مصرف آب در ساختمان های مسکونی

اولین کاری که برای اندازه گیری واحد فشار پمپ آب ضروری است، تعیین کمیت آب و فشاری است که باید تامین شود. جدول (1) مقادیر ماکزیمم آب مصرفی برای هر نقطه تحویل را با توجه به تسهیلات لوله کشی در اختیار ما قرار می دهد تا بتوانیم پمپ آب مناسب را انتخاب کنیم. ماکزیمم نیازهای تئوری به وسیله مجموع مقادیر مصرف آب در هر نقطه تحویل داده مشخص می شود. اصولا نقاط تحویل همزمان با هم مورد استفاده واقع نمی شوند، بلکه فقط تعدادی از آن ها مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین تعیین ماکزیمم تعداد نقاط تحویل برای استفاده در یک لحظه جهت انتخاب پمپ آب مناسب بسیار مهم است.

موارد مصرفجریان (لیتر در دقیقه)
دستشویی9
ظرفشویی10
وان حمام15
بیده6
با فلاش تانک W.C.6
ماشین لباسشویی12
دوش12
با فلاش ولو W.C.90

جدول شماره (1)

اولین قدم با تعیین مقدار فاکتور همزمانی (Contemporaneity Factor) است که بستگی به تعداد نقاط تحویل دارد و از فرمول زیر محاسبه می شود :

فرمول محاسبه مقدار آب مصرفی توسط پمپ آب – آپارتمان با یک حمام

فرمول محاسبه مقدار آب مصرفی توسط پمپ آب - آپارتمان با یک حمام

فرمول محاسبه مقدار آب مصرفی توسط پمپ آب – آپارتمان با دو حمام

فرمول محاسبه مقدار آب مصرفی توسط پمپ آب - آپارتمان با دو حمام

Nr : تعداد نقاط تحویل

Na : تعداد آپارتمان ها

f : ضریب همزمانی

جدول (2) ماکزیمم همزمانی مقادیر نرخ جریان را برای آپارتمان های دارای یک حمام یا دو حمام نشان می دهد. برای آپارتمان های دارای یک حمام، هفت نقطه طراحی و برای آپارتمان های دارای دو حمام، یازده نقطه باید در نظر گرفته شود.

نیاز مصرفی آب و انتخاب پمپ آب ساختمان هایی از قبیل بیمارستان ها، هتل ها، اداره ها، مدارس، فروشگاه ها و کارخانه ها متفاوت از ساختمان های مسکونی اشتراکی است و اندازه روزانه کلی و ماکزیمم نرخ جریان همزمان آب معمولا بزرگتر است و پمپ آب متفاوتی را می طلبد.

نمودار (3-1) مصارف را برای تعدادی از ساختمان های اشتراکی با توجه به ساکنین آن ها نشان می دهد.

 

برای بهتر بیان شدن مطلب، یک مثال مطرح می کنیم :

مثال :

یک مجتمع مسکونی دارای 20 واحد آپارتمان با مساحت 90 متر مربع که هر واحد دارای وسایل بهداشتی زیر می باشد را در نظر بگیرید. مقدار آب مصرفی را جهت تعیین بوستر پمپ آب مورد نیاز محاسبه نمائید. (حمام با دوش، دستشویی، ظرفشویی، W.C. با فلاش تانک، ماشین لباسشویی)

روش اول :

تعداد واحدمصرف کلواحد مصرفتعدادوسیله بهداشتی
2012121حمام با دوش
201892دستشویی
2010101ظرفشویی
20661WC با فلاش تانک
2012121ماشین لباسشویی
58

ماکزیمم همزمانی مقادیر نرخ جریان را برای آپارتمان های دارای یک حمام یا دو حمام

روش دوم : با استفاده از جدول شماره (3-3)

مقدار عددی 142 لیتر در دقیقه به دست می آید که معادل 4/8 متر مکعب در ساعت می باشد.

