Jak jednoduše vypočítat tlak a výkon čerpadla

Hlavní parametry pro výběr jakéhokoli typu a typu čerpadla jsou:

• vytvořený tlak;
• výkonnost;
• výkon motoru.

V tomto článku se zaměříme na zjednodušený výpočet tlaku a produktivity.

Tlak generovaný čerpadlem musí být součtem tří důležitých hodnot:

1. Při určování požadovaného tlaku čerpadla je třeba mít na paměti, že 1 metr vertikálního tlaku se přibližně rovná 10 metrům horizontálního tlaku (ve skutečnosti tento poměr ovlivňuje mnoho faktorů).

Pokud charakteristika čerpadla říká, že maximálního tlaku při nulovém výkonu dosahuje H_max = 48 metrů, to znamená, že vertikálně toto čerpadlo zvedne vodu do výšky 48 metrů, nebo při nulové výšce zdvihu bude schopno dodávat vodu přibližně 480 metrů horizontálně (voda ale vyteče slabým pramínkem).

Čerpadlo nainstalujete například do sklepa domu nebo garáže, který je 3 metry pod úrovní terénu. Vstup vodovodu do jednopatrového domu, kam je voda přiváděna, je vzdálen 20 metrů. To znamená, že potřebujete čerpadlo s tlakem nad 5 metrů při určitém výkonu:

H_max = 3 + 20/10 = 5 metrů.

Ale pro normální provoz vodovodního systému potřebujete čerpadlo s určitým tlakem a výkonem.

Ptáte se: „Proč při určitém výkonu?“

Odpověď: „Potřebujete, aby voda z hadice nebo kohoutku nekapala (a čerpadlo ukazuje maximální tlak při nulové kapacitě nebo naopak), ale aby vytékala s kapacitou dostatečnou k odstranění vody z nádoby. Pro domácí účely je výkon čerpadla dostatečný, pokud maximální tlak vytvořený čerpadlem (uvedený v charakteristice čerpadla) překročí vypočítaný tlak o 3 metry. V tomto případě 8 metrů. Opět nezapomeňte, že v některých případech je vyžadována rezerva tlaku, která určuje výkon čerpadla, to znamená, že tlak musí být výrazně větší.

Přesnější výpočty tlaku a výkonu čerpadla v závislosti na složitosti potrubního systému, vzdálenosti pohybu vody a výšce zdvihu se zjišťují pomocí speciálních schémat, tabulek, nebo pro obtížné provozní podmínky vodovodního systému, jsou prováděny komplexní výpočty, ve kterých jsou všechny parametry a charakteristiky systému brány v úvahu s určitou mírou chyby.

2. Doporučený (požadovaný) tlak v místě spotřeby by měl být zpravidla pro všechny domácí spotřebitele 1,5 až 3,0 bar (bar)to odpovídá tlak od 15 do 30 metrů H_konzumovat = (15) m.

3. Odhadovaný tlak čerpadla k hlavním místům spotřeby (například ke vstupu do vodovodního systému do jednopatrového domu):

Н_vyrovnání = H_geo + H_konzumovat + H_pot

Kde: Н_vyrovnání — návrhový tlak vytvořený čerpadlem, м;

H_geo — geodetická výška stoupání vody (svislá vzdálenost od místa instalace čerpadla k nejvyššímu spotřebiči), м.

H_konzumovat – tlak, který musí být vytvořen v nejvzdálenějším místě a v nejvyšším místě spotřeby, м.

H_pot — celkový hydraulický odpor po celé délce L_tr sací a výtlačné potrubí (celková tlaková ztráta).**

* Výška sání

Čím vyšší je teplota vody, tím nižší je sací výška a téměř + 65 stupňů Celsia (° C) příjem vody není možný.

Obvykle geometrická sací výška pro odstředivá čerpadla není větší než 5, 7 metrů a pouze u některých typů čerpadel dosahuje 9 metrů.

