توصيه هاي فني در خصوص انتخاب پمپ هاي گريز از مركز» نويسنده : فرشاد سرايي / مدير امور مهندسي شركت پتروپالامحور «
انتخاب پمپ هاي گريز از مركز (سانتريفوژ) در سيستم هاي تاسيسات مكانيكي و لوله كشي صنعتي بر اساس دو پارامتر مهم هد يا ارتفاع آبدهي و دبي يا نرخ آبدهي انجام مي گردد. به عنوان مثال براي انتخاب پمپ مناسب جهت گردش آب در سيكل آب چيلد يك چيلر تراكمي ابتدا مي بايست مهندس طراح تاسيسات مكانيكي دبي آب در گردش قسمت اواپراتور چيلر را بر اساس بار سرمايي كل پروژه محاسبه نمايد. براي اين منظور نخست اطلاعات مربوط به شرايط آب و هوايي منطقه وقوع پروژه شرايط طرح داخل فضاهاي مختلف كاربري فضاها نوع و ميزان روشنايي و برنامه روشن و خاموش بودن آن تعداد و نحوه حضور افراد در فضاهاي ساختمان اطلاعات ابعادي و جهات نصب المان هاي ساختماني همچون ديوارهاي خارجي و داخلي سقف ها پنجره ها درب ها و... و همچنين نوع جنس و رنگ المان هاي به كار رفته در ساختمان مورد نظر وارد يك برنامه محاسبات بار حرارتي و برودتي مانند HAP4 و يا Carrier E20 II شده و سپس با اجراي برنامه خروجي هاي لازم از جمله بار برودتي كل ساختمان به دست مي آيد. حال با توجه به بار برودتي محاسبه شده كه معمولا بر حسب تن سرمايي مطرح مي گردد (هر تن سرمايي معادل 12,800 Btu/hr مي باشد) و با توجه به اطلاعات مندرج در كاتالوگ سازندگان معتبر چيلرهاي تراكمي كه دماي ورود و خروج آب چيلد در اواپراتور را به ترتيب 54F o و 44F o تعيين نموده اند دبي در گردش آب چيلد از طريق فرمول زير محاسبه مي گردد : Q [Btu/hr] = GPM x 500 x ΔT [F o ] سپس با فرض اينكه براي به گردش در آوردن دبي محاسبه شده فوق از سه دستگاه پمپ گريز از مركز زميني افقي استفاده كنيم كه يك دستگاه از آنها رزرو باشد براي محاسبه دبي هر يك از پمپ ها مي بايست مقدار دبي (GPM) به دست آمده از فرمول فوق بر عدد 2 تقسيم گردد.
به اين ترتيب گام نخست در انتخاب پمپ مناسب براي اين سيستم برداشته شده است. اما پس از اين مرحله مهندس طراح تاسيسات مكانيكي مي بايست به سراغ محاسبه هد پمپ ها و يا ارتفاع لازم جهت آبدهي آنها برود. براي اين منظور مي بايست كليه افت هاي سيستم اعم از هد استاتيك و همچنين افت هاي ناشي از مسير لوله كشي تجهيزات كلكتورها و شيرآلات محاسبه گردد كه البته در مثال فوق به دليل بسته بودن سيستم لوله كشي هد استاتيك موضوعيت ندارد. اما ساير افت ها از فرمول زير محاسبه مي گردد : H [ft] = (L [ft] x 1.5 x 2.5)/100 [ft] + H1(Evaporator of Chiller) [ft] + H2(Fan coil) [ft] + H3(Collectors & Valves) [ft] از آنجا كه در پمپ هاي موازي هد پمپ ها يكسان بوده و دبي آنها با يكديگر تجميع مي گردد لذا هد يا ارتفاع آبدهي هر سه دستگاه پمپ آب چيلد (كه يكدستگاه از آنها رزرو مي باشد) مساوي و معادل عدد محاسبه شده براي H از فرمول فوق لحاظ مي شود. با توجه به اينكه همواره در فرآيند ساخت و نصب انحرافاتي نسبت به اعداد و ارقام محاسبه شده بر روي كاغذ وجود خواهد داشت لذا مهندسين طراح تاسيسات مكانيكي جهت حصول اطمينان از صحت عملكرد سيستم پمپاژ طراحي شده ضريب اطميناني معادل %10 در نظر گرفته و آن را بر روي اعداد محاسبه شده براي هد و دبي پمپ ها اعمال مي نمايند كه البته منطقي مي باشد. به اين ترتيب هم اكنون دو پارامتر مهم براي انتخاب پمپ مناسب در دست مي باشد. اما آيا اين پايان ماجرا است پاسخ منفي خواهد بود. چراكه يك مهندس ورزيده و با تجربه طراح تاسيسات مكانيكي مي بايست اولا نسبت به صحت محاسبات انجام گرفته اطمينان حاصل نموده و از پيش بيني ضرايب اطمينان غير ضروري و بيش از %10 خودداري نمايد و در ثاني هنگام مراجعه به كاتالوگ سازندگان معتبر پمپ علاوه بر دو پارامتر هد و دبي پارامتر بسيار مهم راندمان را نيز مد نظر قرار دهد و پمپي انتخاب كند كه ضمن تامين شرايط كاركرد سيستم بيش از حد مورد نياز توان الكتريكي مصرف نكرده و موجب اتلاف بي مورد انرژي نگردد.
