Hur man dimensionerar en avloppspump: flöde, huvud och fasta ämnen

Om du frågar hur man dimensionerar en avloppspump, börja inte med hästkrafter.

Hästkrafter säger något om motorn, men det säger inte hur mycket avloppsvatten pumpen kommer att flytta genom ditt rör på din plats. En pålitlig dimensioneringsprocess för avloppspumpar börjar med ett arbetspunkt - erforderligt flöde vid totalt dynamiskt tryck - och kontrollerar sedan hantering av fasta partiklar, rördiameter, bassängvolym, driftmönster och elförsörjning.

Detta är viktigt eftersom avloppssystem är mindre förlåtande än rent-vattensystem. Vätskan kan innehålla mjuka fasta ämnen, fibröst material, grus, fett och medbringad luft. Pumpen startar och stannar när bassängnivån ändras. Utloppsledningen kan vara delvis vertikal, delvis horisontell och fylld med beslag. Ett urval som ser adekvat ut vid maximalt-flödesdata kan misslyckas när de faktiska tryck- och rörförlusterna har tillämpats.

En bra storleksprocess behöver inte vara mystisk. Den behöver korrekt platsinformation och en pumpkurva. Stegen nedan fungerar för små ejektorsystem för bostäder, kompakta toalettskärare, hotelllyftstationer och större dränkbara pumpar av WQ-typ. Skalan ändras, men logiken förblir densamma.

Dimensionering av avloppspumpar börjar med flöde och tryckhöjd. När huvudet stiger, minskar tillgängligt flöde. Arbetspunkten-där systemkurvan möter pumpkurvan-visar vad pumpen kan leverera under drift. En pump med 150 l/min maximalt flöde och 11 m maximalt lyft kan inte ge båda samtidigt; dess kurva måste bekräfta de erforderliga 90 l/min vid 8 m TDH. Modellkoder som 80WQ45-22-7.5 är bara ett första filter. Kontrollera alltid kurvan och använd applikationens realistiska toppinflöde.

Det första steget i dimensionering av avloppspumpar är att bestämma hur mycket avloppsvatten pumpen måste ta bort under den mest trafikerade driftperioden. Detta är inte detsamma som det maximala flödet som skrivs ut i en pumpkatalog. Katalogdata beskriver vad pumpen kan leverera under specifika testförhållanden. Erforderligt flöde beskriver vad byggnaden eller processen faktiskt kommer att skicka in i bassängen.

För ett hus, en liten kommersiell byggnad eller ett hotell, börja med de anslutna armaturerna och sannolikheten att flera av dem kommer att laddas ur samtidigt. Toaletter, duschar, tvättställ, tvättmaskiner och golvbrunnar går normalt inte kontinuerligt, men deras sammanlagda topptillflöde kan vara mycket högre än dagsgenomsnittet. Tvättstugor förtjänar särskild uppmärksamhet eftersom flera tvättmaskiner kan tömma ut stora volymer inom en kort period.

Om systemet redan finns ger ett bassängfyllningstest ofta ett mer användbart resultat än en teoretisk uppskattning. Stäng av pumpen, mät hur mycket vätskenivån stiger inom en känd tid och beräkna tillsatt volym. För en rektangulär bassäng baseras volymen på längd, bredd och nivåförändring. För en cylindrisk bassäng, använd dess inre diameter och nivåändring.

Grundförhållandet är:

Erforderligt flöde=förändring i volym/ändring i tid

Upprepa mätningen under en hektisk period snarare än under låg användning. Om inflödet varierar, använd det högsta realistiska resultatet och lägg till en rimlig drifttillägg. Undvik att lägga till en överdriven säkerhetsmarginal, eftersom en överdimensionerad pump kan tömma bassängen för snabbt, starta och stoppa för ofta och arbeta långt från dess effektiva räckvidd.

