بوستر پمپ ها

بوستر پمپانواع سیستم های تقویت فشار آب

به طور کلی برای تامین فشار مطلوب در شبکه ی آب مصرفی در داخل ساختمان های مرتفع از سیستم های زیر استفاده می شود:

در کلیه سیستم های فوق ،مخزنی جهت ذخیره ی آب و تغذیه ی ایستگاه پمپاژ در نظر گرفته می شود. این مخزن توسط یک انشعاب با قطر مناسب از لوله ی اصلی آب شهری و به صورت اتوماتیک از طریق فلوتر تغذیه می شود.

مزایای سیستم بوستر پمپ

در طراحی تاسیسات مکانیکی یک پروژه ،شامل شبکه آبرسانی، فاضلاب و سیستم سرمایش و گرمایش، آنچه از همه مهمتر و مشکل تر است انتخاب سیستم تامین فشار برای شبکه ی آبرسانی ساختمان مورد نظر است. به شکلی که از جهات فنی و اقتصادی و سهولت راهبری و نگهداری آتی و شرایط خاص موجود در ساختمان بهترین شرایط را فراهم آورد.

مزیت های سیستم بوستر پمپ در سیستم های آبرسانی عبارتند از:

  • الف- حذف ضربات هیدرولیکی
  • ب- قابلیت حمل و نصب آسان
  • ج- قابلیت سرویس در حین کار
  • ه- وجود سیستم های مختلف محافظت الکترونیک
  • و- صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی
  • ز- آبدهی بسیار پایین تا بسیار بالا
  • ح- فشار ثابت در کل شبکه

توضیح اینکه در بوستر پمپ هر پمپ می تواند به صورت مستقل از سایر پمپ ها بطور اتوماتیک یا دستی وارد مدار شده یا از مدار خارج شود. در این شرایط اگر یکی از پمپ ها احتیاج به تعمیر پیدا کند می توان با خاموش نمودنپمپ مورد نظر، آنرا از مدار خارج کرده و با بستن شیر فلکه های مربوطه آن را تعمیر نمود به طوری که سایر پمپ های سیستم به کار خود ادامه دهند.

موارد استفاده از بوستر پمپ

  • الف) آبرسانی شهرها، شهرکها و مجتمع های مسکونی
  • ب) آبرسانی ساختمان های مرتفع، بیمارستان ها، فرودگاها، کارخانجات و سایر مراکز صنعتی
  • ج) آبیاری مزارع و کشتزارهای بزرگ
  • د) پروژه های آبیاری قطره ای و بارانی
  • ه) سیستم های اطفاء حریق

چگونگی استفاده از بوستر پمپ

بوستر پمپ عبارتست از یک ایستگاه پمپاژ آب شامل یک یا چند پمپ که بصورت موازی کنار هم قرار گرفته اند و از طریق تابلو یا واحد کنترل فرمان می گیرند.

بوستر پمپ همواره شبکه ی مصرف را تحت فشار ثابت و معینی ( به میزانی که تنطیم شده ) نگاه می دارد و به محض شروع مصرف آب در شبکه، ابتدا یکی از پمپ های آن شروع به کار کرده و آب مصرفی را تامین می نماید. در صورتی که میزان مصرف بیشتر شود، متناسب با آن سایر پمپ ها به ترتیب و به صورت اتوماتیک روشن شده و در مدار قرار میگیرند و همین که مصرف در شبکه کاهش یابد یا متوقف گردد پمپ های سیستم به همان ترتیبی که شروع به کار کرده بودند، به تناسب کاهش مصرف به تدریج و یک به یک متوقف شده و از مدار خارج میشوند. بدین ترتیب ضمن این که فشار آب در شبکه همواره ثابت می ماند، از استهلاک بیش از حد الکتروپمپ ها و نیز اتلاف انرژی الکتریکی در سیستم جلوگیری می شود.

