Zestawy szeregowe ZHS

Zestawy szeregowe
ZHS
ZASTOSOWANIE
Tłoczenie i podwyższanie ciśnienia wody dla:
• budynków mieszkalnych
• budynków użyteczności publicznej
• wodociągów
KONCEPCJA BUDOWY
część pompowa
• 2 do 4 pomp połączonych szeregowo
• pompy jednostopniowe monoblokowe PML, korpus
w układzie in-line
• wydajność zestawu jest równa wydajności pojedynczej
pompy w zestawie
• wysokość podnoszenia zestawu jest sumą wysokości
podnoszenia pomp w zestawie
• zasilanie zestawu bezpośrednie z sieci wodociągowej,
• zasilanie jednej strefy - wykonanie bez trójnika
• zasilanie dwóch stref - wykonanie z trójnikiem
OBSZAR UŻYTKOWANIA
Wydajność
Wys. podnoszenia
Max. ciś. robocze
Zakres temp.
Obroty silnika
Średnica przyłączy
do 70 m3/h
do 49 m
1.0 MPa
do 120°C
1400 min-1
50 do 100 mm
sterowanie
• sterowanie kaskadowe
• parametrem sterującym pracą pomp jest ciśnienie wody za
zestawem
• sygnał sterujący przekazywany jest przez przetwornik
ciśnienia
• pracą pomp steruje sterownik mikroprocesorowy
ZALETY
• cicha praca
• nowoczesny sterownik mikroprocesorowy
• dostosowywanie się do zmiennych warunków zasilania
i rozbioru
• zabezpieczenie przed suchobiegiem
• oszczędność energii elektrycznej
• bezawaryjna i bezobsługowa praca
• łatwość zainstalowania obsługi i konserwacji
• małe gabaryty
• dwuletnia gwarancja
115
ZHS
Zestawy szeregowe
BUDOWA ZESTAWÓW
1. Układ hydrauliczny zestawu.
1.1. Wykonanie zestawów.
Zestaw ZHS występuje w dwóch wykonaniach:
• wykonanie bez trójnika (do zasilania jednostrefowego),
• wykonanie z trójnikiem (do zasilania dwustrefowego).
1.2. Wykonanie bez trójnika.
Wykonanie bez trójnika przeznaczone jest do zasilania jednostrefowego:
- 2 do 4 pomp połączonych ze sobą szeregowo,
- zestaw zasila jedną strefę,
- wymagany wzrost ciśnienia zapewniają wszystkie pompy w zestawie.
1.3. Wykonanie z trójnikiem.
Wykonanie z trójnikiem przeznaczone jest do zasilania dwustrefowego:
- 2 do 4 pomp połączonych ze sobą szeregowo,
- za pierwszą pompą trójnik,
- zestaw zasila dwie strefy,
- dla pierwszej strefy zasilania ciśnienie podnosi tylko pompa przed trójnikiem,
- wymagany wzrost ciśnienia dla pierwszej strefy zapewnia jedna pompa w zestawie,
- dla drugiej strefy zasilania ciśnienie podnosi pompa przed trójnikiem i pompy za trójnikiem,
- wymagany wzrost ciśnienia zapewniają wszystkie pompy w zestawie.
2. Budowa zestawów typu ZHS.
wykonanie bez trójnika
1. Pompa
2. Podstawa pompy
3. Rama pomp
4. Przetwornik ciśnienia
5. Regulator ciśnienia
6. Manometr
7. Wibroizolator
wykonanie z trójnikiem
8. Trójnik
9. Króciec dwukołnierzowy
10. Zawór zwrotny
11. Przepustnica
12. Szafa sterująca
13. Kołnierz do przyspawania
116
Zestawy szeregowe
ZHS
3. Opis elementów zestawów.
3.1. Pompy typu PML.
Pompy typu PML są to jednostopniowe, pompy monoblokowe. Wirnik pompy montowany bezpośrednio na wale silnika, korpus w
układzie in-line. Pompy posiadają uszczelnienie mechaniczne.
3.2. Armatura.
Armatura odcinająca to przepustnice międzykołnierzowe serii 600 montowane po stronie ssącej i tłocznej zestawu. W zestawach
z trójnikiem dodatkowa przepustnica zainstalowana za trójnikiem.
Po stronie tłocznej każdego zestawu oraz za trójnikiem w zestawach do zasilania dwóch stref zainstalowano zawory zwrotne
SOCLA typ 402.
