Επιλογή αντλιών Μιλτιάδη Μ. Κάπου Μηχ. Ηλεκτρολόγου Καθηγητή, Εργολ. Δημ. Εργων Kάθε τύπος αντλίας είναι κατάλληλος για ορισμένες εφαρμογές. Παρακάτω αναφέρονται οι παράγοντες που μας επηρεάζουν στην επιλογή του κατάλληλου τύπου αντλίας για την κάθε περίπτωση. Φυσικά οι περιπτώσεις αντλήσεων είναι πάρα πολλές και ορισμένες από αυτές δεν αναφέρονται. Καταβάλλεται, όμως προσπάθεια να καλυφθούν όσο το δυνατόν περισσότερες εφαρμογές αντλήσεων. Άντληση από πηγάδια Όταν αντιμετωπίζουμε πρόβλημα άντλησης από πηγάδι, κατά κανόνα οδηγούμεθα στην επιλογή μιας κοινής φυγόκεντρης αντλίας, επειδή αποτελεί την πιο οικονομική λύση. Δεν είναι, όμως, πάντα δυνατή η επιλογή της κοινής φυγόκεντρης αντλίας, επειδή πολλές φορές μας επηρεάζουν διάφοροι παράγοντες, που αναφέρονται παρακάτω. Άντληση από βαθιά πηγάδια με μεγάλη διακύμανση στάθμης Όπως γνωρίζουμε, μια φυγόκεντρη αντλία δεν μπορεί να αναρροφήσει νερό από μεγάλο βάθος. Αν και θεωρητικά το βάθος αναρρόφησης πλησιάζει τα 10 μέτρα, δεν πρέπει ποτέ να ξεπερνάει τα 7 μέτρα. Όσο μικρότερη είναι η απόσταση της αντλίας από τη στάθμη του νερού, τόσο καλύτερη απόδοση έχει η αντλία. Όταν το πηγάδι έχει μεγάλο βάθος, συνηθίζεται η τοποθέτηση της αντλίας πάνω σε πατάρι που κατασκευάζεται μέσα στο πηγάδι ή μέσα σε βοηθητικό πηγάδι (παραπήγαδο) κατά τρόπο που το σημείο αναρρόφησης να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στην αντλία. Πολλές φορές όμως, επειδή η παροχή του νερού στο πηγάδι είναι μικρή, κατασκευάζουμε πηγάδια βαθιά, με σκοπό να εξασφαλίσουμε μεγάλη χωρητικότητα ή να αυξήσουμε την παροχή νερού αν και ο υδροφόρος ορίζοντας βρίσκεται σε πολύ μικρό βάθος. Έτσι, η ανώτατη στάθμη του νερού (πριν αρχίσει η άντληση) απέχει πολύ από το κατώτατο σημείο αναρρόφησης. Σ αυτή την περίπτωση αν τοποθετήσουμε την αντλία πάνω από την ανώτατη στάθμη του νερού, δεν θα μπορεί να αντλήσει το νερό όταν θα κατέβει η στάθμη κάτω από ένα ορισμένο σημείο. Για την αντιμετώπιση τέτοιου προβλήματος επιβάλλεται η χρήση υποβρύχιας αντλίας, ώστε να τοποθετηθεί στο κατώτερο σημείο αναρρόφησης και να μπορεί να αντλήσει σχεδόν όλο το νερό. Είναι, επίσης, δυνατή η τοποθέτηση στροβιλοφόρας αντλίας (πομόνας) με την προϋπόθεση ότι ο σκοπός της άντλησης και η ποσότητα του νερού θα δικαιολογούν τη σημαντικά υψηλότερη δαπάνη της. Όταν πρόκειται να αντλήσουμε μεγάλες ποσότητες νερού σε μεγάλο μανομετρικό ύψος η εγκατάσταση πομόνας αποτελεί την πιο συμφέρουσα λύση. Αντίθετα, όταν το νερό είναι λίγο και το πηγάδι αδειάζει γρήγορα ή οι ανάγκες μας σε νερό είναι μικρές (πότισμα μικρού κτήματος) προτιμάμε την υποβρύχια αντλία που και πολύ φθηνότερη είναι και μπορούμε να την επιλέξουμε για πολύ μικρή παροχή νερού, πράγμα που δεν συμβαίνει στην πομόνα. Πρέπει, ακόμη, να λάβουμε υπόψη μας ότι η εγκατάσταση πομόνας προϋποθέτει τριφασική ηλεκτρική παροχή και αν προορίζεται για πότισμα απαιτεί συγκατάθεση της αρμόδιας διεύθυνσης γεωργίας. Αυτή η συγκατάθεση δεν δίνεται για πολύ μικρά κτήματα. Αντίθετα, μπορούμε να βρούμε υποβρύχιες αντλίες για διάφορα μανομετρικά ύψη και για διάφορες παροχές. Οι μικρές υποβρύχιες αντλίες κατασκευάζονται και με μονοφασικούς κινητήρες που μπορούν να τροφοδοτηθούν και από μονοφασική οικιακή ηλεκτρική εγκατάσταση ή από μικρή μονοφασική ηλεκτρογεννήτρια. Άντληση από πηγάδι με έλεγχο στάθμης δεξαμενής Όταν το αντλούμενο νερό οδηγείται σε δεξαμενή, τοποθετούμε σ αυτή ένα διακόπτη στάθμης (φλοτεροδιακόπτη ή διακόπτη 1 BUILDNET