**Přesný výpočet celkových ztrát hydraulické hlavy po celé délce L_tr potrubí a prvky instalačního zařízení, prvky automatizace řízení atd. extrémně složité – je třeba vzít v úvahu velmi velké množství faktorů.

Pro extrémně přibližné a zjednodušené výpočty často stačí předpokládat, že pro vodorovný úsek potrubí o délce 100 metrů rozdíl tlaku na vstupu a výstupu při zohlednění tlakových ztrát podmíněně předpokládáme pokles tlaku o 10 m, což odpovídá tlakové ztrátě cca 1 bar (bar).

Zjednodušený příklad výpočtu na úrovni „dvou kamarádů“.ьtsev“ (za základ je vzato čerpadlo pro studnu).

a) Uveďme příklad nebo úkol:

Délka potrubí je 25 metrů na výšku (od dynamické hladiny vody po nejvzdálenější místo spotřeby). Jaký tlak čerpadla potřebujeme, aby se voda dostala do místa spotřeby?

Řešení je velmi jednoduché – potřebujeme tlak rovný výšce od dynamické hladiny vody k místu spotřebyTo znamená, že 25 metrů!

Poznámka! Problém uvádí, že voda se musí dostat do místa spotřeby, a ne vytékat z potrubí jako fontána.

b) Chcete-li porozumět: „Jak zjistit hodnotu tlaku, aby voda vytékala jako fontána na výstupu v místě spotřeby?“ – Pojďme vyřešit následující problém.

Vzdálenost od hladiny vody k místu spotřeby je 35 metrů vysoká. Jaký tlak čerpadla potřebujeme, aby voda z potrubí vytékala jako fontána nebo alespoň přesahovala výšku odběrného místa? Řešení je navíc velmi jednoduché! Čerpadlo musí mít výšku hlavy vyšší než 35 metrů!

Potřebujeme ale vypočítat tlak dostatečný pro vodovodní řád tak, aby na výstupu z posledního odběrného místa byl vytvořen minimální standardní tlak pro odběr vody.

Úkol: Vertikální délka potrubí od hladiny vody po místo spotřeby je 35 metrů. Jaký tlak čerpadla potřebujeme k vytvoření tlaku 30 metrů na výstupu z potrubí (nebo jinak řečeno v místě spotřeby)?

řešení: Čerpadlo musí mít dopravní výšku 65 metrů! Toto číslo se získá sečtením dvou údajů: 35 m (svislá délka potrubí od hladiny vody k místu spotřeby) + 30 m (standardní tlak doporučený v místě spotřeby – podrobně popsáno výše) = 65 metrů.

4. Ztráta generovaného tlaku — tlaková ztráta, snížení tlaku mezi vstupem a výstupem konstrukčního prvku hydraulického systému, který zahrnuje potrubí, armatury, elektrická čerpadla, automatické ovládací prvky atd.

Tlaková ztráta vytvářená čerpadlem při čerpání kapaliny závisí na:

• materiál, ze kterého jsou vyrobeny prvky potrubí;
• geometrické charakteristiky potrubí (délka, průměry, úhly ohybu použitých adaptérů, ohyby atd.);
• přítomnost ventilů, filtrů (hrubých i jemných), ohybů, přípravků a dalších pomocných zařízení;
• skutečný technický stav hydraulického systému včetně stupně drsnosti vnitřních povrchů;
• viskozita čerpané kapaliny.

Ztrátu generovaného tlaku lze přibližně vypočítat z tabulek, které udávají hodnoty snížení tlaku vyjádřené v metrech vodního sloupce.

Vzhledem k tomu, že:

10 m.w.st. (10 metrů vodního sloupce) = 1 bar (bar) = 100000 XNUMX Pa (Pa)= 100 kPa (KPa)

Pro jakékoli výpočty je nutné zredukovat všechny veličiny na stejné měrné jednotky.