När designflödet har etablerats, kombinera det med totalt dynamiskt tryck för att skapa arbetspunkten. Den driftpunkten-inte bara hästkrafter-är vad som bör kontrolleras mot pumpkurvan. När du begär ett val av avloppspump, ange förväntat normalflöde, beräknat toppflöde, avloppsvattenkälla och driftmönster. Dessa detaljer ger leverantören en mycket starkare grund för att välja rätt pump.

Efter att ha bestämt det erforderliga flödet, beräkna den totala dynamiska tryckhöjden, vanligtvis förkortad till TDH. Detta är det totala motståndet som avloppspumpen måste övervinna vid erforderlig flödeshastighet. Att endast använda den vertikala lyfthöjden är ett av de vanligaste misstagen vid dimensionering av avloppspumpar.

TDH inkluderar statisk lyft, friktionsförlust och eventuellt tryck som krävs vid den slutliga utsläppspunkten. Statisk lyft är den vertikala höjdskillnaden mellan driftvätskenivån i bassängen och utloppspunkten. Ett horisontellt rör tillför inte statiskt lyft, men det skapar ändå friktion. Långa rördrag, små inre diametrar, ojämna rörytor, krökar, backventiler, isoleringsventiler och andra kopplingar kan ge betydande motstånd.

Innan du väljer pump, registrera vertikallyft, total rörlängd, inre rördiameter, rörmaterial och antal kopplingar. Kontrollera även om utsläppet kommer in i ett öppet avlopp, ett gravitationsavlopp eller en trycksatt huvudledning. En backventil skapar vanligtvis mer motstånd än en rak rörsektion, så den bör inte ignoreras.

Friktionsförlusten ökar när flödeshastigheten ökar. Detta innebär att ett litet utloppsrör kan se ekonomiskt ut men kan avsevärt öka det erforderliga pumptrycket. Det kan också skapa högre driftskostnader och göra driftstället mer känsligt för förändringar i systemet. Friktionsförluster kan beräknas med tekniska formler eller tas från tillförlitliga rörförlusttabeller-, förutsatt att korrekt flöde och inre diameter används.

Det förenklade förhållandet är:

TDH=statisk lyft + rörfriktionsförlust + kopplings- och utloppsförluster

Efter att ha beräknat TDH, plotta erforderligt flöde och tryckhöjd på pumpkurvan. Den valda pumpen ska passera genom eller nära denna driftpunkt, helst inom en stabil del av kurvan. Välj inte en pump bara för att dess maximala tryckhöjd är högre än vertikallyften. Maximal lyfthöjd mäts normalt vid nollflöde och representerar inte normal drift.

En blygsam ersättning kan läggas till för normal osäkerhet, men onödigt ökad både flöde och tryckhöjd resulterar ofta i en överdimensionerad pump. Noggrann platsinformation ger ett mer tillförlitligt urval av avloppspumpar än en stor, godtycklig säkerhetsfaktor.

Avloppsvatten är inte rent vatten, så hydraulisk prestanda är bara en del av urvalet. Pumpen måste också hantera de fasta ämnen och material som sannolikt kommer in i systemet. Innan du väljer en avloppspump, identifiera om vätskan innehåller toalettavfall, papper, våtservetter, fibrer, hår, matpartiklar, fett, grus eller annat skräp.

En virvel- eller kanalpump av -typ används vanligtvis när fri passage av fasta ämnen är huvudkravet. En kvarn, fräs eller hackarpump kan vara mer lämplig när avloppsvattnet innehåller fibröst material som kan svepa runt ett konventionellt pumphjul. Hotelltvättstugor, offentliga toaletter och kommersiella avloppssystem kan uppleva olika blockeringsrisker även när deras erforderliga flöde är liknande.

Pumpens angivna passage av fasta partiklar bör kontrolleras tillsammans med dess inlopps-, utlopps- och impellerdesign. Ett stort uttag garanterar inte automatiskt att varje inre passage har samma spelrum. För applikationer som involverar trasor eller fibrer, fråga hur pumpen hanterar långt, flexibelt material istället för att bara kontrollera den maximala partikeldiametern.