3.3. Rama pomp.
Rama pomp wykonana jest ze spawanych kształtowników stalowych, zabezpieczonych przed korozją powłoką cynkową. Konstrukcja ustawiona jest na wibroizolatorach z wkładkami elastomerowymi ograniczającymi przenoszenie ewentualnych drgań na
podłoże.
3.4. Szafa sterująca.
Szafa sterująca posiada stopień ochrony IP-54 wg PN-92/E-08106. Wyposażona jest w drzwi otwierane kluczem piórowym.
Obudowa szafy jest wykonana z blachy stalowej i malowana proszkowo.
Na drzwiach umieszczone są kontrolki sygnalizacyjne stany pracy sterownik mikroprocesorowy wraz z wyświetlaczem
zamontowany wewnątrz szafy sterującej.
4. Zakres dostawy.
Zakres dostawy obejmuje część pompową, szafę sterującą i przewody elektryczne do podłączenia pomp do szafy sterującej
(4,5 m dla każdej pompy).
Każdy zestaw posiada instrukcję obsługi i gwarancję.
5. Wyposażenie opcjonalne.
5.1. Obejście zestawu.
Na życzenie klienta zestaw hydroforowy może być wyposażony w obejście. Średnica obejścia odpowiada średnicy przyłączy
zestawu. Na obejściu zainstalowany jest zawór zwrotny i przepustnica międzykołnierzowa.
5.2. Membranowy zbiornik ciśnieniowy.
Membranowy zbiornik ciśnieniowy instaluje się po stronie tłocznej zestawu. Zadaniem zbiornika jest zapewnienie objętości
buforowej oraz tłumienie ewentualnych skoków ciśnienia.
117
ZHS
Zestawy szeregowe
OPIS DZIAŁANIA I STEROWANIA
1. Rodzaje sterowania.
Zestawy typu ZHS posiadają jeden z dwóch rodzajów sterowania:
• sterowanie jednostrefowe,
• sterowanie dwustrefowe.
1.1. Sterowanie jednostrefowe.
Sterowanie jednostrefowe polega na załączaniu i wyłączaniu pomp w zależności od zapotrzebowania w wodę.
Gdy ciśnienia po stronie tłocznej zestawu hydroforowego spadnie poniżej określonego przedziału wartości, nastąpi załączenie
pompy o najniższym numerze. W sytuacji gdy wartość ciśnienia przekroczy zadany przedział, nastąpi wyłączenie pompy pracującej
o najwyższym numerze.
1 - pracuje jedna pompa
2 - pracują dwie pompy
3 - pracują trzy pompy
4 - pracują cztery pompy
1.2. Sterowanie dwustrefowe.
Sterowanie dwustrefowe polega na załączaniu i wyłączaniu pomp w zależności od zapotrzebowania w wodę zarówno w strefie
pierwszej jak i drugiej.
Gdy ciśnienie w pierwszej strefie spadnie poniżej wartości ustawionej na wyłączniku ciśnieniowym nastąpi załączenie pompy nr 1.
Gdy ciśnienia w drugiej strefie spadnie poniżej określonego przedziału wartości, nastąpi załączenie pompy o najniższym numerze.
W sytuacji gdy wartość ciśnienia przekroczy zadany przedział, nastąpi wyłączenie pompy pracującej o najwyższym numerze.
118
Zestawy szeregowe
ZHS
2. Funkcje sterowania.
2.1. Sterowanie jednostrefowe.
W zestawach szeregowych ZHS jednostrefowych pompy załączane są przez sterownik mikroprocesorowy na podstawie sygnału
pochodzącego z przetwornika ciśnienia wchodzącego w skład zestawu.
Sterownik załącza / wyłącza pompy tak, aby utrzymać stały przedział ciśnienia na tłoczeniu zestawu.
Szafa sterująca umożliwia:
• nastawę przedziału ciśnień utrzymywaną przez zestaw,
• nastawę czasu opóźnienia załączenia / wyłączenia pomp,
• odczyt aktualnego ciśnienia po stronie tłocznej,
• zabezpieczenie zestawu przed suchobiegiem,
• sygnalizację wystąpienia suchobiegu,
• sygnalizację pracy / awarii pompy,
• ręczne załączenie każdej z pomp,
• wybór tryb pracy ręcznej / automatycznej.
2.2. Sterowanie dwustrefowe.
W zestawach szeregowych ZHS dwustrefowych pompy strefy drugiej załączane są przez sterownik mikroprocesorowy na podstawie
sygnału pochodzącego z przetwornika ciśnienia, natomiast pompa zasilająca strefę pierwszą załączana jest w zależności od sygnału
pochodzącego z wyłącznika ciśnieniowego.
