راهنمای محاسبه و انتخاب بوستر پمپ

آب منبع با ارزش طبیعت است. بوستر پمپ های هوشمند مقدار واقعی آب مورد نیاز برای ساختمان ها را تامین می نمایند تا مصرف کننده همیشه و در تمام اوقات شبانه روز بتواند آب مورد نیاز خود را با فشار کاملا ثابت در اختیار داشته باشد. فشار در سیستم آبرسانی ساختمان باید به اندازه ای باشد که آب را با فشار لازم و مورد تایید به بالاترین وسیله بهداشتی برساند. این فشار در سیستم توزیع آب ساختمان می تواند به یکی از روش های زیر تامین گردد:

• با فشار آب شهر
• استفاده از مخزن ثقلی مستقر شده در ارتفاع
• استفاده از مخزن تحت فشار
• بوستر پمپ

که در اینجا ما به روش افزایش فشار به کمک بوستر پمپ می پردازیم.
بوستر پمپ ها بر اساس دو مولفه اصلی حداکثر مصرف آب و حداقل فشار طراحی می شوند و نوسانات ساعتی مصرف آب (یا همان الگوی مصرف) نیز از عوامل موثر در تعیین مشخصات آن می باشد.

الزامات طراحی

الزامات قانونی برای مقدار جریان آب و فشار در یک شبکه لوله کشی آب بهداشتی در مبحث شانزدهم مقرارت ملی ساختمان تحت عنوان “تاسیسات بهداشتی” آمده است. در زیر به اهم این الزامات که در بخش 16 – 4 – 3 – 5 مبحث شانزدهم آمده اشاره می کنیم:

1- حداکثر فشار آب: ماکزیمم فشار آب در شبکه لوله کشی آبرسانی ساختمان، در حالت بدون جریان نباید بیشتر از 4 بار (40 متر ستون آب = 60 پوند بر اینچ مربع) شود.
درصورتیکه فشار پشت شیرهای لوازم بهداشتی در حالت بدون جریان بیش از 4 بار باشد باید با نصب شیر فشارشکن یا دیگر روش ها فشار آب را تا 4 بار یا برحسب نیاز به کمتر از 4 بار کاهش داد.

2- طراحی شبکه لوله کشی آبرسانی و سایز لوله ها باید به گونه ای انتخاب شود که در زمان حداکثر مصرف، مقدار جریان آب و فشار آن در لوله هایی که به شیرآلات بهداشتی آب می رسانند از ارقام جدول زیر کمتر نشود. اعداد ذکر شده در جدول زیر صرفا با هدف مشخص شدن حداقل ها بوده و این ارقام به منزله مقدار مصرف نیست.
درصورتیکه فشار شبکه آبرسانی شهری که به ساختمان انشعاب می دهد برای تامین مقدار جریان و فشار نشان داده شده در جدول-1 کافی نباشد باید با نصب بوستر پمپ، تانک فشار و یا هر وسیله ی دیگر فشار آب را افزایش داد.
لازم بذکر است که طبق مبحث شانزدهم نصب پمپ بطور مستقیم بر روی لوله انشعاب آب شهر مجاز نیست.

جدول – 1: حداقل مقدار جریان و فشار آب پشت شیرهای لوازم بهداشتی
حداقل فشار پشت مصرف کننده (PMin bar)	مصرف کننده (l/s)		شدت جریان عبور آب
			مخلوط		سرد یا گرم
			V Cal	V° Cal گرم	V° Cal
			سرد	لیتر بر ثانیه	لیتر بر ثانیه
			لیتر بر ثاتیه
	شیر روشویی
0.5	DN 15		–	–	0.3
0.5	DN 20		–	–	0.5
0.5	DN 25		–	–	1
1	DN 10		–	–	0.15
1	DN 15		–	–	0.15
1	دوش حمام	DN 15	0.1	0.1	0.2
	فلاش ولو توالت
1.2		DN 15	–	–	0.7
1.2		DN 20	–	–	1
0.4		DN 25	–	–	1
1	ماشین ظرفشویی خانگی	DN 15	–	–	0.15
1	ماشین لباسشویی خانگی	DN 15	–	–	0.25
1	شیر مخلوط	DN 15	0.15	0.15	–
1	سرویس کامل وان و دوش	DN 15	0.15	0.15	–
1	سینک آشپزخانه	DN 15	0.15	0.15	–
1	سینک تنها	DN 15	0.7	0.7	–
1	شیر مخلوط دستشویی	DN 20	0.3	0.3	–

3- در برج ها و ساختمان های بلند برای اینکه فشار آب در پشت شیرهای لوازم بهداشتی کمتر از مقادیر ذکر شده در جدول-1 نبوده و از 4 بار (حد ماکزیمم) تجاوز نکند، باید ساختمان را در اتفاع به دو یا چند زون (zone) تقسیم کنیم.

