Systemy pompowe do podnoszenia ciśnienia

Systemy pompowe do podwyższania ciśnienia wody czystej występują w różnych konfiguracjach – do instalacji z wodą pitną lub hydrantową oraz do obu jednocześnie albo do celów technologicznych. Urządzenia te mają za zadanie dostarczać wodę w sposób ciągły i ze stałym zadanym ciśnieniem. Znajdują zastosowanie w: budynkach jedno- i wielorodzinnych, budynkach biurowych, użyteczności publicznej i edukacyjnych oraz służby zdrowia, hotelach, pensjonatach, galeriach handlowych, obiektach wystawienniczych, logistycznych i magazynowych, w zakładach produkcyjnych, przemysłowych i wodociągowych, a nawet systemach nawadniania w rolnictwie. W zależności od obszaru stosowania i stawianych im zadań mają one różne wydajności oraz wysokości podnoszenia i ciśnienia, a także liczbę pomp i moce silników je zasilających.

Urządzenia do domów i budynków

Zestawy hydroforowe do zastosowania w domach jednorodzinnych to urządzenia małe i kompaktowe oraz ciche. Są one przeważnie gotowe do podłączenia. Mają proste nastawy ciśnienia i zabezpieczenia przed suchobiegiem oraz skokami ciśnienia. Mogą być także wyposażone w przetwornice częstotliwości, aby elastyczniej sterować pracą pomp, a także stabilizować ciśnienie. Ważne są w nich rozwiązania redukujące hałas i wibracje oraz ochrona przed zamarzaniem.

Segment urządzeń przeznaczonych do większych budynków i obiektów jest bardzo szeroki, pełen różnorodnych rozwiązań, począwszy od stacji uzdatniania wody oraz pompowni sieciowych i osiedlowych stanowiących nawet samodzielne obiekty infrastruktury technicznej wymagające odpowiednich pomieszczeń i zaopatrujących w wodę miasta i duże osiedla, po myjnie i przemysłowe oraz rolnicze instalacje wodne. Oferowane są też zestawy przeznaczone do mediów innych niż woda, o różnej gęstości i lepkości, do wysokich temperatur i cieczy agresywnych. Ich zakres wydajności jest szeroki. Są to układy z jedną lub kilkoma pompami połączonymi z kolektorami napływowym i tłocznym za pomocą armatury zwrotnej i odcinającej. Standardowe podłączenie pomp to układ równoległy. A podłączone pompy mogą być: samozasysające, ssąco-tłoczące, głębinowe, poziome i pionowe, jedno- i wielostopniowe. Wśród producentów zestawów są firmy montujące pompy własnej produkcji, a także kompletujące zestawy pomp i elementów renomowanych producentów.

Oprócz jakości i rodzaju pomp oraz ich małej podatności na awarie firmy konkurują wyposażeniem w automatykę i sterowanie. To ona ułatwia utrzymywanie odpowiednich, precyzyjnych parametrów w instalacji z uwzględnieniem rozbiorów na cele bytowe, gospodarcze oraz przeciwpożarowe. Różnice w kosztach eksploatacji (energia i remonty) rozwiązań starych i nowych bywają na tyle istotne, że skłaniają do wymiany systemów pompowych.

Pomieszczenia pompowni

Wymagania dotyczące miejsca instalacji zależą od wielkości zestawu. Pomieszczenie powinno mieć wymiary umożliwiające takie ustawienie zestawu hydroforowego, aby zapewniony był swobodny dostęp do jego poszczególnych elementów. Temperatura w miejscu instalacji nie może spadać poniżej 5°C, a pomieszczenie powinno mieć instalację wentylacyjną umożliwiającą skuteczną wymianę powietrza. Posadzka pomieszczenia powinna być wykonana ze spadem w kierunku wpustów podłogowych, umożliwiającym skuteczne odwodnienie miejsca instalacji. Pompy montowane są na konstrukcji nośnej z profili stalowych i zabezpieczane wibroizolatorami umożliwiającymi ustawienie zestawu na posadzce pompowni i korygowanie wysokości oraz jego odpowiednie wypoziomowanie. Zastosowanie wibroizolatorów ogranicza także przenoszenie drgań na podłoże.

Zobacz także: Hydrofory i zestawy hydroforowe

Sterowniki

W zestawach do podnoszenia ciśnienia stosowane są już inteligentne sterowniki pomp. To łatwe w użyciu urządzenia kontrolne i zabezpieczające do bezpośredniego podłączenia pomp o różnej budowie i mocach, utrzymujących stałe, zadane ciśnienie wody poprzez zmianę prędkości obrotowej silnika pompy. Mają one wiele trybów operacyjnych do różnych instalacji elektrycznych. Ich ważnymi cechami i korzyściami ze stosowania są m.in. wysoka wydajność energetyczna i długa żywotność.