Szafa sterująca umożliwia:
• nastawę przedziału ciśnień utrzymywaną przez zestaw drugiej strefy,
• nastawę czasu opóźnienia załączenia, wyłączenia pomp drugiej strefy,
• odczyt aktualnego ciśnienia po stronie tłocznej drugiej strefy,
• nastawienie wartości załączenia / wyłączenia pompy zasilającej pierwszą strefę,
• zabezpieczenie zestawu przed suchobiegiem,
• sygnalizację wystąpienia suchobiegu,
• sygnalizację pracy / awarii pompy,
• ręczne załączenie każdej z pomp,
• wybór trybu pracy ręcznej / automatycznej.
3. Sposób zabezpieczenia przed suchobiegiem.
Jako zabezpieczenie przed suchobiegiem stosowany jest wyłącznik ciśnieniowy umieszczony po stronie ssącej zestawu. Gdy
ciśnienie na ssaniu spadnie poniżej określonej wartości, nastąpi wyłączenie zestawu.
4. Szafa sterująca.
Szafa sterująca posiada stopień ochrony IP -54 wg PN-92/E-08106. Na płycie montażowej znajduje się sterownik mikroprocesorowy,
aparatura załączająca silniki, zabezpieczenia nadprądowe, i termiczne, zabezpieczenie przed zanikiem, asymetrią, listwa zaciskowa do
podłączenia zasilania, silników pomp, przetworników pomiarowych.
Wszystkie elementy umieszczone są na szynie montażowej 35 mm. Przewody montażowe prowadzone są w korytkach.
Na drzwiach szafy sterującej montowane są kontrolki informujące o pracy danej pompy, jej awarii, przełączniki trybu pracy każdej
z pomp oraz wyłącznik główny.
5. Standardowe wyposażenie zestawu szeregowego.
5.1. Pomiar ciśnienia.
Standardowo w zestawie szeregowym zamontowany jest na tłoczeniu przetwornik ciśnienia.
Przetwornik zamienia sygnał ciśnienia na standardowy sygnał prądowy 4...20 mA, przesyłany w systemie dwuprzewodowym.
Ciśnienie mierzone przekazywane jest na krzemową membranę za pośrednictwem oleju silnikowego (brak bezpośredniego kontaktu
wody z membraną wydłuża znacząco jej żywotność).
Zakres temperatury mierzonej wody wynosi od -85 do +95°C (przy pomiarze bezpośrednim).
Na ssaniu jako zabezpieczenie przed suchobiegiem zamontowany jest wyłącznik ciśnieniowy.
Wyłącznik ciśnieniowy jest regulatorem dwustanowym o wyjściu elektrycznym.
5.2. Przewody elektryczne.
Silniki pomp, przetwornik ciśnienia i wyłącznik ciśnieniowy wyposażone są w przewody o odpowiednim przekroju i długości 4,5 m.
119
ZHS
Zestawy szeregowe
ZASADY DOBORU ZESTAWU
1. Określenie parametrów charakteryzujących zasilany obiekt lub system.
1.1. Wstęp.
Zestaw hydroforowy powinien zapewnić stałą niezawodną dostawę wody do wszystkich odbiorców w obiekcie lub systemie w
czasie maksymalnego jej poboru.
Do prawidłowego doboru zestawu hydroforowego niezbędna jest znajomość:
• maksymalnego zapotrzebowania na wodę zasilanego obiektu lub systemu Qmax [m3/h],
• minimalnego ciśnienia do zasilania I strefy na wyjściu z hydroforni Ht I [m],
• minimalnego ciśnienia do zasilania II strefy na wyjściu z hydroforni Ht II [m],
• minimalnego ciśnienia na wejściu do hydroforni Hs [m].
Przez pojęcie „na wyjściu z hydroforni” i „na wejściu do hydroforni” należy rozumieć króciec tłoczny i króciec ssący zestawu.
1.2. Maksymalne zapotrzebowanie na wodę Qmax.
Maksymalne zapotrzebowanie na wodę Qmax wyznacza się na podstawie:
• norm i zarządzeń,
• literatury technicznej,
• pomiarów zużycia wody,
• wykresu.
Maksymalne zapotrzebowanie na wodę jest sumą maksymalnego zapotrzebowania na wodę w I strefie zasilania i maksymalnego
zapotrzebowania na wodę w II strefie zasilania.