Příklad výpočtu ztráty generovaného tlaku ( h _п ) .

Tlak ve vodovodním řádu se znatelně snížil (snížil) – zkusme najít příčinu – zdůvodníme nutnost výměny potrubí, potrubních prvků nebo stávajícího čerpadla a následně změníme vnitřní průměr (proto zvětšíme příčný úsek potrubí) a druh materiálu, ze kterého jsou trubky vodovodního systému vyrobeny, případně stávající čerpadlo.

Zdrojová data:

1) Vodovod byl instalován z ocelových pozinkovaných trubek o vnitřním průměru d₁ = 25 mm.

2) K čerpání kapaliny ve vodovodním systému běžná povrchová čerpadla Aquatica o výkonu Q = 4,0 m3/h.

3) Celková délka potrubí je L M = 100.

4) Pro názornost a zjednodušení příkladu nebereme v úvahu počet a úhly ohybů použitých adaptérů a ohybů – počítáme pouze tlakovou ztrátu po délce rovného potrubí (což nemá se skutečným život, protože ve skutečnosti se každý vodovodní systém skládá ze všech druhů ohybů, adaptérů, armatur, různých prvků uzavíracích ventilů, včetně kohoutů, ventilů; o skutečném stavu vnitřních stěn ocelových trubek záměrně mlčíme po určitou dobu!).

Otázka:

Jak moc se změní vytvořený tlak, když se při rekonstrukci vodovodu místo demontovaných ocelových trubek použijí trubky z PVC s vnitřním průměrem

d₂ = 38 mm?

řešení:

1) Pomocí níže uvedené tabulky tlakových ztrát určíme tlakovou ztrátu v délce L M = 100 potrubí a výkon Q = 4,0 m3/h pro PVC trubky s vnitřním průměrem d₁ = 25 mm.

Ztráta hlavy je h ₁ = 21,5 m (m.v.st.), což odpovídá poklesu tlaku o hodnotu:

∆P₁ = 2,15 baru (bar).

2) Ve spodní části tabulky v poznámce je uvedeno, že získaná hodnota tlakové ztráty pro ocelové pozinkované trubky musí být vynásobena korekčním faktorem k = 1,5. V důsledku toho získáme hodnotu tlakové ztráty:

h₂ = 21,5 m × 1,5 = 32,25 m (m.v.st.), což přibližně odpovídá poklesu tlaku o velikost: ∆P₂ = 3,23 baru (bar). (Toto je výsledek pro konvenční potrubí dlouhé 100 metrů!)

3) Podle tabulky ztrát pro PVC trubky o pr d₂ = 38 mm a délka L = 100 m při produktivitě Q = 4,0 m3/h pojďme definovat tlaková ztráta rovna h ₃ = 2,9 m.v.st., což odpovídá poklesu tlaku o 0,29 bar (bar).

4) Po výměně ocelových pozinkovaných trubek s vnitřním průměrem d₁ = 25 mm pro PVC trubky s vnitřním průměrem d₂ = 38 mm, se stejnou délkou potrubí L M = 100 a se stejným výkonem Q = 4,0 m3/h podmíněné čerpadlo (podle podmínek problému nebylo čerpadlo měněno!) získalo nižší tlak a tlakové ztráty:

h = h₂ -h₃ = 32,25 – 2,9 = 29,35 m (m.v.st.); nebo ∆P = ∆P₂ — ∆P₁ = 3,23 – 0,29 = 2,94 bar

Závěr: vyměňme potrubí pro vodovodní systém, ne čerpadlo (čerpadlo není „na vině“)!

Tabulka pro výpočet tlakové ztráty (v metrech vodního sloupce) pro PVC a polypropylenové trubky v závislosti na kapacitě, délce a průměru potrubí. (Všechny číselné hodnoty tlakových ztrát uvedené v tabulce jsou experimentálně stanoveny, protože neexistují jednoduché vzorce pro výpočet ztrát!)

