بوستر پمپ

 انواع بوستر پمپ

• بوستر پمپ دور متغیر (دبی متغیر)

با رشد جمعیت در جوامع بزرگ شهری و نیاز به اسكان آنها مقوله انبوه سازی در این جوامع مورد توجه زیادی قرار گرفته كه نتیجه ی آن ساخت ساختمان های مسكونی بلند مرتبه می باشد. تامین آب مصرفی این قبیل ساختمان ها با یک پمپ امكان پذیر نبوده لذا با موازی قرار دادن چند پمپ مشابه در یک پكیج كه به آن بوستر پمپ می گویند اقدام به تامین آب مصرفی آن ها می گردد.

در بوستر پمپ های دورمتغیر با بهره گیری از تکنولوژی روز امکان کنترل سرعت دوران پمپ بر اساس فرامین صادر شده از اینورترهای نصب شده بر روی تابلوفرمان بوستر پمپ وجود دارد. از مزایای این سیستم می توان به راه اندازی نرم الکترو پمپ با هدف کاهش مصرف برق و افزایش عمر مفید پمپ و همچنین کاهش لرزه های احتمالی به دلیل استارت آنی پمپ اشاره کرد، از دیگر محاسن این سیستم کنترل دبی خروجی پمپ بر اساس پالس های دریافتی از سنسور نصب شده بر روی کلکتور بوستر پمپ می باشد.

•  بوستر پمپ دور ثابت

در این بوستر پمپ ها با استفاده از پرشرسویچ های نصب شده بر روی پوستر امکان فرمان نوبتی پمپ ها بر اساس نیاز موجود در خطوط لوله فراهم می گردد. در این روش با تنظیم هر پمپ بر اساس اختلاف فشار 0.5 بار با پمپ قبلی امکان کنترل دبی و فشار مدار بوستر پمپ در شرایط بهینه وجود دارد.

•  بوستر پمپ آبرسانی – بوستر پمپ آتش نشانی

امروزه با افزایش تراکم ساخت وساز در شهرها واجرای پروژهای بلند مرتبه سازی ارتقاء سطح ایمنی در دستور کارمناطق مختلف شهرداری قرار گرفته که از جمله مهمترین این بخش ها استفاده از سیستم های هشدار و اطفای حریق می باشد. در این سیستم ها بوستر پمپ های آتش نشانی با فشار کاری بالا در مدار قرار گرفته و آب مورد نیاز شبکه اطفاء حریق را تامین می نماید با توجه به احتمال پایین کاربری این PLC سیستم در دوره های زمانی کوتاه، خطر گیرپاژ پمپ ها وجود دارد لذا با استفاده از مدار فرمان امکان استارت دوره ای پمپ ها در بازه های زمانی 15 روزه به مدت 15 ثانیه با هدف جلوگیری از گیرپاژ پمپ ها فراهم می گردد.

 بوستر پمپ از اجزاء مختلفی تشکیل شده است

این اجزاء عبارتند از :

1.  پمپ
2. تابلو برق
3.  کلکتورهای ورودی و خروجی
4. اتصالات
5. شاسی
6. منبع دیافراگمی

ممکن است هر یک از اجزاء بوستر پمپ از بهترین مارکهای موجود در بازار باشد، اما انتخاب اولیه ، مونتاژ نهایی مجموعه، تنظیمات مربوط به plc و راه اندازی در صورتی که به درستی انجام نشود هر کدام به تنهایی می تواند باعث کارکرد نا مناسب مجموعه بوستر پمپ شود.

از طرف دیگر به همان نسبت که استفاده از بوستر پمپ باعث کاهش مصرف انرژی، هزینه کمتر نگهداری و تعمیر و آسایش مصرف کنندگان نهایی می شود، انتخاب غیر کارشناسی و عدم رعایت استاندارد های لازم در این بخش باعث مصرف انرژی بیشتر، هزینه بیشتر نگهداری و تعمییرات، اتلاف وقت وعدم رضایت و آسایش مصرف کنندگان می شود.