به منطور بالا بردن عمر بوستر پمپ باید میزان استهلاک را به صورت مساوی بین کلیه ی پمپ های سیستم تقسیم نمود. برای کاهش میزان استهلاک بوستر پمپ و بالا بردن عمر دستگاه از یک طرف و کاهش و صرفه جویی در مصرف برق بوستر پمپ های بزرگ، یک عدد پمپ کوچک با میزان آبدهی کم و ارتفاع آبدهی با فشاری برابر با ارتفاع آبدهی پمپ های اصلی به سیستم اضافه می کنند. این پمپ که به نام جاکی پمپ (Jucky Pump)، یا پمپ پیشرو معروف است، در هر دوره راه اندازی قبل از سایر پمپ ها به کار می افتد. در این حالت اگر میزان مصرف آب در شبکه، بیش از آبدهی جاکی پمپ گردد، این پمپ به صورت اتوماتیک خاموش می شود، پمپ های اصلی یکی پس از دیگری به تناسب بالا رفتن میزان آب مصرفی، روشن شده و وارد مدار می گردند و فشار شبکه را تامین می نمایند.

استفاده از منابع تحت فشار در بوستر پمپ باعث تامین مصارف کم، جلوگیری از روشن شدن پمپ ابتدایی، کمک به حذف ضربات هیدرولیکی در یک سیستم و یکنواخت کردن فشار در محل مصرف و جلوگیری از نشتهای احتمالی در شبکه می شود.

منابع تحت فشار به دو صورت کره ای و استوانه ای، در حجم های مختلف ساخته می شوند. جهت تعیین مشخصات فنی بوستر پمپ ها متناسب با شرایط طرح دو مشخصه مورد نیاز است:

  • الف) ارتفاع (هد) کل مورد نیاز یا فشاری که توسط بوستر پمپ تولید یا تامین می شود.
  • ب) آبدهی (دبی) بوستر پمپ

پس از تعیین مقادیر دو مشخصه ی فوق، میزان آبدهی و ارتفاع کل مورد نیاز و انتخاب اینکه بوستر پمپ با چند واحد پمپ عمل نماید، پس از انتخاب نقطه ی کار از روی منحنی های مشخصه بوستر پمپ ها، مدل هر پمپ تعیین شده و سپس از روی جداول کاتالوگ، سایر مشخصات و ابعاد دستگاه مشخص خواهد شد.

مشخصات بوستر پمپ

به طور کلی می توان گفت که بوستر پمپ برای تامین آب در ساختمان های مرتفع که میزان مصرف آب متغیر و متناوب است طراحی می شود. از پمپ های الکترونیکی سانتریفیوژ که به وسیله یک پنل الکترونیکی کنترل می گردد، بسته به مقدار آب درخواستی توسط مصرف کننده، استفاده می شود.

برای عملکرد بهینه ی پمپ الکتریکی می توان از تعدادی پمپ الکتریکی مشابه استفاده کرد یا سرعت آنها را تنطیم نمود. بمنظور تامین نیاز های فوری یک سیستم از سنسورهای فشار یا سنسورهای Delivery در بوستر پمپ استفاده می شود.

هنگامی که تغییرات فشار بالای 1.5 بار برای مصرف کننده قابل قبول است می توان از سوییچ های فشار الکترومکانیکی متفاوت on-off برای اندازه گیری فشار سیستم استفاده کرد.

از طرف دیگر اگر محدودیت بیشتری در رابطه با تغییرات فشار مورد نظر باشد از ترنسدیوسرهای فشار الکترونیکی استفاده می شود که یک سیگنال ( ولتاژ یا جریان) متناسب با فشار تحویلی را خارج میکند.

ساختمان بوستر پمپ

یک واحد بوستر به طور طبیعی شامل قسمتهای زیر است:

  • الف: الکترو پمپ به تعداد مورد نیاز که در کنار هم بر روی یک شاسی نصب می گردند و بر حسب میزان آبدهی و فشار کار مورد نیاز انتخاب می شوند.
  • ب: پنل الکتریکی برای کنترل پمپ ها
  • ج: سنسور برای اندازه گیری پارامترهایی که باید کنترل شوند( معمولا فشار توزیع سیستم)
  • د: منابع تحت فشار
  • ه: وسایل ذخیره و لوله کشی
  • و: شیر آلات

پنل الکتریکی

یکی از اعضای بسیار مهم در یک بوستر پمپ، تابلوی فرمان و کنترل است که وظیفه ی راه اندازی، کنترل و حفاظت از بوستر پمپ ها را به عهده داشته و عملکرد مطلوب دستگاه به میزان زیادی به نحوه ی طراحی مدارهای قدرت و کنترل این تابلو بستگی دارد.