شکل 1: مفهوم زون بندی در ساختمان های و برج های بلند

4- در مناطقی که فشار آب شبکه شهری متغیر است باید محاسبات و طراحی لوله کشی سیستم آبرسانی ساختمان برمبنای حداق فشار آب سیستم شهری انجام شود.

در ادامه بمنظور فهم بهتر مباحث محاسباتی پارامترهای مهمی که بطور گسترده در ارتباط با طراحی شبکه های آبرسانی مورد استفاده قرار می گیرد را معرفی و تعریف می نماییم.

فشار استاتیک P_stat or P_s
فشار ناشی از وزن ستون سیال (در اینجا آب) که در یک تراز معین بطور یکنواخت به تمام جهات از جمله جداره لوله وارد می شود. به این فشار فشار هیدرواستاتیک نیز گفته می شود.

P_{stat = ρ.g.h}

ρ	چگالی آب (997 کیلوگرم بر مترمکعب)
g	شتاب جاذبه (9.81 متر بر مجذور ثانیه)
h	ارتفاع ستون آب (متر)

شکل-2: مفهوم فشار استاتیک

با نوشتن معادله فوق بصورت زیر می توان آن را بصورت هد یا همان ارتفاع ستون آب بیان نمود:

h_s = P_s / ρ · g

برای پمپ کردن سیالات از سطح پایین تر به سطح بالاتر انرژی لازم است. غالبا اختلاف قابل توجهی در ارتفاع بین ورودی سیستم و خروجی سیستم وجود دارد . معمولا اختلاف ارتفاع در درون یک سیستم بیشترین سهم را در هد کل دارد.

فشار سرعتی آب
این فشار ناشی از انرژی جنبشی آب می باشد. و انرژی جنبشی بواسطه حرکت ذرات آب ایجاد می شود. حرکت ذرات آب نیز با سرعت بررسی می شود. در نتبجه میزان فشار سرعتی در هر بخشی از جریان، به سرعت جریان آب بستگی دارد.

P_V = ρ · V² / 2g

V: سرعت متوسط جریان

بر طبق رابطه زیر می توان آن را بر حسب ارتفاع نظیر فشار بیان نمود.

h_V = V² / 2g

فشار کل آب:
با جمع فشارهای استاتیک و سرعتی، فشار کل در هر نقطه از مسیر جریان آب بدست می آید.
توجه : وزن مخصوص (Specific Weight) یا وزن واحد (Unit Weight) معیاری است که وزن یک ماده در واحد حجم آن را بیان می کند. این معیار با علامت حرف یونانی گاما ( ) نمایش داده می شود و واحد آن در S.I نیوتن بر مترمکعب است. رابطه کلی وزن مخصوص بصورت زیر است:

γ = ρ · g (N/m³)

P_t = P_s + P_v

و نهایتا با جمع ارتفاع نظیر هر کدام از این دو فشار، ارتفاع کل حاصل می شود.

h_t = h_s + h_v

برای اندازه گیری فشار آب در هر نقطه از جریان می توان از انواع فشارسنج های عقربه ای، مانومتر و پیزومتر استفاده نمود که همه این ها بیان کننده ی فشار نسبی آب هستند.

فشار مطلق:
فشار واقعی در هر نقطه را فشار مطلق می‌گویند که نسبت به «خلأ مطلق» (absolute vacuum) سنجیده می‌شود. فشار مطلق را با P_a نمایش می دهند.