متاسفانه به دلیل توجه بیش از اندازه خریداران به قیمت اولیه، بازار ساخت و فروش سیستم های نا مرغوب ارزان رونق یافته، حال آنکه چندین برابر قیمت اولیه خرید، صرف افزایش مصرف برق، تعمیرات، نگهداری می گردد، که خود موجب عدم رضایت مصرف کننده خواهد شد. لذا بررسی و تحقیق اولیه خریداران ، هم باعث رضایت مصرف کننده گشته و هم ارائه خدمات مناسب تر از طرف شرکت های معتبر فعال در این زمینه را هموارتر می کند.

اساس کار بوستر پمپ هوشمند

بوستر پمپ های هوشمند مقدار واقعی آب مورد نیاز را تامین می نماید،تا مصرف كننده همیشه و در تمام اوقات شبانه روز بتواند آب مصرفی مورد نیاز خود را با فشار كاما ثابت در اختیار داشته باشد.

این بوستر پمپ ها بصورت كاما اتوماتیک جهت ثابت نگه داشتن فشار آب مصرفی، متناسب با الگوی مصرف شبكه طراحی می شوند.با شروع مصرف ابتدا یكی از پمپ ها روشن و با تغییر سرعت پمپ اول فشار آب مصرفی ثابت نگه داشته می شود.چنانچه میزان مصرف بیشتر شود پمپ دوم بصورت اتوماتیک روشن شده و به همین ترتیب پمپ های بعدی میتوانند راه اندازی شوند تا فشار مصرفی همیشه ثابت بماند.

با كاهش مصرف پمپ ها بصورت اتوماتیک و به ترتیب متناسب با كاهش خاموش می گردند.از ویژگی های بوسترپمپ های هوشمند امكان كار نوبتی پمپ ها ( Change Over ) بوده كه باعث تقسیم كار در بین پمپ ها و در نتیجه تقسیم استهاک ناشی از مصرف در بین پمپ ها می گردد. لازم بذكر است در صورت قطع كامل مصرف سیستم بصورت كامل خاموش و در حالت آماده بكار تا شروع مصرف دوباره قرار می گیرد.

 موارد کاربرد بوستر پمپ

•  سیستم اطفای حریق
•  آبیاری مزارع کشتزارهای بزرگ
•  آبرسانی شهرها و شهرک ها
•   مجتمع های مسکونی
•  ساختمان های مرتفع
•  بیمارستان ها و فرودگاه ها
•  هتل ها و کارخانه ها و مراکز صنعتی
• بوستر پمپ مورد استفاده در پروژه های آبیاری قطره ای و باران مصنوعی

 بوستر پمپ

یكی از مشكلاتی كه در سیستم های آب شهری و آب مصرفی ساختمانها وجود دارد، تنظیم فشار آب پمپ شده به لوله ها می باشد. با توجه به اینكه میزان مصرف آب دائماً در حال تغییر است و هیچگونه الگوی خاصی برای مصرف وجود ندارد، لذا در سیستمهای پمپاژ ثابت كه در آن یك یا چند الكترو پمپ بطور دائم مقدار مشخصی آب را در لوله ها پمپاژ می نمایند، با افزایش و كاهش مصرف آب میزان فشار آن در لوله ها دائماً در حال تغییر می باشد و این تغییرات بطور یكه افزایش ناگهانی فشار آب مشكلاتی را در سیستمهای آبرسانی بوجود می آورد.

ناشی از روشن شدن آنی یك یا چند الكترو پمپ ممكن است موجب آسیب دیدن شیرآلات و لوله های آب شود و كاهش ناگهانی فشار نیز بدلیل خاموش شدن یك یا چند الكترو پمپ موجب قطع شدن آب در بعضی از نقاط شهر یا ساختمان ها گردد .برای تأمین فشار كنترل شده آب در یك سیستم پمپاژ از بوستر پمپ استفاده میشود .