در هنگام دو فاز شدن شبکه و جابجایی فازها، حفاظت اصلی مدار بر عهده کلیه ی فیوزهای اصلی و فرعی، بی متال ها، سیستم های کنترل فاز و کنترل الکترونیکی دستگاه می باشد.

هنگامی که مقدار آب در منبع ذخیره به حد معینی تقلیل یافت، سیستم کنترل سطح به طور خودکار عمل کرده و پمپ ها را خاموش می نماید. همچنین چراغ قرمز روی تابلوی فرمان به نشانه ی قطع شدن جریان آب ورودی روشن می شود. با تامین مجدد آب ورودی دستگاه به طور اتوماتیک شروع به کار می کند و به این ترتیب از بروز خسارت ناشی از خشک کار کردن پمپ ها جلوگیری به عمل می آید.

استفاده از لرز گیرهای لاستیکی در محل های مختلف، از جمله لوله ی ورودی آب به کلکتور مکش و فلنج کلکتور رانش پمپ ها به خط لوله ورودی شبکه مصرف باعث جلوگیری از عبور نوسانات و ارتعاشات صوتی، مکانیکی و هیدرولیکی از سیستم بوستر پمپ به شبکه ی لوله کشی می گردد.

تمام لوله های مکش و دهش از لوله ی بدون درز با فلنج های استاندارد ساخته شده است. در مورد مصارف بهداشتی کلیه لوله ها و اتصالات از نوع گالوانیزه با وزن متوسط و اتصالات دنده ای می باشند.

شیرهای ورودی و خروجی از جنس برنج یا چدن و از نوع کشویی Gate Valve هستند، شیرهای یکطرفه، صافی و کلکتور از دیگر بخش های یک واحد بوستر پمپ هستند.

پنل الکتریکی برای دستور دادن و کنترل پمپ ها باید چندین کار را انجام دهد :

  • الف: توزیع یکنواخت بار کاری برای تمام پمپ ها
  • ب: جلوگیری از روشن شدن زیاد پمپ ها
  • ج: قطع کردن عملکرد پمپ به طور خودکار در شرایط اضطراری.
  • د: تعیین عملکرد پمپ به صورت دستی یا اتوماتیک.
  • و: نشان دادن وضعیت عملکرد و حالت پمپ ها.
  • ه: اعلام هر گونه اختلال در سیستم و نشان دادن دلیل آن.
  • ز: ایجاد امنیت برای افراد.

دو مدار متفاوت می تواند برای پنل های الکتریکی تعریف شود :

  • الف: مدار قدرت، برای رساندن برق به الکتروموتورها.
  • ب: مدار کمکی برای سیگنال های خارجی، کنترل فعالیت های متفاوت، محافظت و فرستادن سیگنال.

برای Change Over مداری و کارهایی از قبیل کنترل زمانی و کنترل سطح می توان از مدل های الکترونیکی ویژه ای که در یک پانل الکترونیکی نصب شده باشد استفاده کرد.

برای ارتباط مصرف کننده با ماشین یا به عبارتی فرستادن سیگنال، می توان از تجهیزاتی مانند دکمه های PUSH، سوئیچ های انتخاب کننده، لامپ های فیلمان و غیره یا دیگر مدارهای الکترونیکی با کریستال مایع و دیودهای LED استفاده کرد.