فشار نسیی:
وقتی‌که از فشار اتمسفر به‌عنوان مرجع برای اندازه‌گیری فشار هر سیستمی استفاده ‌کنیم، فشار محاسبه شده را فشار نسبی (gauge pressure = P_g) می‌نامند. اکثر دستگاه‌هایی که در شرایط اتمسفر کار می‌کنند، در حال اندازه‌گیری فشار نسبی هستند. با اضافه کردن فشار اتمسفر به فشار نسبی،‌ فشار مطلق به دست می‌آید. به عبارتی دیگر: فشار اتمسفر + فشار نسبی = فشار مطلق

فشار اتمسفر بطور معمول 14.7 پوند بر اینچ مربع (Psi) در نظر گرفته می شود. بنابراین رابطه فوق را می توان بصورت زیر بازنویسی کرد:

P_a = P_g + 14.7

تفاوت میان فشار و هد

در یک سیال در حرکت شتاب ذرات بسیار مهم است. بر اساس اصل پایستگی انرژی میزان انرژی ذرات سیال به هنگام حرکت در درون یک سیستم باید ثابت باشد. این اصل را می توان بصورت رابطه ریاضی زیر بیان نمود:
ثابت     E= Constant = mgz + mg . ρ / γ + mv² / 2

که E در آن انرژی کل ذرات سیال، با در نظر گرفتن جرم (m) و سرعت (V) است. انرژی کل شامل انرژی ناشی از پتانسیل ( mgz)، انرژی ناشی از فشار (mg . ρ / γ) و انرژی جنبشی ( mv² / 2g) است. با تقسیم دو طرف معادله قبلی بر (mg ) به معادله زیر که معروف به معادله برنولی (Bernouli) است می رسیم.

E= Constant = Z + ρ / γ + V² / 2g

در اینصورت E انرزی خاص ذرات سیال یا انرژی در هر واحد وزن ( E) می شود. تمام عبارات ریاضی که در سمت چپ معادله برنولی قرار دارن د بعنوان هد (Head) شناخته می شود. در واقع رابطه برنولی بیان می کند که بین هد ارتفاع (Z)، هد فشار (ρ / γ ) و هد سرعت ( V² / 2g) رابطه ای برقرار است.

انرژی مختص پتانسیل برابر است با: Z

انرژی پتانسیل از اختلاف در ارتفاع ذرات ایجاد می شود.

انرژی جنبشی برابر است با : V² / 2g

انرژی جنبشی بعلت حرکت ذرات سیال بوجود می آید.

انرژی فشار برابر است با :ρ / γ

انرژی مختص فشار بواسطه وزن ستون سیال بوجود می آید.

هد (Head) یک اصطلاح عمومی برای یک نوع خاص از انرژی است (هد ارتفاع، هد فشار و یا هد سرعت). هنگامی که بخواهیم فشار را در یک نقطه خاص از یک سیستم محاسبه کنیم به هد فشار نیاز پیدا می کنیم و بوسیله معادله Z = P/ ρg هد فشار را به فشار تبدیل می کنیم. فشار می تواند در هر نقطه سیستم به راحتی اندازه گیری شود و اطلاعات قابل توجه و با ارزشی را فراهم نماید با این حال، به دلیل اینکه فشار یک مولفه اساسی انرژی به شمار نمی آید و نمی تواند برای محاسبات پیچیده ای نظیر محاسبه هد، خصوصا هد کل مورد استفاده قرارگیرد در این محاسبات مقیاس فشار باید تبدیل به هد فشار شود تا بتواند مفید واقع شود.

افت فشار کلی:
از مجموع افت فشار استاتیک و افت فشار ناشی از سرعت جریان ، افت فشار کلی بدست می آید.

افت فشار استاتیک:
افت فشار ناشی از اصطحکاک جریان در لوله است. بدلیل وجود اصحکاک میان جریان و دیواره لوله ها که وابسته به ویسکوزیته سیال عبور است، انرژی جریان کاهش پیدا کرده و در نتیجه افت فشار اتفاق می افتد. هر چقدر دیواره لوله زبرتر باشد، این افت فشار بیشتر است. رابطه زیر بیانگر افت فشار استاتیک می باشد.

h_ls = fl / d . V² / 2g

که در آن:

• h: افت فشار بر حسب فوت آب
• f: ضریب اصطحکاک بین سیال و لوله
• l: طول لوله بر حسب فوت
• d: قطر لوله بر حسب فوت
• v: سرعت متوسط جریان بر حسب فوت بر ثانیه
• g: شتاب ثقل برحسب فوت بر مجذور ثانیه

افت فشار سرعتی:
موانعی همچون زانوها، شیرها، تغییر قطر لوله ها و… در لوله کشی وجود دارند که سبب تغییر جهت جریان شده و حالت آشفتگی در مسیرجریان بوجود می آورند که دنهایت منجر به افت سرعت آب می شوند. افت فشار سرعتی از رابطه زیر بدست می آید.

h_lv = k . V² / 2g

که در آن K ضریبی است که بستگی به نوع وصاله (فیتینگ) دارد.
برای تعیین افت فشار موجود در اتصالات باید به جدول های طول معادل هر اتصال مراجعه نمود. در نهایت باید طول معادل تجهیزات به طول لوله کشی اضافه شود تا بتوان در مجموع افت مسیر لوله کشی را بدست آورد.
همانند قبل افت فشار کلی را می توان به صورت ارتفاع بیان نمود که از حاصل جمع ارتفاع معادل افت فشارهای استاتیک و سرعتی بدست می آید.

h_lt = h_ls + h_lv

تعیین ظرفیت بوستر پمپ

قبل از هر چیز باید تفاوت الگوی مصرف در جوامع مختلف و کاربری های متفاوت را در تعیین حجم آب بهداشتی مصرفی مد نظر داشت. برای تعیین میزن مصرف آب بهداشتی روش های مختلفی وجود دارد که متداولترین آنها در ادامه معرفی می شوند.
روش های ذیل میزان جریان آب در مصارف بهداشتی را محاسبه می کنند و در صورتی که کولر آبی و یا سیستم تهویه مطبوع نیز در ساختمان وجود داشته باشد باید میزان مصرف اینها بضورت جداگانه محاسبه شود و به میزان مصارف بهداشتی اضافه گردد.

روش تقریبی تعیین ظرفیت

همانطور که از نام آن پیداست ظرفیت برآورد شده حدودی بوده و بیانگر حداقل ظرفیت سیستم است. برای یک برآورد تقریبی و سریع از جدول-2 استفاده می شود. در این جدول میزان مصرف آب بر حسب مترمکعب بر ساعت برای کاربری های مختلف (مسکونی، بیمارستانی، اداری و … ) نشان داده شده است.
جدول -2 : مقدار جریان تقریبی آب مصارف بهداشتی

میزان مصرف آب	دبی بر حسب m3/h
	4	5	6	8	9	10	11	12	13	14	15	20	25	30	40	50
ساختمان مسکونی (تعداد واحدها)	4	6	10	30	45	60	75	95	115	140	180
بیمارستان (تعداد تخت‌ها)	30	40	50	65	75	85	95	100	115	125	135	180	230	300	420	560
اداری (تعداد پرسنل)	160	200	240	340	380	440	480	540	600	660	730	1100	1500	2000
هتل (تعداد تخت‌خواب)	20	25	30	40	45	50	55	60	65	70	75	100	125	155	210	280
فروشگاه بزرگ (تعداد پرسنل)	40	50	60	85	95	105	115	125	135	150	160	220	300	400	750	1400

علاوه بر جدول-2 از گراف شکل-3 نیز می توان برای تخمین تقریبی استفاده نمود.

شکل -3: گراف تعیین تقریبی حداکثر مصرف آب براساس نوع ساختمان

طراحی ظرفیت بر اساس کاربری ساختمان و تعداد نفرات

این روش نیز جز روش های سریع در تعیین ظرفیت میزان آب مصارف بهداشتی است. مبنای محاسبات در این روش نوع کاربری ساختمان، تعداد نفرات ساکن و ضریب همزمانی مصرف است.
لازم بذکر است این روش هیچگاه برای طراحی پروژه ها مورد استفاده قرار نمی گیرد و صرفا برای کنترل دبی بوستر پمپ است.