Qmax = Qmax I + Qmax II
Qmax [m3/h]
Qmax I [m3/h]
Qmax II [m3/h]
-
maksymalne zapotrzebowanie na wodę zasilanego obiektu lub systemu,
maksymalne zapotrzebowanie na wodę w I strefie zasilania,
maksymalne zapotrzebowanie na wodę w II strefie zasilania.
1.3. Minimalne ciśnienie na wyjściu z hydroforni Ht.
1.3.1. Minimalne ciśnienie na wyjściu z hydroforni do I strefy zasilania Ht I.
Minimalne ciśnienie na wyjściu z hydroforni do I strefy zasilania Ht I wyznacza się na podstawie obliczeń:
Ht I = Hgt I +
Ht I [m]
Hgt I [m]
-
ht I [m]
-
Hmin I [m]
-
ht I + Hmin I
minimalne wymagane ciśnienie do zasilania I strefy na wyjściu z hydroforni,
wysokość geometryczna między osią rurociągu wyjściowego z hydroforni a najbardziej niekorzystnie
usytuowanym pod względem hydraulicznym punktem czerpalnym w I strefie zasilania,
suma strat ciśnienia w rurociągu na odcinku od wyjścia z hydroforni do najbardziej niekorzystnie
usytuowanego pod względem hydraulicznym punktu czerpalnego w I strefie zasilania,
minimalne wymagane ciśnienie wody w najbardziej niekorzystnie usytuowanym pod względem hydrau
licznym punkcie czerpalnym w I strefie zasilania, wyznaczone na podstawie norm.
120
Zestawy szeregowe
ZHS
1.3.2. Minimalne ciśnienie na wyjściu z hydroforni do II strefy zasilania Ht II .
Minimalne ciśnienie na wyjściu z hydroforni do II strefy zasilania Ht II wyznacza się na podstawie obliczeń:
Ht II = Hgt II +
Ht II [m]
Hgt II [m]
-
ht II [m]
-
Hmin II [m]
-
ht II + Hmin II
minimalne wymagane ciśnienie do zasilania II strefy na wyjściu z hydroforni,
wysokość geometryczna między osią rurociągu wyjściowego z hydroforni a najbardziej niekorzystnie
usytuowanym pod względem hydraulicznym punktem czerpalnym w II strefie zasilania,
suma strat ciśnienia w rurociągu na odcinku od wyjścia z hydroforni do najbardziej niekorzystnie
usytuowanego pod względem hydraulicznym punktu czerpalnego w II strefie zasilania,
minimalne wymagane ciśnienie wody w najbardziej niekorzystnie usytuowanym pod względem hydraulicznym punkcie czerpalnym w II strefie zasilania, wyznaczone na podstawie norm.
1.4. Minimalne ciśnienie na wejściu do hydroforni Hs.
Minimalne ciśnienie na wejściu do hydroforni Hs wyznacza się na podstawie obliczeń:
Hs = Hw ± Hgs Hs [m]
Hw [m]
-
Hgs [m]
-
hs [m]
-
hs
ciśnienie na wejściu do hydroforni,
minimalne ciśnienie w sieci wodociągowej w miejscu przyłączenia rurociągu doprowadzającego wodę
do hydroforni,
wysokość geometryczna pomiędzy osią rurociągu wejściowego do hydroforni a osią rurociągu
doprowadzającego wodę do hydroforni w miejscu przyłączenia z siecią wodociągową,
suma strat ciśnienia w rurociągu na odcinku od połączenia z siecią wodociągową do wejścia do
hydroforni.
2. Dobór zestawu hydroforowego.
Znając parametry Qmax, Ht I, Ht II i Hs można przystąpić do doboru zestawu hydroforowego.
a) wyznaczenie wysokości podnoszenia pompy do zasilania I strefy:
Hp I = Ht I - Hs
Hp I [m]
Ht I [m]
Hs [m]
-
wysokość podnoszenia pompy do zasilania I strefy,
minimalne wymagane ciśnienie do zasilania I strefy na wyjściu z hydroforni,
minimalne ciśnienie na wejściu do hydroforni.
b) wyznaczenie wysokości podnoszenia pomp do zasilania II strefy:
Hp II = Ht II - Hs
Hp II [m]
Ht II [m]
Hs [m]
-
wysokość podnoszenia pomp do zasilania II strefy,
minimalne wymagane ciśnienie do zasilania II strefy na wyjściu z hydroforni,
minimalne ciśnienie na wejściu do hydroforni.
c) wyznaczenie wydajności zestawu Qz:
Qz = Qmax
Qz [m3/h]
Qmax [m3/h]
-
wydajność zestawu,
maksymalne zapotrzebowanie na wodę zasilanego obiektu lub systemu.