Tabulka pro výpočet tlakové ztráty (v metrech vodního sloupce) pro ocelové potrubí při čerpání odpadních vod v závislosti na kapacitě, délce a průměru potrubí. (Všechny číselné hodnoty tlakových ztrát uvedené v tabulce jsou experimentálně stanoveny, protože neexistují jednoduché vzorce pro výpočet ztrát!)

Výpočty výkonu by měly být provedeny pomocí dvou hlavních hodnot:

1. Spotřeba v místě spotřeby.

2. Ztráta produktivity podél délky potrubí od čerpadla k místu spotřeby.

Co se týče spotřeby vody, tam je přibližně hotový digitální standard.

Přibližná spotřeba vody od spotřebitelů:

• umyvadlo – 6 l/min;
• toaleta – 4 l/min;
• myčka nádobí – 8 l/min;
• sprcha – 10 l/min;
• vodovodní kohoutek – 18 l/min;
• pračka – 10 l/min;
• bazén – 15 l/min;
• zavlažování trávníků a záhonů vyžaduje až 6 l/min vody na m2, spotřeba závisí také na způsobu závlahy a intenzitě zálivky;
• sauna nebo parní lázeň bude vyžadovat asi 16 l/min.

V praxi se obvykle považuje průtok z jednoho otevřeného kohoutku za 10 litrů/min.

Vezměme si jako příklad koupelnovou baterii. Podle zkušeností je pro pohodlné používání směšovače nutné, aby průtok vody na výstupu byl přibližně 15 litrů za minutu. Tuto hodnotu budeme brát jako standard pro výběr průtoků v tomto problému.

Ale máme více odběrných míst vody, pak je potřeba spočítat celkový průtok pro všechna odběrná místa. Podle toho je třeba sečíst spotřebu všech odběrných míst a zjistit maximální míru spotřeby.

Řekněme, že máme dvě koupelny a kuchyň. A představte si například, že v první koupelně je sprchový kout, ve druhé baterie a pračka, v kuchyni je otevřený kohoutek a puštěná myčka.

Sečteme výdaje ze všech odběrných míst 10 + 15 + 10 + 6 + 8 = 49 litrů za minutu — obdrželi naši spotřebu od pěti hlavních spotřebitelů.

Můžeme zvolit požadovaný výkon čerpadla s přihlédnutím k přibližnému průtoku.

Důležité! Při výpočtu maximálního výkonu (objemového průtoku) čerpadla nebo při instalaci čerpadla pro zvýšení tlaku je nutné vzít si rezervu minimálně (40 . 50) % z celkové maximální možné spotřeby vody.

Důležité! Při výpočtu skutečného výkonu (objemového průtoku) čerpadla je třeba vzít v úvahu, že všechny spotřebiče ve vodovodním systému nikdy nepracují současně, a proto si klient může vzít korekční faktor (výkonový bezpečnostní faktor) rovný na k_app = 0,8 . 0,9 = (80 . 90) % z celkové maximální možné spotřeby vody.

Tlakový spínač AQUARIO PS-5-2 je určen pro automatické zapínání a vypínání elektrických vodních čerpadel
Rozsah nastavení tlaku 1-5 atm
Závitové připojení 1/4“ samice (otočná matice)
Vlastnosti:
Relé je vybaveno klíčem pro nastavení

Plovákový spínač AF5/3 (5A, kabel 3m) (Kód: 6730)

Plovákový spínač je určen pro automatické uzavírání a otevírání elektrického obvodu. Instaluje se přímo do kapaliny, jejíž hladinu je třeba kontrolovat. Může jak uzavírat, tak otevírat okruh, přičemž je v horní i dolní poloze.
— Vlastnosti kabelu: 3x1mm2, délka 3m
– Vybaveno seřizovacím závažím

Hydroprotektorové relé (kód: 6320)