تعداد آپارتمان هاWC

با فلاش تانک

WC

با فلاش ولو

تعداد آپارتمان هاWC

با فلاش تانک

WC

با فلاش ولو

1 دوش2 دوش1 دوش2 دوش1 دوش2 دوش1 دوش2 دوش
جریان (لیتر بر دقیقه)جریان (لیتر بر دقیقه)
13240607935187234357466
245568511140200250382498
3556810513645213265405528
4637912115750224280427557
5718813517655235293448584
6789714819360245306468610
78410516020865255319487635
89011217122370265331506659
99511918123675274342523682
1010012519124980283354540704
1110513120026185292364557726
1211013720927390301375573747
1311414321828495309385589767
14119148266295100317395604787
15123153234305120347433662863
16127158242315140375468715932
17131163249325160401500764996
181341682563341804255308111056
191381722633432004485598541114
201421772703522204705868961168
211451812773612404916129361220
221491852833692605116379741270
2315219029037828053066110111318
2415519429638630054968510471364
2515819830239432056770710811408
2616220230840134058472911141452
2716520531440936060175011461494
2816820932041738061877111781535
2917121332542440063479112081575
3017421733143145067283812821670

جدول (2)

ماکزیمم ارتفاع ورودی

روش سوم : با استفاده از نمودار (1)

اگر فرض بر این باشد که به طور متوسط در هر واحد 4 نفر زندگی می کنند، با توجه به نمودار آبی که توسط پمپ آب باید تامین گردد از مقدار عدد 3/8 متر مکعب به دست می آید.

ماکزیمم ارتفاع ورودی (HA)

این پارامتر، محدوده ای است که بعد از آن پمپ آب قادر به مکش نیست و از فرمول زیر محاسبه می شود :

HA = 10.33 – (NPSH + 0.5) – Ʃ HP

10.33  : ارتفاع ستون آب (متر) مربوط به فشار اتمسفریک که بر روی مابع عمل می کند.

NPSH : ارتفاع خالص مطلق کل (متر) که باید در ورودی پمپ آب تضمین شود و با توجه به نرخ جریان تغییر می کند. مقادیر آن در دیاگرام های پمپ آب نشان داده می شود.

0.5 : ضریب ایمنی پیشنهادی

Hp : مجموع مقادیر مقاومت جریان (متر ستون آب) بسته به اصطکاک مایع در امتداد دیواره لوله ها و از میان اجزاء سیستم ورودی (فیلتر، زانویی، …) متفاوت می باشد.

تذکر : اگر دمای مایع بالاتر از 25 درجه سانتی گراد است و مقدار ارتفاع بالای سطح دریاست، باید ارتفاع ورودی ماکزیمم را کاهش دهیم :

HA = 10.33 – (NPSH + 0.5) – Ʃ HP – Kt – Kh

 

به منظور تعیین مقادیر Kt و Kh جداول زیر را ملاحظه کنید.

 

DECREASE IN THE DIFFERENCE OF INTAKE LEVEL IN RELATION

TO WATER TEMPERATURE CHANGES*

INTAKE FLOW RESISTANCE

IN METERS (K T )

TEMPERATURE

(ÆC)

0.430
0.840
1.350
2.060
3.270
4.880
7.190

*TABLES VALID FOR WATER ONLY

جدول (3)

DECREASE IN THE DIFFERENCE OF INTAKE LEVEL IN RELATION

 

TO WATER TEMPERATURE CHANGES*

INTAKE FLOW RESISTANCE

IN METERS (Kh)

ALTITUDE

IN METERS

0.430
0.840
1.350
2.060
3.270
4.880
7.190

*TABLES VALID FOR WATER ONLY

جدول (4)

انتخاب مخزن ذخیره (Surge Tank)

برای محدود کردن تعداد استارت های ساعتی پمپ ها از مخزن ذخیره استفاده می شود. مخزن می تواند از نوع دیافراگمی (Membrane) و یا بالشتکی (Air  Cushion) باشد.

در نوع بالشتکی، جدایی آشکاری بین هوا و آب موجود نیست، بنابراین امکان حل شدن اکسیژن موجود هوای بالای مخزن در آب می باشد که ضروری است آن را به وسیله واحدهای تامین هوا یا یک کمپرسور باز گردانیم.