به قسمت اول كار بسيار ساده و مشخص بوده و معمولا مهندسين طراح تاسيسات مكانيكي در اين بخش دچار اشتباه نمي شوند. اما قسمت دوم يعني انتخاب پمپ با راندمان مناسب داراي ظرايف و ريزه كاري هايي مي باشد كه بايد به آنها توجه شود. در هنگام مراجعه به كاتالوگ سازندگان معتبر پمپ ابتدا با جداول و منحني هاي عمومي انتخاب پمپ مواجه مي شويم. بدين معني كه پمپ ساز بر اساس استانداردهاي متداول خود براي هر يك از مدل هاي پمپ محدوده اي از هد و دبي قابل قبول را اراي ه مي نمايد. اين جداول و منحني هاي عمومي هر چند براي انتخاب مدل كلي پمپ مناسب مي باشند ليكن مهندس طراح تاسيسات مكانيكي مي بايست پس از انتخاب اوليه مدل بر اساس هد و دبي محاسبه شده براي سيستم پمپ توان منحني مراجعه نموده توان مصرفي و مدل انتخاب شده را در دور مورد نظر (1450 دور در دقيقه يا 2900 دور در دقيقه) با شرايط واقعي سيستم كنترل نمايد. اين كنترل معمولا مي بايست براي يك مدل بالاتر و يك مدل پايين تر از مدل انتخاب شده نيز انجام شود تا در نهايت مدلي از پمپ انتخاب گردد كه در شرايط كاركرد سيستم توان الكتريكي بهينه را مصرف نمايد. همچنين پس از انتخاب مدل مناسب مي بايست قطر پروانه متناسب با هد و دبي مورد نياز سيستم (خروجي محاسبات مهندسي) از جداول سازنده انتخاب شده و الكتروموتور پمپ با توان مناسب با قطر پروانه مورد نظر سفارش گذاري گردد. به عنوان مثال پمپ هاي مدل 40-250 شركت پمپيران از 5 تا 1800 متر مكعب در ساعت دبي و از 5 تا 90 متر ارتفاع آبدهي را پوشش مي دهند (با توجه به دور موتور انتخاب شده) ليكن شرايط بهينه عملكرد اين مدل با الكتروموتور 1450 دور در دقيقه 22 متر مكعب در ساعت دبي با ارتفاع آبدهي 16 متر مي باشد كه در اين شرايط قطر پروانه مناسب براي اين پمپ 240 ميليمتر و توان الكتروموتور آن 4 اسب (معادل 3 كيلووات) مي باشد.