Utloppsröret måste också passa vald pump. Ett rör som är för litet ökar flödeshastigheten och friktionsförlusten. Ett för stort rör kan låta fasta partiklar sedimentera när pumpen stannar eller när flödet är lågt. Målet är att upprätthålla tillräckligt med hastighet för att transportera upphängt material utan att skapa onödiga huvudförluster.

Undvik att minska utloppsdiametern under pumptillverkarens rekommendation om inte hela systemet har granskats. Backventilen bör också ha en fri passage och vara lämplig för avloppsvattenservice. Dåligt valda ventiler kan fånga upp skräp även när själva pumpen har god förmåga att hantera fasta partiklar.-

För avloppsvatten som innehåller fett, grus eller ovanligt nötande material, förklara detta vid valet. En skärmekanism kan hjälpa till med fibrer men löser inte alla problem som orsakas av sand, stenar eller härdat fett. Pålitlig storlek på avloppspumpen matchar pumphjulets design, fasta partiklar och rördiametern till den faktiska avloppsströmmen snarare än att bara förlita sig på effekt eller maximalt-flöde.

En pump kan uppfylla det erforderliga flödet och tryckhöjden men fungerar fortfarande dåligt om bassängen och styrsystemet inte är korrekt matchade. Arbetsvolymen mellan pumpens start- och stoppnivåer avgör hur länge den går och hur ofta den startar. Om denna volym är för liten kan pumpen starta upprepade gånger inom en kort period, vilket orsakar motorvärme, slitage på kontaktorer och onödigt underhåll.

Pumpen ska normalt köras tillräckligt länge för att föra avloppsvattnet genom utloppsledningen och undvika omedelbar återstart. En större pump är inte alltid bättre. Om dess kapacitet är mycket högre än det inkommande flödet kan det tömma bassängen snabbt och skapa korta cykler. Kontrollera tillverkarens rekommenderade maximala starter per timme och bekräfta att den tillgängliga arbetsvolymen kan nå den gränsen.

Stoppnivån måste lämna tillräckligt med vätska runt en dränkbar pump för kylning och stabil drift. Att ställa in det för lågt kan dra in luft i pumpen, skapa turbulens eller exponera motorn. Startnivån måste ge tillräcklig lagring utan att tillåta avloppsvatten att nå inloppsröret eller hög-larmpunkt.

Flottörbrytare och nivågivare bör ha tillräckligt med utrymme för att röra sig fritt. Håll dem borta från inloppsturbulens, styrskenor, pumpkablar och bassängväggar. I avloppsvatten som innehåller fibrer kan tjudrade flottörer fastna, så deras placering är lika viktig som själva kontrollmetoden.

För mer kritiska tillämpningar ger ett duplexsystem större tillförlitlighet. Pumparna kan alternera efter varje cykel, medan den andra pumpen startar vid ovanligt högt inflöde eller om driftpumpen inte kan kontrollera nivån. Ett separat hög-larm bör varna operatören innan översvämning inträffar.

Fyll bassängen med rent vatten under idrifttagningen och följ hela sekvensen. Bekräfta start- och stoppnivåer, flottörrörelse, kontroll-ventilens funktion, pumprotation, motorström och tid som krävs för att sänka nivån. Handfatet och kontrollerna är inte tillbehör som läggs till efter dimensionering av avloppspumpen; de är en del av det kompletta pumpsystemet.

En fullständig förfrågan om dimensionering av avloppspump bör innehålla följande data. Om ett värde är okänt, markera det som okänt istället för att ersätta det med en gissning:

• Användning: hus, hotell, lägenhet, kommersiell byggnad, kommunal station eller industriprocess.
• Vätskekälla, temperatur, pH om det är relevant och en beskrivning av fasta ämnen eller fibrer.
• Erforderligt flöde vid designtillståndet, inklusive enheter och toppmönster.
• Statisk lyft från driftnivå till utloppsgräns.
• Rörets inre diameter, material, horisontell längd, vertikal längd och antal passningar.
• Tillgänglig spänning, frekvens, fas och eventuell startströmbegränsning.-
• Bassängens mått, inloppsnivå, start- och stoppnivåer och erforderlig larmvolym.
• Enkel- eller duplexkonfiguration, kontroll-panelfunktioner och kommunikationskrav.
• Installationstyp, material som krävs, kabellängd, tillbehör och lokala certifieringsbehov.