تعریف ضریب همزمانی:
ضریب همزمانی بستگی به نقاط تحویل داشته و فرمول های مشخصی برای حالات مختلف دارد. برای راحتی مقادیر مختلف ان حساب شده و در جد.ول زیر آمده است. ضریب همزمانی مصرف با توجه به مصرف ننمودن همه افراد بصورت همزمان در تمامی واحدها از جدول زیر استخراج می شود :

جدول-3: ضریب همزمانی مصرف در مجتمع های مسکونی
4 واحد یا کمتر	0.66
5-10 واحد	0.45
11-20 واحد	0.4
21-50 واحد	0.35
51-100 واحد	0.3
بیش از 100 واحد	0.25

فرمول زیر آسان ترین روش جهت محاسبه دبی آب مصرفی در ساختمان های مسکونی است:
رابطه 1-1: (m³/hr) Q = A * B * T * f / 1000

• Q: دبی بر حسب مترمکعب بر ساعت
• A: تعداد واحدهای مسکونی در مجتمع
• B: تعداد انسان های مستقر در هر واحد (میانگین نفرات براساس مساحت واحد و تعداد اتاق های خواب)
• T: میانگین مصرف سرانه آب در شبانه روز (با توجه به نوع ساختمان و شیوه ی زندگی)
• f: ضریب همزمانی

جدول -4: میانگین مصرف سرانه آب
میانگین مصرف سرانه آب در ساختمان های مسکونی	(لیتر در شبانه روز)
آپارتمان های معمولی دارای یک سرویس	100-150
آپرتمان لوکس دارای وان	150-200
ویلای لوکس و آپارتمان های دارای سونا – جکوزی	200-250

مثال: محاسبه میزان دبی پمپ آب برای یک مجموعه 120 واحدی دو خوابه

تعداد واحدها	120
میانگین نفرات بر اساس مساحت تعداد اتاق های خواب	4
میانگین سرانه مصرف در شبانه روز	150
ضریب همزمانی	0.25

دبی پمپ برابر است با: Q = 120 * 4 * 150 * 0.25 / 1000 = 18 m³/hr

طراحی با استفاده از نمودار استاندارد DIN 1988

در این روش با در نظر داشتن نوع کاربری حداکثر میزان آب مصرفی (V° peak) با محاسبه مجموع کل مصارف وسایل بهداشتی (V° cal) از جدول – 1 و با کمک نمودارهای شکل زیر محاسبه می شود.

شکل-6: تخمین میزان مصرف با روش استاندارد DIN 1988

محاسبه ظرفیت با استفاده از واحد مصرف (SFU)

اساس این روش محاسبه میزان واحد مصرف وسایل بهداشتی (F.U.) با درنظر گرفتن ضریب تقاضا است. میزان دبی هریک از وسایل بهداشتی بر حسب (Supply Fixture Unit) یا به اختصار S.F.U محاسبه می شود. یک واحد مصرف معادل 7.5 گالن (معادل تقریبا 28 لیتر) بر دقیقه بوده و این میزان مصرف یک شیر ساده دستشویی است. میزان مصارف آب انواع وسایل بهداشتی بر حسب واحد مصرف در جدول-5 آمده است.

لازم بذکر است که این روش، روشی علمی برای برآورد مصرف آب بهداشتی است که برطبق استاندارد بین المللی ASHRAE و مبحث 16 مقررات ملی ساختمان (تاسیسات بهداشتی) تدوین شده است.

در اینجا در ابتدا از طریق جمع مصرف واحد وسایل بهداشتی مختلف براساس مقادیر آمده در جدول-5، SFU کل ساختمان محاسبه می شود. سپس به کمک جدول تبدیل واحد S.F.U به گالن و یا نمودار های شکل-4 و شکل-5 میزان مصرف واقعی تعیین می گردد.

در این روش زمان بیشتری صرف محاسبات می شود اما نتایج از دقت بالاتری برخوردار است. همچنین با توجه به اینکه محاسبات منطبق بر استاندارد و سطح زندگی مرفه تری است، میزان ظرفیت بدست آمده بیش از سایر روشها خواهد شد.

