Υπολογισμός - Επιλογή Αντλιών

Τεχνικά Χαρακτηριστικά

Οι αντλίες είναι μηχανήματα που μεταφέρουν ρευστά. Οι αντλίες νερού με τη διαφορά πίεσης που δημιουργούν είτε το ανυψώνουν από χαμηλές σε υψηλές στάθμες, είτε το μεταφέρουν σε αποστάσεις υπερνικώντας την πτώση πίεσης που δημιουργείται από τη ροή μέσα στις σωλήνες, είτε αυξάνουν την πίεση σε μια υδραυλική εγκατάσταση, ώστε αυτή να είναι επαρκής για τη λειτουργία των υδραυλικών υποδοχέων και συσκευών.

Ο ειδικός χώρος που στεγάζει τις αντλίες ονομάζεται αντλιοστάσιο.

Οι βασικοί τύποι αντλιών είναι:

Οι αντλίες μετατοπίσεως (παλινδρομικές και περιστροφικές)
Οι δυναμικές αντλίες (φυγοκεκτρικές)

Τα κυριότερα χαρακτηριστικά μιας αντλίας είναι:

Η παροχή Q, σε κυβικά μέτρα ανά ώρα ( m³/h)
Το μανομετρικό ύψος H, σε μέτρα στήλης ύδατος (mΥΣ)
Η διάμετρος των σωλήνων εισόδου και εξόδου του νερού
Η απαιτούμενη ισχύς P του κινητήρα σε W ή HP
Η μέγιστη επιτρεπόμενη θερμοκρασία του προς άντληση νερού
Ο μέγιστος αριθμός εκκινήσεων
Το είδος της αναρρόφησης (θετική ή αρνητική)

Θετική αναρρόφηση έχουμε όταν η στάθμη του νερού τροφοδοσίας είναι υψηλότερη της στάθμης της αντλίας και αρνητική στην αντίθετη περίπτωση.

Επιλογή αντλιών

Αρχικά υπολογίζουμε η απαιτούμενη παροχή (Q) και το μανομετρικό ύψος (Η) . Μία απλοποιημένη προσέγγιση των μεγεθών αυτών, την οποία θα χρησιμοποιήσουμε στους υπολογισμούς μας παρουσιάζεται στο Παράδειγμα.

Στη συνέχεια από τα διαγράμματα λειτουργίας (H-Q) των κατασκευαστών επιλέγουμε μια αντλία, η οποία θα καλύπτει τις απαιτήσεις της υδραυλικής εγκατάστασης σε μανομετρικό ύψος και παροχή νερού. Στον κάθετο άξονα του διαγράμματος εμφανίζεται το μανομετρικό ύψος (Η) κατάθλιψης (*), ενώ στον οριζόντιο, η παροχή (Q) που δίνει η αντλία για δεδομένο ύψος.

Στο διάγραμμα που ακολουθεί παρατηρούμε πως η αντλία τύπου 2 (χαρακτηριστική καμπύλη 2) για μανομετρικό ύψος Η=50mΥΣ έχει δυνατότητα παροχής περίπου Q=185 m³/h ή 52 lt/sec.

Οι μικρές χαρακτηριστικές που εμφανίζονται στην κάτω αριστερή άκρη του διαγράμματος, είναι οι χαρακτηριστικές καμπύλες για την αναρρόφηση(**) της αντλίας.

Κάντε κλικ στην εικόνα για να τη μεγεθύνετε.

(*) Κατάθλιψη αντλίας: Το τμήμα του υδραυλικού δικτύου από την έξοδο της αντλίας (στόμιο κατάθλιψης) μέχρι το τελικό σημείο προορισμού του ρευστού.

(**) Αναρρόφηση αντλίας: Το τμήμα του υδραυλικού δικτύου από το σημείο που παραλαμβάνει το ρευστό (π.χ. κεντρικό δίκτυο ή δεξαμενή) μέχρι την είσοδο της αντλίας (στόμιο αναρρόφησης).

Σε μια ξενοδοχειακή μονάδα έξι (6) ορόφων με τριάντα (30) δωμάτια και ισόγεια εγκατάσταση πλυντηρίων δίνονται(*):

Μία (1) παροχή / δωμάτιο και πέντε (5) παροχές πλυντηρίων, συνολικά τριανταπέντε (35) παροχές.
Συντελεστής ταυτοχρονισμού: 0,7 (70%)
Ύψος κατάθλιψης: 18mΥΣ
Απαιτούμενη πίεση εκροής: 2,5bar≈25mΥΣ
Να επιλέξετε με τη βοήθεια των διαγραμμάτων λειτουργίας την κατάλληλη αντλία, η οποία θα καλύπτει τις ανάγκες της κτιριακής εγκατάστασης.

(*) Θεωρούνται ως δεδομένα όλες οι παραδοχές που αναφέρονται στις Οδηγίες Χρήσης.