در نوع دیافراگمی، واحدهای تامین هوا یا کمپرسور مورد نیاز نیستند و از اتصال بین هوا و آب با یک پرده کائوچویی داخل تانک جلوگیری می شود.

برای تعیین حجم مخزن از روش زیر استفاده می شود که برای مخازن افقی و عمودی قابل دسترسی است، معمولا اولین پمپ را در محاسبه حجم مخزن در نظر می گیریم.

تانک ذخیره بالشتکی :    (AIR-CUSHION SURGE TANK)

مقدار حجم این تانک در رابطه با نرخ جریان، فشار پمپ و تعداد استارت های ساعتی تعیین می شود

حجم کل مخزن به متر مکعب

Va : حجم کل مخزن به متر مکعب

P min : مینیمم فشار تنظیم شده به متر ستون آب

Z : ماکزیمم تعداد استارت های ساعتی مجاز دستگاه

Q p : نرخ متوسط جریان پمپ به متر مکعب در ساعت

P max : ماکزیمم فشار تنظیم شده به متر ستون آب

توجه : منظور از نرخ متوسط جریان پمپ، متوسط بین نرخ جریان در ماکزیمم فشار و مینیمم فشار است، که برابر است با :

نرخ متوسط جریان پمپ

به منظور بیان بهتر مطلب به شرح مثالی می پردازیم :

 

مثال : یک پمپ با مشخصات زیر مفروض است مطلوب است حجم تانک ذخیره.

KSB 32-160 pump

Pmax=32 m

Pmin=22 m

Qp=18 m3/h

Z=30

حجم تانک ذخیره

از نظر تجاری یک منبع 750 لیتری می تواند انتخاب شود.

اگر مخزن دیافراگمی انتخاب شود، حجم آن کمتر از نوع بالشتکی خواهد بود. این حجم را می توان از فرمول  زیر محاسبه کرد :

دیافراگمی

انواع اتصال دستگاه (سمت ورودی)

تامین آب بوستر پمپ آب به دو روش صورت می گیرد :

الف . سیستم بوستر پمپ آب از یک تانک ذخیره تغذیه شود (اتصال غیر مستقیم)

ب . سیستم بوستر پمپ آب بصورت مستقیم از لوله کشی آب شهر تغذیه شود (اتصال مستقیم)

تذکر : اتصال مستقیم برای استفاده در سیستم تامین آب مجاز نیست.

تعیین هد دستگاه

برای محاسبه هد دستگاه (بوستر پمپ آب) می توان به روش های زیر عمل کرد :

الف. منبع ذخیره و سیستم بوستر پمپ آب در یک سطح قرار دارند.

Ht = He + Hr + Hc

ب. منبع ذخیره بالاتر از سیستم بوستر پمپ آب قرار دارد.

Ht = He + Hc – Hb + Hr

ج. منبع ذخیره در سطح پایین تری از سیستم بوستر پمپ آب قرار دارد.

Ht = He + Hr + Hc + Hb

د. اتصال مستقیم به شبکه آب شهری.

Ht = He + Hr + Hc – Pc

Hb – اختلاف ارتفاع بین بوستر پمپ آب و منبع ذخیره

He – اختلاف ارتفاع بین بوستر پمپ آب و بالاترین نقطه تحویل

Hr – فشار مورد نیاز جهت دورترین خروجی

Hc – مجموع افت فشار درون لوله، اتصالات و شیرآلات

Pt – فشار ورودی آب شهر بین کنتور و بوستر پمپ آب

Ht – هد کلی دستگاه

در این مورد ارتفاع ورودی باید با دقت محاسبه شود، زیرا اختلاف زیاد در سطح بین تانک ذخیره و دستگاه و همچنین اشتباه محاسبه در اندازه گیری قطر لوله ورودی باعث بوجود آمدن پدیده کاویتاسیون (خوردگی پروانه) می گردد که برای عملکرد پمپ مضر می باشد.