Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Dobór pomp wodociągowych, kanalizacyjnych i ciepłowniczych oraz sposobów ich regulacji

Pompa cyrkulacyjna
Pompa cyrkulacyjna
LFP

Zagadnienie właściwego doboru pomp do różnych instalacji jest bardzo ważne zarówno dla poszczególnych użytkowników, jak i w skali ogólnokrajowej. Dotyczy to także pomp w instalacjach wodociągowych i kanalizacyjnych oraz w ciepłownictwie i ogrzewnictwie. Pompy w gospodarce komunalnej oraz w różnych instalacjach domowych pochłaniają ponad 10% całej ilości energii elektrycznej zużywanej przez pompy w Polsce, tj. ponad 3 TWh (3 mld kWh) rocznie.

Dla użytkownika najważniejsze są koszty eksploatacyjne, w których dominują koszty energii oraz koszty niesprawności i awarii pomp. Według bardzo ostrożnych szacowań co najmniej 25% energii zużywanej przez pompy stanowią niepotrzebne, możliwe do uniknięcia straty, których znaczna część jest skutkiem niewłaściwego doboru pomp do wymagań instalacji.

Ogólne zasady doboru pomp, uwzględniające warunki pracy instalacji oraz wymagane na wyjściu wydajności Qs i wysokości podnoszenia Huk, podano w publikacjach [1] i [2]. Porównano tam też różne sposoby regulacji parametrów pracy pomp oraz kryteria energetyczne i ekonomiczne ich racjonalnego wyboru.

Zagadnienia związane z doborem pomp do małych instalacji c.o. i c.w.u. oraz dużych instalacji wody sieciowej w ciepłowniach komunalnych (CK) i elektrociepłowniach (EC) przedstawiono w publikacjach [3], [4], [5]. Problemy doboru pomp do instalacji wodociągowych i kanalizacyjnych omówiono w [6], [7], [8], przedstawiając rzeczywiste przykłady niewłaściwego doboru i ich skutki. W niniejszym artykule omówiono dodatkowe aspekty doboru pomp do powyższych instalacji oraz konsekwencje wyboru określonych rozwiązań.

Przykłady i skutki niewłaściwego doboru pomp do instalacji

Jedną z ważniejszych zasad poprawnego doboru jest zawieranie się wszystkich przewidywanych wydajności poszczególnych pomp w zakresie dopuszczalnej ciągłej ich pracy (rys. 1). Czynniki ograniczające ten zakres omówiono w [9].

Należy z naciskiem podkreślić, że obowiązkiem wytwórcy pompy jest podanie tego zakresu, nie tylko w dokumentacji techniczno-ruchowej (DTR), lecz także w dokumentacji ofertowej. O właściwym doborze pompy decyduje jednak spełnienie szeregu dodatkowych wymagań. Negatywne skutki niewłaściwego doboru, będącego wynikiem m.in. błędów projektowych, zmiany warunków zewnętrznych lub też nietrafnego rozstrzygnięcia przetargu, mogą być spowodowane przez:

  • nieodpowiedni dobór parametrów znamionowych pompy, tj. wydajności Qznam i/lub wysokości podnoszenia Hznam,
  • wybór niewłaściwej odmiany konstrukcyjnej pompy i/lub niewłaściwego wykonania materiałowego,
  • wybór zespołu pompowego o zbyt niskiej sprawności maksymalnej ηzmax,
  • wybór nieracjonalnego sposobu regulacji wydajności,
  • nieuwzględnienie przy doborze warunku, by wymagana nadwyżka antykawitacyjna NPSHR pompy była mniejsza od rozporządzalnej nadwyżki NPSHA instalacji, zgodnie z normą PN-EN ISO 9906:2002,
  • wybór dużej i ciężkiej pompy wolnoobrotowej zamiast mniejszej pompy szybkoobrotowej, o akceptowalnej wartości NPSHR,
  • wybór nieodpowiedniej struktury pompowej instalacji.