121
ZHS
Zestawy szeregowe
d) wysokości podnoszenia zestawu Hz:
Hz = Hp I ÷ Hp II
Hz [m]
Hp I [m]
Hp II [m]
-
wysokość podnoszenia zestawu,
wysokość podnoszenia pompy do zasilania I strefy,
wysokość podnoszenia pomp do zasilania II strefy.
e) dobór typu zestawu:
Znając Hz i Qz dobieramy na podstawie charakterystyk odpowiednią pompę i zestaw. Obliczeniowy punkt pracy powinien leżeć
bezpośrednio na lub nieco poniżej wybranej charakterystyki w obszarze zalecanej pracy pompy.
Po określeniu powyższych danych należy podać typ zestawu wg klucza oznaczeń.
3. Przykład doboru zestawu szeregowego.
Zestaw tłoczy wodę na cele bytowo - gospodarcze do 5 budynków 11 - kondygnacyjnych, zasilanie dwustrefowe, ciśnienie w sieci
wodociągowej w miejscu przyłączenia zestawu hydroforowego waha się w przedziale 25 ÷ 35 m sł. wody.
Dane z projektu technicznego:
Qmax I = 30 m3/h
maksymalne zapotrzebowanie na wodę I strefy zasilania
Ht I = 36 m
minimalne ciśnienie do zasilania I strefy na wyjściu z hydroforni
Qmax II = 20 m3/h
maksymalne zapotrzebowanie na wodę II strefy zasilania
Ht II = 55 m
minimalne ciśnienie do zasilania II strefy na wyjściu z hydroforni
Hs = 25 m
minimalne ciśnienie na wejściu do hydroforni
a) wyznaczenie wysokości pompy do zasilania I strefy:
Hp I = Ht I - Hs
Hp I = 36 - 25 = 11 m
b) wysokość podnoszenia pomp do zasilania II strefy:
Hp II = Ht II - Hs
Hp II = 55 - 25 = 30 m
c) wydajność zestawu:
Qz = Qmax I + Qmax II
Qz = 30 + 20 = 50 m3/h
d) dobór zestawu:
Qz = 50 m3/h
Hz = 11 ÷ 30 m
Dobrano zestaw typu ZHS 3.100.T. Zestaw składa się z trzech pomp PML 1 100/200 o mocy silnika 3 kW każda. Za pierwszą
pompą znajduje się trójnik służący do zasilania I strefy.
Parametry zestawu:
Q = 14 ÷ 70 m3/h
H = 36,6 ÷ 9,5 m
Ns = 9 kW
122
Zestawy szeregowe
ZHS
123
Zestawy szeregowe
ZHS
PARAMETRY ZESTAWÓW ZHS
1. Klucz oznaczeń zestawów typu ZHS.
ZHS
Zestaw hydroforowy szeregowy
z pompami typu PML
Liczba pomp w zestawie
Typ pompy PML1 50/200
Wykonanie zestawu:
- bez trójnika
T - z trójnikiem
2. Parametry zestawów typu ZHS.
2.1. Podstawowe zależności.
Wysokość podnoszenia zestawu jest sumą wysokości podnoszenia pomp:
Hz = ∑Hp
Wydajność zestawu równa się wydajności pojedynczej pompy:
Qz = Qp
Liczba pomp w zestawie:
n=2÷4
2.2. Tabelaryczne zestawienie parametrów.
Qz - wydajność zestawu
Hz - wysokość podnoszenia zestawu
Hs - maksymalne dopuszczalne ciśnienie na ssaniu zestawu
Ns - moc znamionowa silnika jednej pompy
∑Ns - łączna moc silnika
125
2.
50.
T
ZHS
Zestawy szeregowe
3. Charakterystyki pomp.
H - opór hydrauliczny niepracującej pompy
126
Zestawy szeregowe
ZHS
4. Wymiary montażowe zestawów typu ZHS.
Producent zastrzega sobie prawo do zmiany konstrukcji wyrobów.
Wymiary montażowe podano z tolerancją ± 10 mm.
wykonanie bez trójnika
wykonanie z trójnikiem
5. Dane silników pomp typu PML.
127