Mars

مصرف آب هریك از وسائل بهداشتی بسته به نوع كاربری ساختمان متفاوت است. كه شاخه بوستر پمپ ساز كمپانی NOWAXمنحنی مصرف آب بهداشتی بوستر پمپ ژاپن است كه برخلاف جداول و منحنیهای مصرف آب آمریكایی كه EBARA معظم بسیار بالاتر از منحنی مصرف آب در ایران است، با الگوی مصرف آب در ایران تطابق دارد. اجزاء اصلی یك بوستر پمپ عبارتنداز: مجموعه الكترو پمپ ها، شاسی اصلی، كلكتور مكش، كلكتور رانش، تابلوی كنترل و فرمان و تجهیزات كنترل فشار مغز متفكر بوستر پمپ ها، تابلوی كنترل و فرمان و تجهیزات كنترل فشار آن است. بوستر پمپ ها از نقطه نظر كنترل فشار آب به دو دسته بوستر پمپ ها ی دور ثابت و بوستر پمپ های دور متغیر طبقه بندی می شوند. بوستر پمپ های دور ثابت در انواع تك پمپه و دو یا چند پمپه با جاكی پمپ و یا بدون جاكی پمپ ساخته می شوند.

 بوستر پمپ های دور ثابت

ولتاژ برق مصرفی بوستر پمپ های دور ثابت 220 ولت تكفاز،380 ولت سه فاز و یا تركیبی از این دو است. در بوستر پمپ های دور ثابت پیشرفته كه روشن و خاموش شدن الكترو پمپ ها بصورت نوبتی صورت می گیرد، برای كنترل فشار فقط از دو پرشر سوئیچ استفاده می شود . یكی از دو پرشر سوئیچ در حداكثر فشار آب و پرشر سوئیچ دوم در حداقل فشار تنظیم می شود. با بسته شدن مدار هر یك از پرشر سوئیچ های مذكور خبر رسیدن فشار آب به حداقل یا حداكثر به تابلوی كنترل و فرمان می رسد تا متناسب با آن فرمان لازم برای روشن شدن پمپ بعدی یا خاموش شدن نوبتی یكی از الكترو پمپ های روشن بوستر پمپ صادر گردد.

ALFA LAVAL

در  دور ثابت از یك یا چند منبع دیا فراگمی با ظرفیت مناسب استفاده می شود .مناسبترین ظرفیت مفید منبع دیافراگمی برای 15 بار روشن و خاموش شدن هر یك از الكترو پمپ های بوستر پمپ، از حاصل تقسیم ظرفیت یك پمپ بر حسب لیتر در دقیقه به تعداد پمپ ها 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 یك یا چند الكترو پمپ، علاوه بر تأمین آب مصرفی، مازاد آن در دیافراگم منبع دیافراگمی ذخیره شده وموجب بالا رفتن تدریجی فشار سیستم و رسیدن آن به فشار پرشر سوئیچ حداكثر می گردد تا با بسته شدن مدار آن، فرمان خاموش شدن تنهاا لكترو پمپ روشن و یا یكی از الكترو پمپ های روشن پمپاز طریق مدار فرمان صادر گردد. از این پس آب مصرفی از منبع دیافراگمی به شبكه 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 شد نمی آید الكترو پمپ بعدی بواسطه مدار كنترل و فرمان بوستر پمپ صادر می گردد. روشن و خاموش شدن الكترو پمپ های دور ثابت به همین منوال ادامه می یابد تا آب مورد نیاز شبكه مصرف تأمین گردد.

 بوستر پمپ های دور متغیر

از دیر باز تأمین فشار كاملاً ثابت آب با تغییرات مقدار مصرف آن یكی از آرزو های طراحان و تولید كنندگان بوده است. برای رسیدن به این هدف اولین گام ساخت دستگاهی است كه بتواند دور الكتروموتورهای معمول را كه با برق شهر(A.C.) كار می كنند، تغییردهد.