Najczęściej popełnianym błędem jest przewymiarowanie pompy, tj. przyjęcie zbyt dużego zapasu ΔH wysokości podnoszenia lub rzadziej – zapasu ΔQ wydajności. Skutki pokazano na rysunku 2, dotyczącym prostej instalacji z jedną pompą. Zbyt duże parametry znamionowe Qznam, Hznam pompy p, współpracującej z rurociągiem r, powodują jej pracę z wydajnością Q = Qznam, znacznie większą od wymaganej wydajności Qw. Uzyskanie tej właśnie wydajności wymaga zmiany charakterystyki rurociągu r na r' przez przymknięcie zaworu za pompą, powodując powstanie straty dławienia ΔH 1), a ponadto obniżenie sprawności pompy o Δη w porównaniu do sprawności ηmax.

Niewłaściwa odmiana konstrukcyjna to na przykład pompa zatapialna w wersji „suchej” zamiast tańszej typowej pompy zatapialnej zanurzonej w zbiorniku przepompowni ścieków; skutkiem może być zwiększone zużycie energii i częste awarie [2]. Inny przykład to zastosowanie pomp poziomych zamiast pionowych w pompowni o małej powierzchni i określonej konfiguracji. Nieodpowiednia wersja materiałowa to na przykład zwykła pompa żeliwna zastosowana do gorącej wody lub ścieków zawierających dużą ilość piasku.

Wybrana w przetargu najtańsza pompa o zbyt niskiej sprawności spowoduje zwiększone zużycie energii, powiększając znacznie koszty eksploatacyjne. Niska jakość takiej pompy będzie też prawdopodobnie przyczyną jej większej awaryjności.

Na zużycie energii, a stąd na łączne koszty LCC2) silnie wpływa zastosowany sposób regulacji wydajności. W większości przypadków najbardziej efektywna energetycznie jest regulacja przez zmianę prędkości obrotowej za pomocą odpowiedniego układu elektronicznego, np. przetwornicy częstotliwości. Najgorsza, z małymi wyjątkami,  jest regulacja dławieniowa [1], [2].

Struktura pompowa każdej instalacji/pompowni określona jest liczbą i parametrami znamionowymi poszczególnych pomp. Ta sama całkowita wydajność Qs może być zapewniona np. przez 6 małych lub 2 duże pompy o jednakowych lub różnych wydajnościach znamionowych. Duże pompy mają wyższe sprawności, toteż energetycznie najkorzystniejsza jest struktura z niewielką liczbą (1–2) dużych pomp.

O właściwym lub niewłaściwym wyborze typu i parametrów znamionowych pomp decyduje, jak widać, wiele różnych czynników. Dokonujący wyboru powinni mieć odpowiednią wiedzę i doświadczenie, zaś o ostatecznym wyborze powinien decydować rachunek ekonomiczny, a więc okres zwrotu kosztów modernizacji lub łączne koszty LCC (oznaczane inaczej jako ΣK), uwzględniające wszystkie składniki – także koszty usuwania skutków awarii oraz napraw i remontów.

Zagadnienie to omówiono szczegółowo m.in. w [2], [10]. Należy zaznaczyć, że głównym składnikiem LCC są koszty energii elektrycznej zużywanej do napędu pomp, sięgające od ok. 50% dla pomp małych do 90–95 % w przypadku dużych pomp wodociągowych i ciepłowniczych.

LCC powinno się obliczać, uwzględniając cały zakres Qsmin–Qsmax przewidywanych wydajności pompowni w ciągu roku (rys. 3) oraz uwzględniając perspektywiczne zmiany Qs w okresie życia pompy. Dla pomp wodociągowych powinno się oczywiście uwzględniać zmienność rozbioru wody w ciągu doby.

W przypadku wymiany pomp lub zmiany sposobu regulacji w istniejącym obiekcie wykres taki należy sporządzić na podstawie zarejestrowanych dotychczasowych zmian Qs w ubiegłych latach, zaś obliczenie LCC można zastąpić wyznaczeniem okresu zwrotu SPB kosztów modernizacji (por. odsyłacz 5). Dla obiektu nowego (projektowanego) przebieg Qs(t) należy założyć, opierając się na informacjach dotyczących podobnych obiektów. Każdy obszar zastosowań pomp w gospodarce komunalnej ma swoją specyfikę, którą należy uwzględnić podczas procesu doboru.

   13.11.2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl