پمپ

پمپ و سیستم پمپاژ

متداول ترین نوع پمپ مورد استفاده در سیستم های آبی ، پمپ های گریز از مرکز هستند. این پمپ ها می توانند نوع خطی و یا زمینی باشند. مشخصه های کارکرد آن باید به دقت با نیازهای سیستم تطبیق داده شود. این مشخصه ها را به صورت منحنی هایی که در آنها مقدار گذر جریان بر حسب فشار رسم شده است، نشان می دهند. شکل زیر نقطۀ کار و محل تلاقی منحنی پمپ با منحنی سیستم است.

در شکل زیر چگونگی جابجایی منحنی سیستم و تأثیر آن بر تغییر مقدار گذر جریان سیستم نشان داده شده است. این جابجایی می تواند در اثر محاسبۀ غلط افت فشار سیستم به دلیل استفاده از ضریب اطمینان نامناسب و یا نمودارهایی که افت فشار را بیش از واقعیت نشان می دهد ایجاده شده باشد. همچنین، در اثر عملکرد شیرکنترل یا غیر متوازن بودن سیستم ها نیز ممکن است منحنی سیستم به سمت راست منتقل گردد.

منحنی مشخصۀ پمپ های سیستم های لوله کشی مدار بسته باید صاف باشد و نقطۀ کار آنها در سمت چپ نقطۀ حداکثر بازده انتخاب شود. این امر موجب می گردد که انتقال منحنی سیستم به سمت راست سبب تأثیر منفی بر عملکرد آن ، کاهش فشار مفید و یا با رشدگی بیش از حدّ آن نشود.

بسیاری از سیستم های با درجه حرارت دوگانه به گونه ای طراحی می شوند که در زمستان دستگاه های چیلر از مدار خارج گردند. چون افت فشار دستگاه های چیلر ممکن است زیاد باشد، با حذف آنها در زمستان، افت فشار سیستم کاهش می یابد و ممکن است منحنی سیستم تا حد قابل ملاحظه ای به سمت راست انتقال یابد. در چنین سیستم هایی باید منحنی سیستم برای کار در زمستان نیز بررسی و مطالعه شود.

نقطۀ کار یک پمپ بستگی به موارد زیر دارد :

1 . مقدار بار

2 . نوع شیرهای کنترلی

3 . مدار لوله کشی و تجهیزات انتقال حرارت

به طور کلی بهترین انتخاب آن است که :

• در مقدار گذر جریان مورد نظر بتواند افت فشار محاسبه شده برای سیستم را جبران کند.
• نقطۀ کار پمپ، در سمت چپ نقطۀ حداکثر بازدۀ قرار داشته باشد تا بتواند جابجایی منحنی سیستم به سمت راست در اثر افزایش فشار سیستم را پاسخگو باشد.
• برای مدارهای غیرمتعادل و برای اینکه وقتی شیرهای دوراهه بسته می شوند مقدار افزایش فشار در شبکه حداقل باشد، باید منحنی مشخصۀ سیستم صاف باشد.

پمپ های موازی :

وقتی پمپ ها به صورت موازی نصب شوند، فشار تمام آن ها مساوی است و هر یک بخشی از جریان سیستم را تامین می کند. (شکل زیر)

معمولا پمپ های موازی هم اندازه هستند و منحنی مشخصۀ دو پمپ موازی ، از دو برابر کردن مقدار گذر جریان هر یک از آن ها به دست می آید. در شکل بالا نقطۀ کار یک پمپ و نقطۀ کار دو پمپ موازی نشان داده شده است. دقت کنید که وقتی یکی کار می کند، مقدار گذر جریان بیش از 50 درصد حالت دو پمپی خواهد بود زیرا وقتی دو مورد از آنها به صورت موازی کار کنند منحنی سیستم به سمت راست منتقل می شود.

این موضوع منجر به دو موضوع مهم می گردد :

1 . پمپ ها باید به حد کافی توانایی داشته باشند تا هنگامی که به صورت تکی در مدار قرار دارند بیش از حدّ بار نشوند

2 . یک پمپ، به تنهایی می تواند تا حدود 80 درصد (که مقدار دقیق آن بستگی به منحنی مشخصۀ سیستم و پمپ دارد) جریان مورد نیاز را تأمین کند.

وقتی فشار پمپ های موازی برابر نباشد، ممکن است یکی باعث اعملا فشار بر دیگری و کاهش مقدار جریان و یا توقف جریان سایر موارد شود. این پدیده می تواند مشکلات جریان یا خرابی را به دنبال داشته باشد.

پمپ های سری :

وقتی چند پمپ به صورت سری نصب شوند، گذر جریان عبوری از تمام آنها برابر است و هر کدام بخشی از فشار کل سیستم را تأمین می کنند. درشکل زیر نقطۀ کار یک پمپ و نقطۀ کار دو پمپ سری نشان داده شده است. دقت کنید که یکی از آنها به تنهایی می تواند تا 80 درصد مقدار گذر جریان را با توان مصرفی کمتر عبور دهد.

پمپ های سری اغلب در سیستم های گرمایش و سرمایش استفاده می شوند. در این سیستم ها در طول فصل سرمایش هر دو در مدار خواهند بود تا حداکثر جریان و فشار را تولید کنند و در طی فصل گرمایش فقط یکی از آنها در مدار خواهد بود.