Tlakový spínač Hydroprotector je elektromechanické zařízení určené k ochraně elektrických vodních čerpadel před nouzovým provozem bez vody.
Maximální spínací proud 16A.
Napětí 220V
Rozsah provozní teploty vody od +1 do +50ºС.
Rozsah provozního tlaku 0,05 – 0,4 atm.
Připojovací rozměr – ¼“ (vnitřní závit)

Průtokový spínač TURBI (kód: 17748)

Řídicí jednotka UNIPUMP AQUAROBOT TURBI – určená pro automatickou regulaci průtoku jednofázových povrchových a ponorných čerpadel, lze použít jako ochranné zařízení proti provozu zařízení v režimu „suchý chod“
— Automaticky zapne čerpadlo, když je průtok v systému vyšší než 2 l/min.
— S patnáctisekundovým zpožděním vypne zařízení, když se průtok vody zastaví nebo jeho rychlost klesne na 2 l/min.
— Chrání zařízení před provozem v režimu „suchého chodu“.
— Výkon čerpadla – až 1,5 kW
— Připojovací rozměry – 1″НРх1″НР

Plovákový spínač AF5/6 (5A, kabel 6m) (Kód: 6760)

Plovákový spínač je určen pro automatické uzavírání a otevírání elektrického obvodu. Instaluje se přímo do kapaliny, jejíž hladinu je třeba kontrolovat. Může jak uzavírat, tak otevírat okruh, přičemž je v horní i dolní poloze.
— Vlastnosti kabelu: 3x1mm2, délka 6m
– Vybaveno seřizovacím závažím

PRESSCONTROL TYP-II (kód: 6302)

Řízení lisu typu II je určeno pro automatické řízení vodních čerpadel čerpajících čistou vodu bez pevných vměstků. Zapíná čerpadlo, když tlak ve vodovodním systému klesne pod nastavenou úroveň (při otevření kohoutku) a vypíná čerpadlo, když v systému neproudí voda (při zavřeném kohoutku).
Také chrání čerpadlo před chodem nasucho a vypíná jej, pokud ve zdroji přívodu vody není žádná voda.
Zařízení je vybaveno manometrem, který umožňuje kontrolovat úroveň tlaku vody ve vodovodním systému při seřizování a dalším provozu.
Zařízení je vybaveno vestavěným zpětným ventilem.

Tlakový senzor SP100 (4-20 mA) (Kód: )

Snímač tlaku 0-16Bar 24V 4-20mA ±0.5% je určen pro kontinuální převod tlaku měřeného média na jednotný stejnosměrný signál

Rozsah měření: 0-16 Atm
Připojovací závit: G1/4”
Teplota měřeného média: -40ºС…+150ºС.

Měkký start a ochranné zařízení SSP(m)-3.0-1 (kód: 6301)

Zařízení pro měkký start a ochranu je určeno k provádění plynulého rozběhu a zrychlení jednofázových asynchronních motorů s pracovním kondenzátorem a dvěma vinutími.
Jmenovité provozní napětí: 1x230V, 50Hz
Provozní proud elektromotoru: ne více než 13A
Výkon elektromotoru: ne více než 3000W
Doba zrychlení na jmenovitou rychlost: 3,5-4 sekundy.
Obsah: 1,3m kabel se zástrčkou, 0,2m kabel se zásuvkou
Rozměry (DxŠxV), mm: 300x90x80

Tlakový spínač Masterswitch-9M.1V (Kód: 6309)

Tlakový spínač Masterswitch-9M.1V je určen pro automatické zapínání a vypínání a ochranu proti nouzovému provozu elektrických vodních čerpadel.
Jmenovité napětí: 1x230V, 50Hz
Maximální výkon čerpadla (odebíraný ze sítě): 3000W
Maximální zatěžovací proud (proud odebíraný čerpadlem): 14A
Rozsah nastavení vypínacího tlaku čerpadla: 0.5-9bar (0.05-0.9Mpa)
Rozsah nastavení tlaku aktivace čerpadla: 0.1-8bar (0.01-0.8MPa)
Třída ochrany krytu: IP65
Verze: nevýbušné
Velikost připojení potrubí: 1/4″ (vnitřní závit)

