelní provozní body.