ακίδων), που τον συνδέουμε με τον αυτόματο διακόπτη του ηλεκτροκινητήρα. Ο διακόπτης αυτός δίνει την εντολή για το ξεκίνημα του κινητήρα όταν κατεβαίνει η στάθμη του νερού της δεξαμενής κάτω από ένα ορισμένο σημείο και το σταμάτημα όταν το νερό φθάνει στην ανώτατη επιθυμητή στάθμη. Βασικές προϋποθέσεις για τη λειτουργία της αντλίας με διακόπτη στάθμης είναι οι παρακάτω : α) Η αντλία να είναι αυτόματης αναρρόφησης ή πομόνα ή υποβρύχια. Αντλία με ποδοβαλβίδα (ποτήρι) δεν προσφέρεται για αυτόματη λειτουργία β) Η αντλία να είναι ηλεκτροκίνητη, ώστε να είναι δυνατός ο αυτοματισμός της. γ) Το αντλούμενο νερό ( ή υγρό, γενικά) να έχει σταθερή κατώτατη στάθμη, ώστε να μην αδειάζει τελείως το πηγάδι και λειτουργεί η αντλία χωρίς νερό. δ) Αν η στάθμη του νερού του πηγαδιού κατεβαίνει κάτω από ένα επιθυμητό σημείο, πρέπει να τοποθετούμε και στο πηγάδι διακόπτη στάθμης, ώστε να λειτουργεί ο κινητήρας της αντλίας μόνο όταν το πηγάδι έχει νερό. ε) Να είναι δυνατή η εγκατάσταση ηλεκτρικής γραμμής από το αντλιοστάσιο μέχρι τη δεξαμενή. στ) Αν είναι αδύνατη η εγκατάσταση γραμμής αυτόματης λειτουργίας, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε διάταξη ασύρματου τηλεχειρισμού. Απαραίτητες προϋποθέσεις για τον ασύρματο τηλεχειρισμό είναι η εκπομπή κωδικοποιημένης συχνότητας, τόσο για το ξεκίνημα όσο και για το σταμάτημα και η ύπαρξη τάσης στον χώρο της δεξαμενής. Άντληση από γεώτρηση Η γεώτρηση σπάνια έχει πολύ μικρό βάθος (κάτω από 8 μ.), ώστε να γίνει άντληση με φυγόκεντρη αντλία. Το βάθος των γεωτρήσεων είναι σχεδόν πάντα μεγαλύτερο από το βάθος αναρρόφησης μιας κοινής φυγόκεντρης αντλίας. Γι αυτό το λόγο καταφεύγουμε αναγκαστικά σε υποβρύχια αντλία ή πομόνα. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα πομόνας Η πομόνα πλεονεκτεί απέναντι στην υποβρύχια αντλία στα παρακάτω σημεία : α) Μπορεί να αντλήσει μεγαλύτερη ποσότητα νερού. β) Μπορεί να μεταφέρει το νερό σε μεγαλύτερο μανομετρικό ύψος γ) Έχει σχετικά μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης δ) Μπορεί να λειτουργήσει με πετρελαιομηχανή στην περίπτωση που δεν υπάρχει δυνατότητα ηλεκτροδότησης. ε) Μπορεί να αντλήσει νερό θολό ή νερό με μεγάλη ποσότητα άμμου Η ίδια αντλία μειονεκτεί στα εξής σημεία : α) Έχει μεγάλο κόστος προμήθειας και εγκατάστασης β) Έχει μεγάλο κόστος συντήρησης γ) Δεν μπορεί να λειτουργήσει σε μικρές παροχές νερού (κάτω από 8 κυβ. μέτρα την ώρα) Γι αυτό το λόγο, όταν έχουμε γεώτρηση με μικρή ποσότητα νερού καταφεύγουμε αναγκαστικά στη λύση της υποβρύχιας αντλίας, με την προϋπόθεση ότι πριν από την τοποθέτησή της θα γίνει καλός καθαρισμός της γεώτρησης με αέρα ή πομόνα ή αντλία με τζιφάρι, ώστε η κανονική αντλία να λειτουργήσει σε καθαρό νερό. Στο κεφάλαιο των γεωτρήσεων αναφέρονται περισσότερες λεπτομέρειες. Άντληση από ποτάμια, λίμνες και κανάλια Η άντληση νερού από ποτάμια, λίμνες