در چند دهه اخیر همسو با پیشرفت صنایع مختلف در جهان، صنعت برق و الكترونیك نیز از جایگاه والایی برخوردار گشته و به پیشرفت های چشمگیری نائل آمده است. گوشه ای از موفقیتهای این صنعت ساخت اینورتر است. اینورتر دستگاهی است كه بوسیله آن می توان فركانس برق شهر را تغییر داد. در صورتیكه این برق به عنوان قدرت محرك الكتروموتورها مورد استفاده قرار گیرد، می توان دور آنها را متناسب با فركانس برق خروجی از اینورتر تغییر داد. یكی از رایج ترین موارد استفاده اینورترها كه برای اغلب مهندسین تأسیسات شناخته استشده است، استفاده از اینورتر در ساخت آسانسورهای دور متغیر. (VVVF) در صورتی كه از این خاصیت اینورتر برای كنترل دور الكترو پمپ های بوستر پمپ ها استفاده شود می توان دور متغیر تولید نمود.

بوستر پمپ های دور متغیر

از چند دهه اخیر استفاده از دور متغیر در ممالك پیشرفته صنعتی رایج بوده است .در این بوستر پمپ ها از الكترو پمپ هایی استفاده می شود كه هر یك از آنها به اینورتر مجهز است. در كشور ایران به لحاظ قیمت بسیار بالای  دور متغیر مذكور در مقایسه با قیمت بوستر پمپ های دور ثابت معمول، استفاده از بوستر پمپ های پیشرفته دور متغیر علیرغم مزایای غیر قابل انكار آن با استقبال مواجه نگردید و تبلیغات منفی معدود سازندگان ایرانی بوستر پمپ نیز كه دانش ساخت آنرا نداشتند، سهم عمده ای در عدم استقبال خریداران از این محصول بی نظیر داشت.

طراحی و تولید بوستر پمپ های دور متغیر

در چند سال اخیر برای اولین بار در ایران طراحی و تولید  دور متغیر با استفاده از الكترو پمپ های معمول موجود در بازار با قیمت قابل رقابت با بوستر پمپ های دور ثابت آغاز گردیده است. كلیه تجهیزات این بوستر پمپ ها مشابه دور ثابت است، بجز تابلوی كنترل و فرمان و سنسور فشار آن. تشابه قسمتهای مكانیكی موجب می گردد تا به سهولت بتوان با استفاده از تابلوی كنترل و فرمان دور متغیر و سنسور فشار مربوطه. بوستر پمپ های دور ثابت موجود را به دور متغیر تبدیل نمود. به عبارتی بجز قسمتهای مكانیكی و شیرآلات، سایر تجهیزات و اجزا تشكیل دهنده دور متغیر را تابلوی كنترل و فرمان دور متغیر و پرشر ترانسمیتر تشكیل می دهد.

تابلوی كنترل و فرمان تابلوی برق

بخش اصلی تابلوی كنترل و فرمان تابلوی برق را برد كنترل میكرو پروسسوری هوشمند آن تشكیل می دهد. این برد كنترل بر اساس برنامه خاص تعریف شده كار  را كنترل می نماید. در تابلوی برق  برای كار دستی هریك از الكترو پمپ ها بمنظور راه اندازی بوستر پمپ. و استفاده موقت دستی از الكترو پمپ های بوستر پمپ به هنگام خرابی احتمالی سیستم اتوماتیك، هم چنین راه اندازی اتوماتیك بوستر پمپ، كلیدهای لازم پیشبینی شده است.