وقتی مقدار گذر جریان در پمپ های سری متفاوت باشد، ممکن است دارای ظرفیت بیشتر باعث گردد. از درون پمپ کوچکتر، جریان بیش از حدّ مجاز عبور کند به نحوی که افت فشار درون آن از فشار تولیدی در آن بیشتر شود. همچنین، کارکرد غیرمنتظرۀ چند مورد به صورت سری می تواند کاهش یا افزایش فشار و خرابی اجزاء سیستم را به همراه داشته باشد.

پیش بینی پمپ ذخیره :

اگر لازم است جریان کل همیشه برقرار باشد، باید یک پمپ ذخیره با ظرفیت مساوی با سایر پمپ ها نیز درنظر گرفت تا در هنگام از کار افتادن یک از آنها، مورد استفاده قرار گیرد. در دو پمپ موازی یا سری، وقتی فقط یکی کار کند تا حدود 80 درصد دبی مورد نظر تأمین می شود که برای اغلب موارد کافی است.

پمپ های مرکب :

در سیستم های بزرگ، از پمپاژ مرکب که موسوم به پمپاژ اولیه – ثانویه است استفاده می گردد.

در شکل پایین ، پمپ شماره یک را اولیه یا منبع و شماره دو را بار یا ثانویه گویند. لولۀ کوتاه بین A و B را لولۀ مشترک گویند زیرا بین مدارهای اولیه و ثانویه مشترک است. لولۀ مشترک را گاهی اوقات خط انفصال و پل خنثی نیز می نامند. در طراحی سیستم های مرکب باید حتی الامکان طول لولۀ مشترک را کوتاه و قطر آن را بزرگ انتخاب کرد تا مقدار افت فشار بین دو سر آن حداقل باشد.

درعین حال، برای اطمینان از به وجود نیامدن اغتشاش در ورود و خروج از لولۀ مشترک، باید طول آن به حد کافی باشد. در روی لولۀ مشترک هرگز نباید شیر یا شیر یکطرفه نصب شود. اگر شرایط بالا برآورده شود و افت فشار در لولۀ مشترک را بتوان صفر درنظر گرفت، آنگاه هیچکدام از آنها بر عملکرد دیگری تأثیر نخواهد گذارد. بنابراین، بجز فشار استاتیک سیستم در یک نقطۀ خاص، دو مدار را می توان به طور مستقل طراحی و تحلیل کرد.

نمایی از پمپاژ اولیه – ثانویه

در شکل بالا اگر مقدار گذر جریان از پمپ شماره یک برابر با مقدار گذر جریان از شماره دو باشد، تمام جریان ورودی از شماره یک به نقطۀ A، به سمت مکش شماره دو حرکت می کند و از لوله مشترک جریانی نخواهد گذشت. در چنین شرایطی، درجه حرارت آب ورودی به بار همان درجه حرارت خروجی از منبع خواهد بود.

اگر مقدار گذر جریان شماره یک بیشتر از گذر جریان شماره دو باشد، مقداری از آب از درون لوله مشترک عبور می کند. در چنین شرایطی، سه راه A یک سه راه تقسیم کنندۀ جریان و سه راه B یک سه راه جمع کنندۀ جریان است. در این حالت نیز درجه حرارت سیال ورودی به بار برابر با درجه حرارت خروجی از منبع است ولی به دلیل اختلاط جریان در نقطۀ B، درجه حرارت برگشت به منبع بین درجه حرارت رفت از منبع و درجه حرارت برگشت از بار خواهد بود.

چنانچه گذر جریان پمپ شماره یک کمتر از شماره دو باشد، نقطۀ A یک نقطۀ جمع کنندۀ جریان است. در این شرایط، درجه حرارت آب ورودی به بار بین درجه حرارت خروجی از منبع و درجه حرارت برگشت از بار قرار خواهد داشت.

برخی از مزایای شبکه های مرکب عبارت است از :

1 . طراح قادر خواهد بود تا درجه حرارت ها و دامنۀ تغییر درجه حرارت برای اجزاء سیستم را متفاوت درنظر بگیرد.

2 . دو سیستم از نظر هیدرولیکی منفصل و مجزا هستند و بنابراین بهره برداری، کنترل و تحلیل سیستم های بزرگ ساده تر خواهد شد. وقتی دو سیستم از نظر هیدرولیکی مجزا باشند، از کارکردن ناخواستۀ موازی و سری پمپ های اولیه با ثانویه نیز جلوگیری می شود.

مشخصه های جریان دو مدار می تواند متفاوت باشد. مثلا برای صرفه جویی در مصرف انرژی و کنترل بهتر می توان در مدار آب سردکننده (مدار ثانویه) از شیرهای کنترل دوراهه استفاده کرد ولی مدار اولیه را از نوع جریان ثابت درنظر گرفت تا از یخ زدن آن جلوگیری شود.

منبع : کتاب تاسیسات ساختمان – مهندس کاشانی حصار

مطالعه بیشتر ⇓

بویلر

تهویه مطبوع

اجزای برج های خنک کننده