και κανάλια συνηθίζεται περισσότερο για άρδευση και σπάνια για ύδρευση. Σ αυτή την περίπτωση, η επιλογή της αντλίας που θα χρησιμοποιήσουμε, εξαρτάται από την απαιτούμενη ποσότητα νερού, από το μανομετρικό ύψος, από την καθαρότητα του νερού και από τον προβλεπόμενο χρόνο άντλησης. Ανάλογα με τα παραπάνω στοιχεία μπορούμε να οδηγηθούμε στις εξής επιλογές : α) Στην απλή φυγόκεντρη αντλία, όταν το ύψος αναρρόφησης είναι μικρό (κάτω από 8 μ.) και το ολικό μανομετρικό ύψος είναι μέσα στα όρια των δυνατοτήτων αυτής ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ BUILDNET 2
της αντλίας. Στην απλή φυγόκεντρη αντλία το ολικό μανομετρικό ύψος δεν πρέπει να ξεπερνάει τα 40 μέτρα και η αντλία να έχει την ικανότητα παροχής του απαιτούμενου νερού στο ύψος που θέλουμε. β) Αν το μανομετρικό ύψος άντλησης είναι μεγαλύτερο, πρέπει να καταφεύγουμε σε άλλο τύπο αντλίας (πολυβάθμια, υποβρύχια ή πομόνα) που να ικανοποιεί τις απαιτήσεις μας με το μικρότερο δυνατό κόστος. Όταν το νερό αντλείται από ποτάμι ή κανάλι, υπάρχει κίνδυνος να θολώσει το νερό ή και να συγκεντρωθεί λάσπη στη θέση άντλησης μετά από κάποια βροχή. Γι αυτό το λόγο πρέπει να παίρνονται τα απαραίτητα μέτρα για την αποφυγή δυσάρεστων συνεπειών από το θολό νερό, τη λάσπη και γενικά τις φερτές ύλες. Τέτοια μέτρα προστασίας είναι : 1) Η επιθεώρηση του χώρου άντλησης μετά από κάθε αξιόλογη βροχή 2) Η προστασία του στομίου εισαγωγής του νερού (σωλήνας, ποτήρι) από την είσοδο αντικειμένων (σκουπιδιών, ξύλων κλπ) που είναι δυνατόν να βρεθούν μέσα στο νερό. Η τοποθέτηση πλέγματος (σήτας) στο στόμιο αναρρόφησης αποτελεί μια συνηθισμένη και απλή λύση. 3) Η δημιουργία σταθερής θέσης αναρρόφησης απαλλαγμένης, στο μέτρο του δυνατού, από φερτές ύλες. 4) Η χρησιμοποίηση αντλίας ικανής να λειτουργήσει κάτω από τις δυσμενείς συνθήκες του θολού νερού. Πολλές φορές η άντληση για αρδευτικές ανάγκες γίνεται με αντλία τοποθετημένη πάνω σε ειδικό αμαξίδιο ή πάνω σε γεωργικό ελκυστήρα (τρακτέρ). Σ αυτές τις περιπτώσεις το πρόσωπο που χειρίζεται την αντλία έχει άμεση αντίληψη της κατάστασης του νερού που θα αντλήσει και μπορεί να πάρει επιτόπου τα απαραίτητα μέτρα. Σ όλες αυτές τις περιπτώσεις άντλησης από ποτάμια, κανάλια και λίμνες, το προστατευτικό πλέγμα στο στόμιο αναρρόφησης κρίνεται απαραίτητο. Σε περιπτώσεις κατασκευής μόνιμου αντλιοστασίου για άντληση μεγάλης ποσότητας νερού ή για μεγάλο μανομετρικό ύψος, πρώτη στην προτίμησή μας πρέπει να είναι η στροβιλοφόρα αντλία (πομόνα) έστω και αν πρόκειται για πολύ μικρό βάθος αναρρόφησης. Τούτο προκύπτει από τον υψηλό βαθμό απόδοσης της αντλίας που οδηγεί στην εξοικονόμηση ενέργειας και κατ επέκταση στο σημαντικά μικρότερο κόστος άντλησης. Απαραίτητες προϋποθέσεις για την επιλογή της πομόνας είναι η δυνατότητα απόσβεσης του κόστους σε λογικό χρόνο, η μονιμότητα του έργου και η δυνατότητα κατασκευής αντλιοστασίου στην όχθη του ποταμού ή του καναλιού ή στην άκρη της λίμνης. Η χρήση υποβρύχιας αντλίας προσφέρεται σαν φθηνότερη λύση, με την προϋπόθεση ότι θα εξετασθούν οι υπόλοιποι παράγοντες (μανομετρικό ύψος, παροχή, προστασία από φερτές ύλες, βαθμός απόδοσης κλπ) και κριθεί συμφέρουσα. Για