جدول -5:  مقدار S.F.U برای لوازم بهداشتی مختلف
وسیله بهداشتی	کاربری	نوع کنترل	مقدار S.F.U
			سرد	گرم	کل
توالت	عمومی	فلاش ولو	10		10
توالت	عمومی	فلاش تانک	5		5
یورینال (Urinal)	عمومی	فلاش ولو	5		5
یورینال (Urinal)	عمومی	فلاش تانک	3		3
دستشویی	عمومی	شیر	5-Jan	5-Jan	2
وان	عمومی	شیر	3	3	4
دوش	عمومی	شیر مخلوط	3	3	4
شیر آفتابه	عمومی	شیر مخلوط	5-Jan	5-Jan	2
سینک عمومی	ادارت، غیره	شیر	25-Feb	25-Feb	3
سینک آشپزخانه	هتل، رستوران	شیر	3	3	4
آبخوری	ادارات، غیره	شیر 8/3 اینچ	25/0		25/0
توالت	خصوصی	فلاش ولو	6		6
توالت	خصوصی	فلاش تانک	2-Feb		2-Feb
دستشویی	خصوصی	شیر	5/0	5/0	7/0
وان	خصوصی	شیر	1	1	4-Jan
دوش	خصوصی	شیر مخلوط	1	1	4-Jan
شیرآفتابه	خصوصی	شیر مخلوط	5/0	5/0	7/0
سینک آشپزخانه	خصوصی	شیر	1	1	4-Jan
سینک رختشویی	خصوصی	شیر	1	1	4-Jan
لوازم بهداشتی یک حمام کامل	خصوصی	فلاش ولو	6	5-Jan	7
لوازم بهدشتی یک حمام کامل	خصوصی	فلاش تانک	7-Feb	5-Jan	6-Mar
ماشین ظرفشویی	خصوصی	اتوماتیک		4-Jan	4-Jan
ماشین لباسشویی 6/3 کیلوگرم	خصوصی	اتوماتیک	1	1	4-Jan
ماشین لباسشویی 6/3 کیلوگرم	عمومی	اتوماتیک	25-Feb	25-Feb	3
ماشین لباسشویی 6/7 کیلوگرم	عمومی	اتوماتیک	3	3	4

در ادامه جدول حداقل فشار مورد نیاز پشت شیرهای تجهیزات و لوازم خانگی و صنعتی را آورده ایم.

جدول -6: حداقل فشار پشت شیر – مقررات ملی ساختمان – مبحث شانزدهم
لوازم بهداشتی	حداقل مقدار فشار آب
	متر ستون آب	پوند بر اینچ مربع  (Psi)
وان	5-May	8
وان با شیر ترموستاتیک	14	20
توالت فرنگی	7-Feb	4
توالت فرنگی با شیر ترموستاتیک	14	20
شیر مخلوط	5-May	8
ماشین ظرفشویی خانگی	5-May	8
آب خوری	5-May	8
لگن رختشویی	5-May	8
دستشویی	5-May	8
دوش	5-May	8
دوش با شیر ترموستاتیک	14	20
شیر سر شیلنگی	5-May	8
شیر آفتابه	5-May	8
سینک با سینی	5-May	8
سینک آشپزخانه خانگی	5-May	8
سینک شستشوی عمومی	5-May	8
یورینال با فلاش ولو	17	25
توالت با فلاش ولو	17	25
توالت با فلاش تانک	5-May	8

همچنین در ادامه جدول رابطه دبی مورد نیاز و حداکثر فشار آب در تجهیزات مختلف خانگی را مشاهده خواهید نمود:

لوازم بهداشتی	حداکثر مقدار جریان		حداکثر فشار آب
	لیتر (در دقیقه)	گالن (در دقیقه)	بار	بوند بر اینچ مربع (Psi)
دستشویی خصوصی	6	6-Jan	4	60
دستشویی عمومی	2	5/0	4	60
دستشویی با شیر برقی خودکار	6	6-Jan	4	60
دوش	8	½	4	60
سینک	8	½	4	60
یورینال	2 (در هر ریزش)	5/0	4	60
توالت	دو حالته 3 و 6	دو حالته 8/0 و 6/1	4	60
	(در هر ریزش)	(در هر ریزش)
شیر آفتابه	6	6-Jan	4	60

مثال: دبی بوستر پمپ برای یک مرکز تجاری با مشخصات زیر را محاسبه نمایید:
5 طبقه و در هر طبقه آن لوازم بهداشتی زیر قرار دارد:
10 توالت عمومی ، 6 روشویی و 10 شیر توالت