Automatizační jednotka Dellain PM3 (kód: delPM31)

Automatizační jednotka Dellain PM 3-1 je vhodná pro práci s libovolnými vodními čerpadly.
jedinečnost: 3 různé provozní režimy (tlak/čas/průtok)
Nastavení tlaku zap/vyp čerpadla 0.5-6.0 bar
Napětí – 220-230 V, 50 Hz
Max. proud – 10A
Max. výkon motoru – 1,3 kW
Práh odezvy snímače průtoku -1,5 lit./min.
Max. průtok – 7 000 lit./hod
Připojení – 1″ (palec)
Ochrana proti chodu nasucho – ano
Protimrazová ochrana (zabraňuje tvorbě ledu v čerpadle) – ano
Ochrana proti zaseknutí (zabránění zablokování hřídele motoru, pokud se čerpadlo delší dobu nepoužívá) – ano
Ochrana proti přetížení (vypnutí čerpadla při jakémkoli ucpání) – ano
Upozornění, když dojde k úniku v systému – ano
Záruka – 1 rok

Frekvenční měnič UNIPUMP FCP-2.2M (kód: 82750)

Frekvenční měnič UNIPUMP FCP-2.2M udržuje nastavenou úroveň tlaku v systému změnou frekvence otáčení elektromotoru čerpadla na základě dat přijatých z externího tlakového senzoru.
Vstupní napětí ~230V, 50Hz
Výstupní napětí ~230V / 3~230V
Maximální výkon čerpadla 2.2 kW
Maximální pracovní proud 10A
Frekvenční měnič je dodáván s připojeným externím tlakovým čidlem, síťovým kabelem a kabelem čerpadla.

Frekvenční měnič SAJ PDM30-2S2R2LN s tlakovým senzorem (Kód: pdm30 )

Frekvenční měnič SAJ PDM30-2S2R2LN je určen k udržování konstantního tlaku vody ve vodovodním řádu. Vhodné pro ovládání jednofázových a třífázových čerpadel.
— Instalace do rozvaděče nebo přímo na motor
— Vstupní napětí 1x230V
— Výstupní napětí 1x230V nebo 3x230V
— Maximální výkon čerpadla 2.2 kW
— Snímač tlaku součástí dodávky

Frekvenční měnič Haitun AD-01M s tlakovým senzorem (kód: ad01)

Není k dispozici

Frekvenční měnič Haitun AD-01M je navržen tak, aby udržoval konstantní tlak vody ve vodovodním systému. Vhodné pro ovládání jednofázových čerpadel. Vybaveno tlakovým senzorem.
— Instalace do rozvaděče nebo přímo na motor
— Automatický start při připojení napájení
— Napájecí napětí: 1-ph., 220V
— Maximální výkon čerpadla 1.5 kW
— Jmenovitý příkon. proud 12A
— Teplota okolí -10°С ~ +40°С
— Rozměry VxŠxH 173x124x210mm
– Hmotnost 2 kg

Frekvenční měnič UNIPUMP FCP-2.2S (kód: 96213)

Frekvenční měnič UNIPUMP FCP-2.2S udržuje nastavenou úroveň tlaku v systému změnou frekvence otáčení elektromotoru čerpadla na základě dat přijatých z externího tlakového senzoru.
Vstupní napětí ~230V, 50Hz
Výstupní napětí ~230V / 3~230V
Maximální výkon čerpadla 2.2 kW
Maximální pracovní proud 17A
Panel dotykové obrazovky
Frekvenční měnič je dodáván s připojeným externím tlakovým čidlem, síťovým kabelem a kabelem čerpadla.