να χρησιμοποιήσουμε σ αυτή την περίπτωση πολυβάθμια αντλία αυτόματης αναρρόφησης πρέπει να εξετάσουμε πρώτα αν υπάρχει κίνδυνος φθοράς από άμμο και να μας συμφέρει ο βαθμός απόδοσης από πλευράς κόστους άντλησης. Στην περίπτωση που η άντληση γίνεται σε μόνιμη βάση και η λειτουργία της αντλίας γίνεται από αυτόματο σύστημα (διακόπτη στάθμης, χρονοδιακόπτη κλπ) ή τηλεχειρισμό, θα πρέπει οπωσδήποτε ν αποκλείσουμε τη χρήση της κοινής φυγόκεντρης αντλίας, διότι υπάρχει κίνδυνος να μείνει χωρίς νερό ή να πάρει αέρα ο σωλήνας αναρρόφησης και να καταστραφεί η αντλία, από τη μακρά ξηρή λειτουργία της. Σε αντλιοστάσια μεγάλης σημασίας είναι δυνατός ο αυτόματος έλεγχος της ροής ή της πίεσης του νερού ώστε να εξασφαλίζεται το σταμάτημα της αντλίας όταν αυτή λειτουργήσει για ορισμένο χρόνο χωρίς ροή νερού ή με υπερβολικό μανομετρικό ύψος. Στο τέλος του βιβλίου και στο κεφάλαιο «ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕ- ΣΕΙΣ ΑΝΤΛΙΩΝ» υπάρχουν σχέδια κυκλωμάτων αυτοματισμού για κάθε περίπτωση. Άντληση από δίκτυο Πολλές φορές η χαμηλή πίεση του νερού δεν ικανοποιεί τις απαιτήσεις μας. Γι αυτό το λόγο παίρνουμε το νερό από το δίκτυο με τη χαμηλή πίεση και το αντλούμε προς την κατεύθυνση των καταναλώσεων, με σκοπό να αυξήσουμε την πίεση σε συνδυασμό με την απαραίτητη παροχή νερού, ώστε να επιτύχουμε το επιδιωκόμενο σκοπό. 3 BUILDNET ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ
Σε τέτοιες περιπτώσεις το ολικό μανομετρικό ύψος της άντλησης μπορεί να φθάσει στο μανομετρικό ύψος που προκύπτει από την πίεση του νερού στο δίκτυο προσαυξημένο με το μανομετρικό της αντλίας. Για την κατανόηση του θέματος χρησιμοποιούμε τα παρακάτω παραδείγματα : Παράδειγμα 1ο Ένα δίκτυο μας δίνει νερό με πίεση 2 ατμοσφαιρών. Εμείς θέλουμε να δώσουμε στις εγκαταστάσεις μας 30 κυβικά μέτρα νερό ανά ώρα με πίεση 6 ατμοσφαιρών. Στην προκειμένη περίπτωση υπολογίζουμε ότι η πίεση μιας ατμόσφαιρας αντιστοιχεί με μανομετρικό ύψος 10 μέτρων. Η πίεση που θα προσθέσει η αντλία πρέπει να είναι 6-2=4 At. Μ αυτά τα δεδομένα θα αναζητήσουμε αντλία για παροχή 30 κυβ. μέτρων σε μανομετρικό ύψος 40 μέτρων (40 μ. = 4 At). Σ αυτό το μανομετρικό θα πρέπει να προσθέσουμε και εκείνο που θα προκύψει από τις τριβές του νερού μέσα στον σωλήνα. Το μανομετρικό ύψος τριβών βγαίνει από τους πίνακες Ε6 και Ε7 στο κεφάλαιο Ε. Παράδειγμα 2ο Δίκτυο ύδρευσης έχει πίεση 3 Αt. Σε πόσο ύψος μπορεί να φθάσει ; Η = 3Χ10=30μ. περίπου Παράδειγμα 3ο Η πίεση του νερού σ ένα σημείο του δικτύου φθάνει στις 4 At. Τι αντλία πρέπει να παρεμβάλλουμε για να αντλήσουμε 20 κυβ. μέτρα νερού ανά ώρα σε παραπέρα ολικό μανομετρικό ύψος 80 μέτρων. Η πίεση των 4 At στο δίκτυο αρκεί για ολικό μανομετρικό ύψος 40 μέτρων περίπου. Κατά συνέπεια, θέλουμε μια αντλία ικανή να αντλήσει 20 κυβικά μέτρα νερού σε ολικό μανομετρικό ύψος μεγαλύτερο από 40 μέτρα (80-40=40 μ.) Σ αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιούμε φυγόκεντρες αντλίες (κοινές ή πολυβάθμιες) ανάλογα με τις ανάγκες μας σε παροχή και μανομετρικό ύψος, κατά τρόπο που το νερό του δικτύου να οδηγείται στην αναρρόφηση της αντλίας, ώστε να παίρνουμε στην κατάθλιψη το νερό στην επιθυμητή ποσότητα και πίεση. Οπωσδήποτε η παραπάνω διάταξη προϋποθέτει ότι το δίκτυο μπορεί να μας δώσει το νερό που θέλουμε. Σε ειδικές περιπτώσεις μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε υποβρύχια αντλία τοποθετημένη μέσα σε κλειστό δοχείο κατά τρόπο που το κλειστό δοχείο θα παίρνει νερό από το δίκτυο και η αντλία θα δίνει το νερό από σωλήνωση που θα βγαίνει στεγανά από την αντλία. Σ αυτή την περίπτωση πρέπει το καλώδιο της αντλίας να μπαίνει στο κλειστό δοχείο με κατάλληλο στυπιοθλίπτη στεγανοποίησης. Σ όλες τις περιπτώσεις άντλησης νερού από δίκτυο πρέπει να παίρνονται τα παρακάτω πρόσθετα μέτρα : α) Ο αυτόματος διακόπτης της αντλίας πρέπει να ελέγχεται με κατάλληλο πρεσοστάτη, ώστε να μη λειτουργεί ο κινητήρας όταν δεν υπάρχει νερό ή όταν αυξάνει η πίεση πάνω από τα παραδεκτά όρια. β) Ο κινητήρας της αντλίας να καλύπτει από πλευράς ισχύος, ολόκληρη την καμπύλη λειτουργίας, διότι υπάρχει κίνδυνος σε κάθε στιγμή να ζητηθεί από την αντλία η μέγιστη απορροφούμενη ισχύς της. γ) Ο αυτόματος διακόπτης πρέπει να είναι ρυθμισμένος με μεγάλη ακρίβεια πάνω στην ένταση λειτουργίας του κινητήρα αν πρόκειται για χειροκίνητη ή απευθείας εκκίνηση ή στο 57,75% της έντασης του κινητήρα όταν πρόκειται για αυτόματο διακόπτη αστέρα τριγώνου με θερμικό προστασίας στην έξοδο. Άντληση για τροφοδότηση πιεστικού δοχείου Όταν το νερό του δικτύου έρχεται στην κατανάλωση με χαμηλή πίεση, μπορούμε να την αυξήσουμε με τη χρήση αντλίας και πιεστικού δοχείου. Το νερό του δικτύου οδηγείται στην αναρρόφηση μιας αντλίας και στη συνέχεια αντλείται με την πίεση που θέλουμε μέσα σε ένα κλειστό δοχείο. Το κλειστό δοχείο περιέχει αέρα κατά τρόπο που να περιορίζεται ο όγκος του και να αυξάνει η πίεσή του όσο ανεβαίνει η στάθμη του νερού μέσα στο δοχείο. Ανάλογα με την πίεση που θέλουμε στο νερό καθορίζουμε την αρχική πίεση του αέρα και το μανομετρικό ύψος ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ BUILDNET 4
της αντλίας. Καθορίζουμε επίσης, τη χωρητικότητα του δοχείου και την παροχή της αντλίας ανάλογα με τις ανάγκες μας σε νερό. Πιεστικά δοχεία κατασκευάζονται για διάφορες πιέσεις και χωρητικότητες. Όσο περισσότερο νερό αντλείται μέσα στο πιεστικό δοχείο, τόσο περιορίζεται ο όγκος του αέρα και αυξάνει η πίεση του μέσα σ αυτό. Όταν η πίεση φθάσει στα επιθυμητά όρια, ένας πρεσοστάτης διακόπτει τη λειτουργία της αντλίας, ενώ ταυτόχρονα μια βαλβίδα (ανεπίστροφη) απαγορεύει στο νερό να ακολουθήσει αντίθετη πορεία. Έτσι, το νερό μέσα στο πιεστικό δοχείο έχει την πίεση που θέλουμε. Αν το δοχείο είναι συνδεδεμένο με τις καταναλώσεις που θέλουμε, θα πάρουμε απ αυτές νερό με την επιθυμητή πίεση. Όταν η πίεση μέσα στο δοχείο μειωθεί κάτω απ ορισμένο όριο, η αντλία θα ξεκινήσει αυτόματα με εντολή του πρεσοστάτη και θα επαναλάβει τον ίδιο κύκλο λειτουργίας, μέχρι που η πίεση μέσα στο δοχείο να φθάσει στο ανώτατο επιθυμητό όριο. Η αντλία πρέπει να υπολογίζεται με βάση την απαιτούμενη ποσότητα νερού και την πίεσή του στην έξοδό του από τα διάφορα σημεία υδροληψίας (κρουνούς κ.λ.π.). Με το παρακάτω παράδειγμα γίνεται πιο κατανοητός ο τρόπος υπολογισμού της αντλίας και του πιεστικού δοχείου : Παράδειγμα Για την υδροδότηση ξενοδοχείου απαιτούνται 36 κυβ. μέτρα νερού ανά 24ωρο με πίεση 6At. Το νερό λαμβάνεται από δίκτυο με πρακτικά μηδενική πίεση. Να υπολογισθεί το πιεστικό δοχείο και το αντλητικό συγκρότημα που θα το τροφοδοτήσει. Η αντλία πρέπει να μη λειτουργεί περισσότερο από το 50% του χρόνου. Κατά συνέπεια, τα 36 κυβ. μέτρα νερού θα αντλούνται σε 12 ώρες ανά 24ωρο. Η ελάχιστη παροχή αντλίας ανά ώρα θα είναι : Μ αυτά τα στοιχεία θέλουμε : α) Αντλία παροχής 3-4 κυβ. μέτρων ανά ώρα με πίεση 6At (μανομετρικό ύψος Η = 60Μ). Για σοβαρές εγκαταστάσεις, που θα ήταν αισθητά επιζήμια η διακοπή της πίεσης του νερού (όπως ένα νοσοκομείο), επιβάλλεται η εγκατάσταση 2 αντλιών με αυτόματη διάταξη, ώστε σε περίπτωση βλάβης της μιας, να ξεκινά η άλλη. β) Πιεστικό δοχείο, του οποίου η χωρητικότητα να μην είναι μικρότερη του 1/3 της ωριαίας κατανάλωσης, δηλαδή 1.000 λίτρων (1 Μ³). Τούτο σημαίνει, ότι το δοχείο που θα ρυθμισθεί ώστε να τροφοδοτεί το δίκτυο από τα 2/3 μέχρι το 1/3 της χωρητικότητάς του θα δίνει εντολή εκκίνησης του κινητήρα της αντλίας αφού πρώτα καταναλώνεται νερό 300 λίτρων. Η αντλία με τη σειρά της για να αντλήσει τα 300 λίτρα χρειάζεται ίσο χρόνο με το πηλίκο που θα προκύψει από την κατανάλωση των 300 λίτρων δια της ωριαίας παροχής των 3.000 λίτρων (3 Μ³). Κατά συνέπεια, ο ελάχιστος χρόνος λειτουργίας της αντλίας δίνεται από τη σχέση : Σ αυτό το χρόνο θα πρέπει να προστεθεί και ο χρόνος άντλησης του νερού που καταναλώθηκε από το δίκτυο κατά τη διάρκεια της άντλησης. Πρέπει να ληφθεί υπόψη, ότι η παροχή της αντλίας σε νερό μεταβάλλεται όσο μεταβάλλεται η πίεση μέσα στο πιεστικό δοχείο. Γι αυτό το λόγο, στις χαμηλές πιέσεις η αντλία αποδίδει περισσότερο νερό και στις υψηλές πιέσεις λιγότερο. Αυτή η μεγαλύτερη απόδοση στη μικρή πίεση σχεδόν καλύπτει την ταυτόχρονη κατανάλωση. Έτσι η αντλία θα λειτουργεί 6 λεπτά και θα ακινητοποιείται άλλον τόσο χρόνο. γ) Πιεζοστατικό διακόπτη (πρεσστάτη) που θα τοποθετηθεί στον σωλήνα κοντά στην είσοδο του πιεστικού δοχείου, ώστε να δίνει στην αντλία την εντολή εκκίνησης ή στάσης. δ) Ανεπίστροφη βαλβίδα, που θα απαγορεύει στο νερό να κινηθεί από το δοχείο προς την αντλία. Αυτή η βαλβίδα τοποθετείται πάνω στον τροφοδοτικό σωλήνα ανάμεσα στην αντλία και στον πρεσοστάτη. ε) Έναν μικρό αεροσυμπιεστή, για την κατά καιρούς συμπλήρωση του αέρα μέσα στο δοχείο. 5 BUILDNET ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ
στ) Ένα μανόμετρο 0-10 At για την παρακολούθηση της πίεσης του νερού μέσα στο δοχείο. Η ενδεχόμενη τοποθέτηση δυσανάλογα μικρού πιεστικού δοχείου θα έχει τις παρακάτω διαδοχικές συνέπειες : 1. Το πιεστικό δοχείο θα γεμίζει και θα αδειάζει σε πολύ μικρά χρονικά διαστήματα 2. Η αντλία με τη σειρά της θα ξεκινάει και θα σταματάει πάρα πολύ συχνά. 3. Τα μεγάλα ρεύματα εκκίνησης θα είναι πολύ συχνά και το θερμικό του αυτόματου διακόπτη θα διατηρείται σε δυσανάλογα υψηλή θερμοκρασία. 4. Η κατάσταση της υψηλής θερμοκρασίας στο θερμικό, μας αναγκάζει να το ρυθμίσουμε σ ένταση υψηλότερη από εκείνη που απορροφά ο κινητήρας σε συνθήκες κανονικής λειτουργίας. 