Systemy zaopatrzenia w wodę o stałym ciśnieniu z przetwornicami częstotliwości zużywają o 30–60% mniej energii od tradycyjnych rozwiązań. Średni moment obrotowy i ścieranie na wale zmniejsza się dzięki niższej średniej prędkości obrotowej, rośnie tym samym żywotność pompy. Funkcje soft-startu i zatrzymania urządzenia pozwalają unikać uderzeń hydraulicznych oraz ryzyka uszkodzenia instalacji. W układach ze sterownikami stosowane są zabezpieczenia nadprądowe, przepięciowe, podnapięciowe, zwarciowe, przeciw zablokowaniu wirników i suchoobiegu, bez konieczności instalacji sond/czujników w studni.

Sterowniki poszczególnych pomp w zestawie do podnoszenia ciśnienia można łączyć, a sterowanie grupą odbywa się z poziomu jednego sterownika wybranego przez użytkownika jako główny – pozostałe dostosowują pracę do wymagań systemu. Programowanie zestawu jest proste i nie wymaga udziału programisty.

Systemy zarządzania budynkami

Systemy pompowe stają się, podobnie jak inne urządzenia odpowiedzialne za media oraz bezpieczeństwo, elementami systemu zarządzania budynkiem (BMS) w budynkach komercyjnych, użyteczności publicznej i mieszkalnych. Na rynku dostępne są zestawy do podnoszenia ciśnienia z układem sterowania i wyświetlaczami, które można łatwo skonfigurować z BMS oraz systemem zdalnego zarządzania urządzeniem za pomocą specjalnych aplikacji na smartfon lub poprzez internet. Daje to takie atuty, jak skuteczny nadzór i zdalna kontrola pracy urządzenia oraz instalacji, optymalizacja ustawień czy szybka reakcja serwisowa dzięki powiadomieniom przesyłanym w czasie rzeczywistym. Stała kontrola i konserwacja instalacji to z kolei takie korzyści, jak wyższa sprawność i niezawodność, oszczędność energii oraz wydłużona żywotność instalacji. Oferowane są też usługi gromadzenia danych w chmurze, umożliwiające analizę danych długookresowych z wielu instalacji, co daje duży potencjał ich usprawniania i optymalizacji.

Duże zestawy hydroforowe

Stosowane są do przetłaczania wody i podnoszenia ciśnienia w sieciach wodociągowych oraz przemysłowych układach wody technologicznej o wydajności nawet do 3000 m3/h, wysokości podnoszenia od 15 do 90 m i mocy pomp nawet do 200 kW. W rozwiązaniach takich stosuje się bardzo szerokie możliwości regulatorów mikroprocesorowych. Jedną z nich jest regulacja prędkości pompy w zależności od ciśnienia panującego w kolektorze tłocznym – czyli utrzymanie stałego ciśnienia lub jego wartości w określonym przedziale poprzez załączanie kolejnych pomp i regulację prędkości obrotowej pompy aktualnie współpracującej z przemiennikiem częstotliwości. To także bilansowanie czasu pracy pomp – wyrównanie stopnia zużycia oraz próba ruchowa urządzeń w zestawie uwzględniającym zapotrzebowanie przeciwpożarowe (wszystkie pompy w zestawie są identyczne). Funkcja ta realizowana jest w taki sposób, że jako pierwsza uruchamiana jest pompa najkrócej pracująca albo mająca najdłuższy czas postoju. Kolejnym rozwiązaniem jest zatrzymanie pracy i przejście w stan czuwania w przypadku braku rozbiorów czy dopasowanie charakterystyki układu do charakterystyki zasilanego rurociągu poprzez zmianę wartości ciśnień zadanych w zależności od liczby włączonych pomp lub zadanej, mierzonej wartości przepływu (współpraca z przepływomierzem). W przypadku awarii przemiennika częstotliwości system sterowania automatycznie przechodzi w tryb pracy kaskadowej i pozwala przejść na ręczny tryb pracy.

W dużych zestawach duże znaczenie ma możliwość zbierania informacji o wielkości wartości mierzonych w zadanym czasie, zapamiętanie wszystkich zmian stanu pracy zestawu z podaniem dokładnego czasu zdarzenia, zbieranie informacji o czasie pracy poszczególnych pomp oraz wyprowadzenie pakietów danych, o uzgodnionym formacie, do urządzenia zewnętrznego. Ważna jest też bieżąca komunikacja z nadrzędnymi systemami sterowniczymi. Dobór takich urządzeń ułatwiają poradniki, programy on-line oraz pomoc doradców czołowych producentów.

Oprac. red. na podst. mat. firm:

DAB, Dambat/IBO, Grundfos, Hydro-Vacuum, Hydroinstal, Instalcompact, Pentair i Wilo