در دور متغیر بر خلاف بوستر پمپ های دور ثابت كه الكترو پمپ های آن بصورت آنی روشن و خاموش می شوند. روشن و خاموش شدن الكترو پمپ ها كاملا نرم و تغییرات دور آنها بتدریج و با تغییرات مصرف آب صورت می گیرد. تغییر تدریجی دور الكترو پمپ ها موجب میگردد تا دور متغیر با مزایای زیر از بوستر پمپ های دور ثابت متمایز گردد:

• ثابت بودن كامل فشار سیستم كه شاخص اصلی بوستر پمپ های دور متغیر است
•  دور متغیر بنا به دلایل زیر به منبع دیافراگمی نیاز ندارند:

1.  حذف ضربه قوچ در شبكه مصرف به دلیل روشن و خاموش نشدن آنی الكتر و پمپ ها
2.  معادل بودن مقدار آب پمپاژ شده  با میزان آب مصرفی
3.  ثابت بودن كامل فشار سیستم و عدم نیاز به ذخیره سازی آب در حد فاصل دو فشار در مقایسه با  های دور ثابت

• كاهش فضای اشغال موتور خانه با حذف منبع دیا فراگمی.
• كاهش استهلاك كوپلینگها و قطعات متحرك الكترو پمپ ها
• افزایش عمر مفید و اجزا تشكیل دهنده آن
• كاهش هزینه های سرویس و نگهداری

كاهش هزینه های مستمر برق مصرفی تا 30 % بدلیل متناسب بودن شدت جریان برق مصرفی با دور الكترو موتور و حذف شدن. جریان راه اندازی در مقایسه با  دور ثابت به هنگام روشن شدن آنی الكترو پمپ ها. برده ای كنترل پیشرفته دارای قابلیت برنامه ریزی هستند تا بتوان شرایط كاری را متناسب با الگوی مصرف آب برنامه ریزی و تنظیم نمود. از مهمترین برنامه های برد كنترل می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• تعویض نوبتی پمپ ها (CHANGE OVER) كه موجب می گردد تا كلیه الكترو پمپ ها به یك اندازه كار كنند و استهلاك سیستم كاهش یابد.
• حداقل فاصله زمانی روشن شدن متوالی الكترو پمپ ها از یكدیگر كه از روشن شدن همزمان الكترو پمپ ها به هنگام نیاز جلوگیری می نماید.
• حداقل فاصله زمانی خاموش شدن متوالی الكترو پمپ ها از یكدیگر موجب می گردد تا در زمان افزایش فشار، همه الكترو پمپ ها با یكدیگر خاموش نگردند.
• تعویض نوبتی  در حالت كار یك الكترو پمپ از بوستر پمپ باعث می شود تا در مصارف كم آب، برای ساعت ها یك الكترو پمپ بطور مداوم كار نكند و بترتیب با سایر الكترو پمپ ها تعویض شود.
• در دور متغیر كه تابلوی آن فقط مجهز به یك اینورتر برای كار نوبتی الكترو پمپ ها است. برد كنترل و فرمان باید طبق برنامه قادر به تعویض مدار برق شهر و مدار برق اینورتر به هر یك از الكترو پمپ ها براساس تعویض كار نوبتی الكترو پمپ ها باشد.

مدار قدرت این گونه بوستر پمپ ها

در مدار قدرت این گونه بوستر ها برای هر الكترو پمپ دو مدار قدرت پیشبینی شده است .جهت جلو گیری از بسته شدن همزمان دو مدار قدرت مذكور به یك الكترو پمپ میتوان علاوه بر پیش بینی های لازم در برد كنترل و فرمان، جهت امنیت بیشتر. از دستگاه های مكانیكی از قبیل قفل كن، بین دو كنتاكتور دو مدار قدرت هر الكترو پمپ استفاده نمود.

مقایسه پمپ های دور متغیر و دور ثابت

در  دور متغیر بجای پرشر سوئیچ های مورد استفاده در بوستر پمپ های دور ثابت از یك دستگاه پرشر ترانسمیتر استفاده می شود. پرشر ترانسمیتر وسیله ای است كه در هر لحظه فشار  را حس نموده و مقدار آن را بصورت شدت جریان از 4 تا 20 میلی آمپر به برد كنترل میكرو پروسسوری منتقل می نماید. ترانسمیتر ها با دامنه فشارهای مختلف ساخته می شوند. برای حساسیت بیشتر سیستم نسبت به تغییرات فشار بهترین ترانسمیتر باید دامنه فشار مورد نیاز  را داشته باشد.