5. Όταν το θερμικό του αυτόματου διακόπτη αναγκαστικά ρυθμιστεί σε δυσανάλογα μεγάλη ένταση, δεν θα μπορέσει να προστατεύσει τον κινητήρα από υπερένταση, όταν αυτός λειτουργεί με υπερβολικό φορτίο και με ρυθμό αραιών διαδοχικών εκκινήσεων. Αν, δηλαδή, αυξηθεί η ισχύς από μεταβολή στο δίκτυο, ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει με μεγαλύτερο φορτίο σε μεγάλη διάρκεια χωρίς διακοπή, να επανέλθει το θερμικό προστασίας στα φυσιολογικά του όρια και να μη μπορεί να προστατεύσει τον κινητήρα, επειδή εμείς από ανάγκη τον είχαμε ρυθμίσει σε μεγαλύτερη ένταση, για να ανταποκριθεί στα συχνά ρεύματα εκκίνησης. Τροφοδότηση πιεστικού δοχείου από πηγάδι ή γεώτρηση Όταν η αντλία που τροφοδοτεί το πιεστικό δοχείο παίρνει το νερό από πηγάδι, δεν πρέπει να είναι κοινή φυγόκεντρη με ποτήρι, διότι υπάρχει κίνδυνος να πάρει αέρα και να διακοπεί η αυτόματη λειτουργία του πιεστικού δοχείου, πράγμα ανεπιθύμητο αφού δεν εξασφαλίζεται η απρόσκοπτη παροχή νερού στην κατανάλωση με την επιθυμητή πίεση και η αντλία κινδυνεύει να καταστραφεί από τη λειτουργία της χωρίς νερό. Γι αυτό το λόγο, επιβάλλεται η χρήση αντλίας αυτόματης αναρρόφησης ή υποβρύχιας, ώστε να αποφεύγεται η ανεπιθύμητη διακοπή της τροφοδότησης με νερό. Στην περίπτωση άντλησης νερού από γεώτρηση με βάθος μεγαλύτερο από 8 μ., σαν πιο κατάλληλη κρίνεται η υποβρύχια αντλία. Σε σπάνιες περιπτώσεις που το πιεστικό δοχείο έχει μεγάλη χωρητικότητα (πάνω από 2.000 λίτρα), θα μπορούσε το νερό της γεώτρησης να αντληθεί με πομόνα. Σ αυτές τις περιπτώσεις (πηγάδια και γεωτρήσεις) η αντλία που τροφοδοτεί το πιεστικό δοχείο, πρέπει να επιλέγεται και ρυθμίζεται για το διαθέσιμο νερό, ώστε να μην προκαλεί το άδειασμα του πηγαδιού ή της γεώτρησης και την ξηρή λειτουργία της. Σ αντίθετη περίπτωση, επιβάλλεται πρόσθετη αυτόματη διάταξη (διακόπτη ροής), ώστε να μη λειτουργεί η αντλία όταν δεν υπάρχει νερό στο πηγάδι ή στη γεώτρηση. Άντληση για τροφοδότηση ατμολεβητών Οι ατμολέβητες πρέπει να τροφοδοτούνται με το νερό, που στη συνέχεια ατμοποιείται. Η τροφοδότηση πρέπει να γίνεται με αντλία αυτόματης λειτουργίας, με εντολή που θα δίνεται από ειδικό διακόπτη στάθμης. Επειδή η ατμοποίηση γίνεται σε σχετικά υψηλή πίεση, απαιτούνται αντλίες μεγάλου μανομετρικού ύψους. Γι αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται πολυβάθμιες αντλίες, ικανές να υπερνικήσουν την πίεση που προκαλείται από τον ατμό μέσα στο λέβητα (συνήθως 8-10 At) και να αντλήσουν μέσα σ αυτόν το απαραίτητο νερό. Όταν ένας λέβητας λειτουργεί με πίεση 10 At, η αντλία πρέπει να έχει τη δυνατότητα άντλησης του απαραίτητου νερού σε πίεση μεγαλύτερη από 12 At, δηλαδή σε μανομετρικό ύψος μεγαλύτερο από 120μ. Σε τέτοιες περιπτώσεις επιβάλλεται να υπάρχουν δύο αντλίες, ώστε η μία να λειτουργεί και η άλλη να παραμένει σ εφεδρία για περίπτωση βλάβης της πρώτης. Η διάταξη αυτοματισμού και τα συστήματα ειδοποίησης για τη μη λειτουργία της αντλίας στον ατμολέβητα δεν αποτελούν αντικείμενο αυτού του βιβλίου. Άντληση ζεστού νερού Όταν θέλουμε ν αντλήσουμε νερό με σχετικά υψηλή θερμοκρασία επιβάλλεται η χρήση της κατάλληλης αντλίας, ώστε ν αντέχει στη θερμοκρασία του νερού. Γι αυτό το λόγο, κατά παραγγελία της αντλίας, πρέπει να ενημερώνεται ο προμηθευτής ή ο κατασκευαστής και να ζητούνται στοιχεία ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ BUILDNET 6