ولتاژ برق مصرفی بوستر پمپ های دور ثابت 220 ولت تکفاز، 380 ولت سه فاز و یا ترکیبی از این دو است. در بوستر پمپ های دور ثابت پیشرفته که روشن و خاموش شدن الکترو پمپ ها بصورت نوبتی صورت می گیرد، برای کنترل فشار فقط از دو پرشر سوئیچ استفاده می شود. هر دو پرشر سوئیچ در حداکثر فشار آب تنظیم می شود و اختلاف آن ها در فرمان دادن به روشن شدن پمپ ها در فشار های مختلف می باشد.

در بوستر پمپ های دور ثابت از یک یا چند منبع دیافراگمی با ظرفیت مناسب استفاده می شود. مناسب ترین ظرفیت مفید منبع دیافراگمی برای 15 بار روشن و خاموش شدن هر یک از الکترو پمپ های بوستر پمپ، از حاصل تقسیم ظرفیت یک پمپ بر حسب لیتر در دقیقه به تعداد پمپ های بوستر پمپ بدست می آید. راندمان منبع دیافراگمی معمولا 33% است لذا حجم اسمی منبع دیافراگمی 3 برابر حجم  واقعی آن خواهد  بود.

در خلال زمان روشن بودن یک یا چند الکترو پمپ، علاوه بر تامین آب مصرفی، مازاد آن در دیافراگم منبع دیافراگمی ذخیره شده و موجب بالا رفتن تدریجی فشار سیستم و رسیدن آن به فشار پرشر سوئیچ حداکثر می گردد تا با بسته شدن مدار آن، فرمان خاموش  شدن تنها الکترو پمپ روشن و یا یکی از الکترو پمپ های روشن بوستر پمپاژ از طریق مدار فرمان صادر گردد.

از این پس آب مصرفی از منبع دیافراگمی به شبکه ی مصرف تزریق می شود. با مصرف تدریجی آب از منبع دیافراگمی، فشار سیستم پائین تا به فشار پرشر سوئیچ حداقل برسد و با بسته شدن مدار آن، فرمان “روشن شدن” به الکترو پمپ بعدی به واسطه ی مدار کنترل و فرمان بوستر پمپ صادر می گردد. روشن و خاموش شدن الکترو پمپ های بوستر پمپ دور ثابت به همین منوال ادامه می یابد تا آب مورد نیاز شبکه مصرف تامین گردد.

بوستر پمپ های دور متغیر

از دیر باز تامین فشار کاملا ثابت آب با تغییرات مقدار مصرف آن یکی از آرزوهای طراحان و تولید کنندگان بوستر پمپ بوده است. برای رسیدن به این هدف اولین گام ساخت دستگاهی است که بتواند دور الکتروموتورهای معمول را که با برق شهر A.C. کار می کنند، تغییر دهد.

در چند دهه اخیر همسو با پیشرفت صنایع مختلف در جهان، صنعت برق و الکترونیک نیز از جایگاه والایی برخوردار گشته و به پیشرفت های چشمگیری نائل آمده است. یکی از نمونه های آن ساخت اینورتر است. اینورتر دستگاهی است که بوسیله آن می توان دور آن ها را متناسب با فرکانس برق خروجی از اینورتر تغییر داد. یکی از رایج ترین موارد استفاده از اینورترها که برای اغلب مهندسین تاسیسات شناخته شده است، استفاده از اینورتر در ساخت آسانسورهای دور متغیر، VVVF در صورتی که از این خاصیت اینورتر برای کنترل دور الکترو پمپ های بوستر پمپ ها استفاده شود می توان بوستر پمپ دور متغیر تولید نمود.

در چند دهه ی اخیر استفاده از بوستر پمپ های دور متغیر در ممالک پیشرفته ی صنعتی رایج بوده است. در این بوستر پمپ ها از الکترو پمپ هایی استفاده می شود که هر یک از آن ها به اینورتر مجهز است. در کشور ایران به لحاظ قیمت نسبتا بالای بوستر پمپ های دور متغیر مذکور، در مقایسه با قیمت بوستر پمپ های دور ثابت معمول، استفاده از بوستر پمپ های پیشرفته دور متغیر علیرغم مزایای غیر قابل انکار آن با استقبال مواجه نگردیده و تبلیغات منفی معدود سازندگان ایرانی بوستر پمپ نیز که دانش ساخت آن را نداشتند، سهم عمده ای در عدم استقبال خریداران از این محصول بی نظیر داشت.