انتخاب دور موتور بسته به ميزان ارتفاع آبدهي مورد نظر بوده و معمولا در شرايطي مانند پمپ هاي آتش نشاني يا جت پمپ هاي جكوزي كه هد مورد نياز پمپ به نسبت دبي آن زياد است به ناچار به سراغ دور موتور بالا يعني 2900 دور در دقيقه مي رويم. اما در شرايط عادي و براي اغلب پمپ هاي مورد استفاده در سيستم هاي تاسيسات مكانيكي مانند پمپ هاي آبرساني و پمپ هاي سيركوله آب چيلد و هات حتي المقدور مي بايست مدل پمپ را بر اساس دور موتور 1450 دور در دقيقه انتخاب نماييم زيرا استهلاك موتور و پمپ در اين شرايط پايين تر بوده و ضمنا صداي توليد شده توسط موتور الكتريكي در اين حالت به مراتب كمتر خواهد بود كه اين امر به خصوص در مجتمع هاي مسكوني و اداري حاي ز اهميت مي باشد. بايد توجه داشت كه توان درج شده در كاتالوگ سازندگان پمپ بر اساس بيشترين ميزان آبدهي (دبي) در قطر پروانه انتخاب شده محاسبه گشته و چنانچه دبي نقطه عملكرد پمپ كمتر از دبي حداكثر باشد توان مصرفي پمپ در نقطه عملكرد كمتر از توان پيش بيني شده براي الكتروموتور خواهد بود. نكته مهمي كه مهندسين طراح تاسيسات مكانيكي مي بايست حتما به آن دقت نمايند اين است كه اگر در محاسبه هد مورد نياز پمپ ضرايب اطمينان را بيش از حد مجاز (%10) انتخاب نموده و ارتفاع آبدهي پمپ را تعمدا بيش از مقدار مورد لزوم انتخاب نمايند (مثلا محاسبات مهندسي هد 30 متر را نشان مي دهد ليكن به جاي آن هد 40 متر براي پمپ انتخاب گردد) در هنگام عملكرد پمپ در شرايط كاركرد واقعي هد توليدي پمپ عملا معادل هد واقعي سيستم لوله كشي خواهد گشت. با توجه به منحني عملكرد (منحني هد و دبي) پمپ هاي گريز از مركز با كاهش ارتفاع آبدهي (هد) پمپ ميزان آبدهي (دبي) آن افزايش مي يابد كه اين امر افزايش توان مصرفي الكتروموتور پمپ را به همراه خواهد داشت. در چنين شرايطي احتمال خاموش شدن Trip) خوردن) پمپ بسيار زياد است. وقوع اين پديده در تاسيسات موتورخانه مركزي يك ساختمان مسكوني اداري تجاري ورزشي يا... موجب متوقف شدن گردش آب چيلد و هات و يا آب مصرفي و در نهايت بروز مشكل براي ساكنان ساختمان مذكور مي گردد و در سيستم هاي لوله كشي صنعتي نيز موجب توقف خط توليد و در نتيجه تحميل ضرر و زيان مالي به صاحبان
صنايع خواهد گشت كه هر دو حالت امري نكوهيده و غير قابل قبول مي باشد. لذا به منظور احتراز از وقوع مشكلات فوق الذكر راه كارهاي عملي زير به مهندسين طراح تاسيسات مكانيكي توصيه مي گردد : 1- حتما در محاسبه هد مورد نياز پمپ هاي گريز از مركز دقت نموده و از پيش بيني ضرايب اطمينان بيش از %10 خود داري نماييد. تجربه نشان داده است كه در صورت صحت و دقت محاسبات مهندسي و لحاظ نمودن درست كليه افت هاي محتمل در يك سيستم لوله كشي ضريب اطمينان %10 براي پوشش انحرافات ناشي از تلرانس هاي ساخت و اجرا كفايت نموده و نيازي به افزايش بيش از حد ارتفاع آبدهي (هد) پمپ نمي باشد. 2- در هنگام انتخاب مدل مناسب پمپ گريز از مركز (سانتريفوژ) از كاتالوگ سازندگان حتما توان مصرفي مورد نياز را بر حسب دور موتور و قطر پروانه انتخابي و راندمان بهينه طبق توصيه سازنده و متناسب با حداكثر دبي درج شده براي هد مورد نظر انتخاب نموده و از سفارش الكتروموتور با توان كمتر اكيدا خود داري نماييد. 3- جهت اطمينان بيشتر توصيه مي گردد شير قطع و وصل جريان خروجي پمپ هاي گريز از مركز ) خط (Discharge را از نوع شيرهاي كف فلزي Valve) (Globe مطابق شكل زير انتخاب و نصب نماييد تا در صورت بروز هرگونه اشتباه در محاسبات مهندسي و گزينش هد بيش از نياز سيستم براي پمپ گريز از مركز امكان كنترل دبي از طريق شير مذكور فراهم بوده و اپراتور قادر باشد با تنظيم جريان خروجي توسط شير كف فلزي ميزان آبدهي (دبي) را كاهش داده و از خاموش شدن Trip) خوردن) پمپ ممانعت به عمل آورد.
نصب شير كف فلزي Valve) (Globe در خروجي پمپ هاي زميني گريز از مركز
وب سايت شركت مهندسي پتروپالامحور www.petropalamehvar.com