Med denna information kan leverantören välja en kurva, verifiera fastämnespassage, uppskatta körtid, bekräfta motor- och styrdata och identifiera risker innan offert. Det gör också jämförelser mellan leverantörer mer meningsfulla eftersom varje förslag tar upp samma skyldighet.

1. Det vanligaste storleksmisstaget för avloppspumpar är att välja från maxvärden. Maximalt tryck och maximalt flöde är inte samtidigt, så begär alltid hela kurvan. Det andra misstaget är att behandla vertikallyft som totalt huvud. Långa horisontella sträckor, små rör och ventiler kan ge tillräckligt med friktion för att byta modell.
2. Det tredje misstaget är att köpa extra hästkrafter utan att kontrollera bassängen. En överdimensionerad pump kan korta-cykeln, skapa ventilslam och flytta bort från sitt effektiva område. Den fjärde ignorerar fasta ämnen. En ren-vattenpump kan ha en attraktiv kurva och ändå misslyckas omedelbart i avloppsvatten. Den femte antar att varje macerator accepterar en toalett; vissa lyftenheter är grå-vattenprodukter.
3. Ett annat misstag är att dimensionera en pump i ett duplexsystem och sedan anta att två pumpar fördubblar flödet. Parallell drift ändrar systemfriktionen och driftspunkten. De kombinerade kurv- och rörförlusterna måste utvärderas. På samma sätt ger en reservpump redundans endast om kontroller, ventiler och larm testas.
4. Slutligen utelämnar många förfrågningar utsläppsvägen. En leverantör får flöde, tryckhöjd och effekt men ingen rördiameter, längd eller kopplingar. Om det angivna huvudet endast är statiskt lyft, kan offerten vara felaktig även om den exakt matchar begäran. En enkel skiss med höjder och längder är ofta mer värdefull än flera sidor med allmänna specifikationer.

Vilken hästkrafter avloppspump behöver jag?

Hästkrafter är ett resultat av den hydrauliska driften och effektiviteten, inte utgångspunkten. Bestäm erforderligt flöde, TDH och hantering av fasta partiklar, välj sedan en pumpkurva och motor som täcker denna drift utan överbelastning.

Är en 1 HP avloppspump alltid bättre än en 1/2 HP pump?

Nej. 1 HP-pumpen kan producera mer flöde eller tryckhöjd, men den kan vara överdimensionerad för en liten bassäng och kan cykla för snabbt. Jämför båda kurvorna vid den faktiska TDH och kontrollera minsta gångtid, rörhastighet och starter per timme.

Hur mycket extra huvud ska jag lägga till?

Beräkna statiska och friktionsförluster så noggrant som möjligt och använd sedan en blygsam, dokumenterad hänsyn till osäkerhet. Undvik att lägga till stora säkerhetsfaktorer oberoende av flöde, tryckhöjd och kraft eftersom den kombinerade överdimensioneringen kan vara allvarlig.

Vilken storlek bör en avloppspump hantera?

Det beror på applikationen och lokal kod. Toalettavlopp kräver i allmänhet en riktig avloppspump, kvarn eller macerator med en angiven hanteringsmetod för fasta ämnen.- Bekräfta den fria passagen eller malningsspecifikationen; dra inte slutledning om det bara från utloppets storlek.

Räknas horisontell rörlängd som huvud?

Det tillför inte statisk höjd, men det tillför friktionsförlust. Effekten kan vara betydande i en linje med liten-diameter eller vid högt flöde, så inkludera hela motsvarande längd och kopplingar i TDH.

När ska jag använda två pumpar?

Använd duplexpumpar när det maximala inflödet kan överstiga en enhet, underhållet inte kan stoppa dräneringen eller översvämning skulle skapa höga kostnader eller risk för sanitet. Bekräfta både enkel-pump och parallella driftpunkter.