από τα οποία να προκύπτει ότι η αντλία μπορεί να λειτουργήσει στη θερμοκρασία που θέλουμε. Οπωσδήποτε μια τέτοια αντλία πρέπει να διαθέτει κατάλληλες σαλαμάστρες και εξωτερικά κουζινέτα. Άντληση ακάθαρτου νερού και λυμάτων Για την άντληση νερού που μπορεί να περιέχει μικρά αιωρούμενα στερεά σώματα (λάσπη, ακαθαρσίες κλπ) απαιτείται ειδικός τύπος αντλίας, ικανός ν ανταποκριθεί στις απαιτήσεις μας. Στο εμπόριο υπάρχουν αντλίες ακαθάρτων και λυμάτων. Για το σκοπό αυτό, υπάρχουν αντλίες σε διάφορους τύπους. Όταν όμως θέλουμε ν αντλήσουμε θολά νερά (λασπόνερα) από γεώτρηση, δεν είναι πάντοτε εύκολη η χρήση υποβρύχιας αντλίας ακαθάρτων, επειδή αυτός ο τύπος έχει σχετικά μεγάλη διάμετρο και δεν προσφέρεται για τον καθαρισμό γεώτρησης με συνηθισμένη διάμετρο. Γι αυτό το λόγο, οι γεωτρήσεις πρέπει να καθαρίζονται με στροβιλοφόρο αντλία (πομόνα) ή αν είναι δυνατόν με αέρα από τον αεροσυμπιεστή που συνοδεύει το γεωτρύπανο. Όταν το ακάθαρτο νερό περιέχει κόκκους από άμμο, απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή για την αποφυγή της φθοράς της αντλίας από τριβές ή το κάψιμο του κινητήρα από ακινητοποίηση (φρακάρισμα της αντλίας). Πάντοτε, κατά την άντληση ακαθάρτων και λυμάτων, πρέπει το στόμιο εισαγωγής του νερού να προστατεύεται από κατάλληλο πλέγμα (σήτα), ώστε ν αποφεύγεται η είσοδος στην αντλία, αντικειμένων που θα μπορούσαν να την ακινητοποιήσουν ή να προκαλέσουν την καταστροφή της. Άντληση διαβρωτικών υγρών Διαβρωτικά υγρά θεωρούνται, αυτά που μπορούν να προκαλέσουν στην αντλία διάβρωση, τόσο από την απ ευθείας επίδρασή τους στο μέταλλο της αντλίας, όσο και από ηλεκτρολυτική δράση. Τέτοια υγρά είναι τα οξέα, το θαλασσινό νερό, οι οίνοι, τα οινοπνεύματα, τα βασικά διαλύματα και γενικά τα διαλύματα ηλεκτρολυτών. Για την άντληση τέτοιων υγρών επιβάλλεται η επιλογή αντλίας από μέταλλα που να αντέχουν στο όξινο ή το αλκαλικό περιβάλλον. Όταν η αντλία επηρεάζεται από ηλεκτρολυτικά διαλύματα, πρέπει στο μέτρο του δυνατού να αποφεύγεται η χρήση διαφορετικών μετάλλων, ικανών να συντελέσουν στην ηλεκτρολυτική διάβρωση. Ειδικές αντλίες Ειδικές αντλίες απαιτούνται κατά περίπτωση για ν αντλήσουμε ζαχαροδιαλύματα, μελάσσα, βαρύ ακάθαρτο πετρέλαιο (μαζούτ), ελαφρύ ακάθαρτο πετρέλαιο, βενζίνη κλπ. Αντλίες κλιματισμού Στις εγκαταστάσεις κλιματισμού, η αντλία λειτουργεί σαν κυκλοφορητής για την κυκλοφορία του θερμού ή του ψυχρού νερού μέσα στην κλιματιζόμενη εγκατάσταση. Πολλές φορές μια τέτοια αντλία θα πρέπει να εγκατασταθεί κοντά σε χώρους εργασίας ή κατοικίας. Τούτο σημαίνει ότι η αντλία κλιματισμού πρέπει να είναι όσο γίνεται πιο αθόρυβη. Πρέπει επίσης να επιλέγεται με ιδιαίτερη προσοχή, ώστε στην περίπτωση κυκλοφορίας ψυχρού νερού η παροχή της ν ανταποκρίνεται στην πραγματική ποσότητα νερού που πρέπει να κυκλοφορεί στην εγκατάσταση. Τούτο επιβάλλεται για να επιτύχουμε τη μεγιστοποίηση της απόδοσης του ψυκτικού μας μηχανήματος. *Από του Βιβλίο του Μιλτιάδη Μ. Κάπου, Αντληση, Υδρευση, Αρδευση. 7 BUILDNET ΕΠΙΛΟΓΗ ΑΝΤΛΙΩΝ