Για την επιλογή μιας αντλίας ακολουθούμε την παρακάτω απλοποιημένη διαδικασία: Ας υποθέσουμε πως έχουμε μια τριώροφη κατοικία με επτά (7) παροχές / όροφο (νεροχύτης, πλυντήριο πιάτων, νιπτήρας, μπανιέρα, WC, πλυντήριο ρούχων, εξωτερική βρύση). Στο ισόγειο υπάρχουν δύο (2) εξωτερικές παροχές, για τις ανάγκες των ημιυπαίθριων κοινόχρηστων χώρων. Το ύψος αναρρόφησης της αντλίας είναι 10mΥΣ (θετική αναρρόφηση), το οποίο αντιστοιχεί σε μια θετική πίεση δικτύου ύδρευσης 1bar.

(α) Υπολογισμός Παροχής (Q)

Για τον υπολογισμό της Παροχής θα χρησιμοποιήσουμε την παρακάτω σχέση:

Παροχή = Συντελεστής Ταυτοχρονισμού x Θεωρητική Παροχή

i. Συνολικά: Αριθμός Παροχών = 3∙7 + 2 = 23 παροχές (1^ος μεταβολέας)

Ο αριθμός των παροχών χρησιμοποιείται για να υπολογιστεί η θεωρητική παροχή της αντλίας (Q_θ). Συγκεκριμένα λαμβάνοντας υπόψη πως η συνηθισμένη παροχή μιας βρύσης ½’’ είναι 0,6m³/h προκύπτει Q_θ=23∙0,6 = 13,80 m³/h.

ii. Ο Συντελεστής Ταυτοχρονισμού (2^ος μεταβολέας) εκλέγεται ανάλογα με το πόσες από τις συνολικές παροχές του κτιρίου θεωρούμε πως θα λειτουργούν ταυτόχρονα (π.χ. 80%).

Η πραγματική απαιτούμενη παροχή υπολογίζεται: Q = 0,8 ∙ 13,80 m³/h = 11,04 m³/h

(β) Υπολογισμός Μανομετρικού Ύψους (H)

Για τον υπολογισμό του Μανομετρικού Ύψους θα χρησιμοποιήσουμε την παρακάτω σχέση:

Μανομετρικό Ύψος = Ύψος Κατάθλιψης + Πίεση Εκροής + Αντιστάσεις Ροής + Ύψος Αναρρόφησης

i. Το Ύψος Κατάθλιψης (3^ος μεταβολέας) υπολογίζεται με βάση την υψηλότερη παροχή, η οποία βρίσκεται στον 3^ο όροφο και λαμβάνοντας υπόψη μέσο ύψος ορόφου 3m, προκύπτει 9mΥΣ .

ii. Η Πίεση Εκροής (4^ος μεταβολέας) λαμβάνεται για παροχές οικιακής χρήσης περίπου στα 2bar=20mΥΣ.

iii. Οι Αντιστάσεις Ροής (κεντρική οθόνη) πρακτικά υπολογίζονται σε 3mΥΣ για τον 1^ο όροφο και 1mΥΣ για κάθε επιπλέον όροφο. Εφόσον έχουμε τρεις ορόφους προκύπτει: 3 + 2 ∙ 1 = 5 mΥΣ. Στις αντιστάσεις ροής προσαυξάνουμε κατά 20% για απώλειες πίεσης στην αντλία και στα στοιχεία του αντλιοστασίου. Οπότε οι συνολικές Αντιστάσεις Ροής θα είναι 5 + 0.2 ∙ 5 = 6 mΥΣ.

iv. Το Ύψος Αναρρόφησης της αντλίας δίνεται ίσο με 10mΥΣ. Επειδή όμως πρόκειται για θετική αναρρόφηση θα πρέπει να έχει αντίθετο πρόσημο από τα υπόλοιπα μεγέθη που υπολογίσαμε. Οπότε προκύπτει -10mΥΣ.

Οπότε με βάση τη σχέση υπολογισμού του Μανομετρικού Ύψους που αναφέραμε θα έχουμε:
Η = 9 + 20 + 6 - 10 = 25mΥΣ

(γ) Επιλογή Αντλίας

Με βάση την Παροχή Q = 11,04 m³/h και το Μανομετρικό Ύψος Η=25 mΥΣ και με τη βοήθεια των διαγραμμάτων λειτουργίας μπορούμε να επιλέξουμε την κατάλληλη αντλία.

Στο συγκεκριμένο παράδειγμα βλέπουμε πως τις ανάγκες της εγκατάστασης καλύπτουν η αντλία τύπου 1 του Διαγράμματος I και η αντλία τύπου 2 του Διαγράμματος II.

Κάντε κλικ στις εικόνες για να τις μεγεθύνετε.

Υπολογισμός - Επιλογή Αντλιών

Στοιχεία Θεωρίας

Παράδειγμα

Εφαρμογή