بخش كنترل و فرمان تابلوی برق

در بخش كنترل و فرمان تابلوی برق  معمولاً از یكعدد پتانسیومتر استفاده می شود كه بر اساس مقدار فشار مورد نیاز  تنظیم می گردد. در صورتی كه فشار سیستم كمتر از فشار پنانسیومتر باشد شدت جریان انتقالی از پرشر ترانسمیتر به برد كنترل كمتر از شدت جریان متناظر با فشار مورد نیاز خواهد بود. كه موجب افزایش فركانس اینورتر می گردد.

فركانس برق خروجی از اینورتر

افزایش فركانس برق خروجی از اینورتر موجب افزایش دور الكترو پمپ تا حدی می گردد. كه فشار سیستم را به فشار تنظیم شده برساند و در صورت یكه فشار سیستم بالاتر از فشار پنانسیومتر باشد عكس این عمل اتفاق می افتد تا همیشه فشار سیستم ثابت بماند. تغییرات فشار مذكور نامحسوس و در حد دهم متر فشار ستون آب است لذا فشار سیستم دائماً ثابت است. شروع راه اندازی  با چرخش نرم الكترو پمپ شماره 1 و افزایش تدریجی دور آن برای تأمین مصرف آب لحظه ای شبكه مصرف صورت می گیرد.

افزایش تدریجی مصرف آب

با افزایش تدریجی مصرف آب دور الكترو پمپ مذكور به همان نسبت همزمان با افزایش فركانس برق خروجی از اینورتر افزایش می یابد. تا بدان جا كه فركانس برق خروجی از اینورتر به فركانس برق شهر برسد. در این زمان دور الكترو موتور و آبدهی آن در فشار مورد نظر به حداكثر رسیده است. از این لحظه الكترو موتور مذكور با همان دور با برق شهر كار خواهد نمود. و اینورتر در مدار الكترو پمپ شماره 2 قرار می گیرد و فركانس آن به نرمی از صفر به حدی افزایش می یابد. كه اضافه مصرف آب را نسبت به حداكثر آبدهی یك پمپ تأمین نماید. با افزایش مصرف آب روشن شدن الكترو پمپ ها به همین ترتیب تا آخرین پمپ ادامه می یابد.

كاهش مصرف آب

در صورت كاهش مصرف آب، فركانس برق خروجی از اینورتر و دورالكترو پمپ كه در مدار آن قرار دارد به تدریج كاهش می یابد تا فركانس اینورتر و دور الكترو پمپ به صفر برسد. در این لحظه الكترو پمپ كه ابتدا در مدار اینورتر قراگرفته بود مجدداً از مدار برق شهر جدا و در مدار برق اینورتر قرار می گیرد. تا دور آن » برای مصرف لحظه ای توسط اینورتر تنظیم شود. به مرور با كاهش مصرف آب این الكترو پمپ نیز متوقف و از مدار خارج می شود و الكترو پمپ بعدی با برنامه مشابه این پمپ در مدار اینورتر قرار می گیرد.

در صورتی كه كاهش مصرف به همین منوال ادامه یابد و مصرف آب به صفر برسد، كلیه الكترو پمپ ها متوقف خواهند شد. در  پمپ های پیشرفته اعم از دور ثابت و یا دور متغیر به لحاظ هوشمند بودن برد كنترل آن از سیستم خبر دهنده نیز استفاده می شود. سیستم خبر دهنده با نشان دادن كدهای خاص عددی یا حروفی و یا هر دو قادر است.  وجود عیب را در هر یك از تجهیزات تابلویی، سنسور فشار، وحتی شبكه مصرف نشان دهد.  و همزمان با آن با تحریك یك آژیر یا چراغ چشمكزن در محل مناسب از قبیل اطاق نگهبانی یا اطاق تأسیسات وجود عیب را خبر دهد.