در چند سال اخیر برای اولین بار در ایران طراحی و تولید بوستر پمپ های دور متغیر با استفاده از الکترو پمپ های معمول موجود در بازار با قیمت قابل رقابت با بوستر پمپ های دور ثابت آغاز گردیده است. کلیه تجهیزات این بوستر پمپ ها مشابه بوستر پمپ های دور ثابت است، بجز تابلوی کنترل و فرمان و سنسور فشار آن. تشابه قسمت های مکانیکی موجب می گردد تا به سهولت بتوان با استفاده از تابلوی کنترل و فرمان دور متغیر و سنسور فشار مربوطه، بوستر پمپ های دور ثابت موجود را به بوستر پمپ های دور متغیر تبدیل نمود. به عبارتی بجز قسمت های مکانیکی و شیر آلات، سایر تجهیزات و اجزای تشکیل دهنده ی بوستر پمپ های دور متغیر را تابلوی کنترل و فرمان دور متغیر و پرشر ترانسمیتر تشکیل می دهد.

بخش اصلی تابلوی کنترل و فرمان تابلوی برق را برد کنترل میکرو پروسسوری هوشمند آن تشکیل می دهد. این برد کنترل بر اساس برنامه خاص تعریف شده کار بوستر پمپ را کنترل می نماید. در تابلوی برق بوستر پمپ برای کار دستی هر یک از الکترو پمپ ها بمنظور راه اندازی بوستر پمپ و استفاده موقت دستی از الکترو پمپ های بوستر پمپ به هنگام خرابی احتمالی سیستم اتوماتیک، هم چنین راه اندازی اتوماتیک بوستر پمپ، کلیدهای لازم پیش بینی شده است.

در بوستر پمپ های دور متغیر بر خلاف بوستر پمپ های دور ثابت که الکترو پمپ های آن به صورت آنی روشن و خاموش می شوند، روشن و خاموش شدن الکترو پمپ ها کاملا نرم و تغییرات دور آن ها به تدریج با تغییرات مصرف آب صورت می گیرد. تغییر تدریجی دور الکترو پمپ ها موجب می گردد تا بوستر پمپ های دور متغیر با مزایای زیر از بوستر پمپ های دور ثابت متمایز گردد:

*ثابت بودن کامل فشار سیستم که شاخص اصلی بوستر پمپ های دور متغیر است

*بوستر پمپ های دور متغیر بنا به دلایل زیر به منبع دیافراگمی نیاز ندارند :

  • 1-حذف ضربه قوچ در شبکه مصرف به دلیل روشن و خاموش نشدن آنی الکترو پمپ ها
  • 2-معادل بودن مقدار آب پمپاژ شده به وسیله بوستر پمپ ها با میزان آب مصرفی
  • 3-ثابت بودن کامل فشار سیستم و عدم نیاز به ذخیره سازی آب در حد فاصل دو فشار در مقایسه با بوستر پمپ های دور ثابت

*کاهش فضای اشغال موتورخانه با حذف منبع دیافراگمی

*کاهش استهلاک کوپلینگ ها و قطعات متحرک الکترو پمپ ها

*افزایش عمر مفید بوستر پمپ و اجزا تشکیل دهنده آن

*کاهش هزینه های سرویس و نگهداری

بوستر پمپ دور ثابت با PLC و بدون PLC

این بوستر پمپ ها جهت مصارف آتش نشانی، آبرسانی و آبیاری کاربرد فراوان دارند. با این تفاوت که در دو نوع همراه با Change over یا PLC قطعه ی هوشمند پمپ ها را از طریق برنامه ای که در خود حفظ می کند در طیف زمانی خاصی روشن و خاموش کرده و استهلاک پمپ ها را به یک میزان بالا می برد و نوع دیگر بدون Change over یا PLC که پمپ به ترتیب و از طریق تنظیم کلیدهای فرمان دهنده در مدار قرار گرفته و فشار شبکه را تامین می کند.