راه حل:
ابتدا میزان S.F.U برای تجهیزات موجود در مرکز تجاری را از جداول استخراج می کنیم:

وسیله بهداشتی	تعداد	S.F.U
		برای هر عدد	کل
دستشویی عمومی	5 * 6 = 30	2	60
شیر توالت عمومی	5 * 10 = 50	2	100
فلاش تانک	5 * 10 = 50	5	250
مجموع  S.F.U			410

410 برحسب S.F.U است و برای تبدیل آن به گالن بر دقیقه و یا لیتر در ثانیه از جدول زیر که ضریب همزمانی مصرف نیز در آن لحاظ شده و در مبحث 16 آمده استفاده می کنیم:

جدول تبدیل S.F.U به GPM
حداکثر مقدار جریان آب براساس S.F.U
سیستم های مجهز به فلاش تانک			سیستم های مجهز به فلاش ولو
S.F.U	مقدار جریان		S.F.U	مقدار جریان
	گالن در دقیقه	لیتر در ثانیه		گالن در دقیقه	لیتر در ثانیه
60	32	1-Feb	60	54	40/3
70	35	20-Feb	70	58	65/3
80	38	4-Feb	80	Feb-61	85/3
90	41	58/2	90	Mar-64	5-Apr
100	May-43	74/2	100	May-67	25-Apr
120	48	3	120	73	60/4
140	May-52	30-Mar	140	77	85/4
160	57	60/3	160	81	10-May
180	61	84/3	180	May-85	40/5
200	65	9-Apr	200	90	67/5
225	70	41/4	225	May-95	1-Jun
250	75	72/4	250	101	35/6
275	80	4-May	275	5/104	60/6
300	85	35/5	300	108	80/6
400	105	61/6	400	127	8
500	124	61/6	500	143	9
750	170	7-Oct	750	177	15-Nov

همانطور که ملاحظه می شود دبی پمپ 105 گالن بر دقیقه بدست می آید که معادل 24 مترمکعب برساعت است. یا بکمک نمودار شکل-5 400 S.F.U معادل 24 مترمکعب بر ساعت بدست می آید.
علا.وه بر این می توان از نمودار های زیر بعد از بدست آوردن حداکثر میزان مصرف برای تبدیل S.F.U به مترمکعب بر ساعت استفاده نمود.

شکل-4: منحنی تبدیل S.F.U به m³/hr

شکل-5: منحنی تبدیل S.F.U به مترمکعب بر ساعت

مثال:
میزان آب مصرفی یک مجموعه مسکونی 160 واحدی با مشخصات زیر را محاسبه نمایید:
125 واحد آپارتمان دو خوابه 80 متر مربعی یک سرویس حمام و سرانه هر آپارتمان 4 نفر
35 واحد آپارتمان سه خوابه 180 متر مربعی دو سرویس حمام یکی دارای وان و سرانه هر آپارتمان 4 نفر

روش اول:
با استفاده از جدول-2 و برای ساختمان مسکونی 160 واحدی مقدار مصرف در حدود 15 متر مکعب در نظر گرفته می شود. لازم بذکر است این مقدار تخمینی حدودی و با حداقل ظرفیت است.

	دبی بر حسب m3/h
میزان مصرف آب	4	5	6	8	9	10	11	12	13	14	15	20	25	30	40	50
ساختمان مسکونی (تعداد واحدها)	4	6	10	30	45	60	75	95	115	140	180

روش دوم:
در اینجا از رابطه 1-1 برای محاسبه میزان آب مصرفی استفاده می کنیم. چون دو نوع آپارتمان داریم هرکدام را جداگانه محاسبه می کنیم.
با توجه به جدول – 4: حداکثر میزان سرانه آپارتمان دارای یک سرویس 150 لیتر و با کمک جدول-3 ضریب همزمانی مصرف 160 واحد آپارتمان معادل 25/0 بدست می آید.

Q₁ = 125 * 4 * 150 * 0.25 / 1000 = 18.75 m³/hr

بهمین صورت برای مصرف سرانه آپارتمان دارای دو سرویس دارای وان (آپارتمان لوکس) 200 لیتر و ضریب همزمانی هم همانند قبل می باشد. با جایگذاری در رابطه 1-1 داریم:

Q₁ = 35 * 4 * 200 * 0.25 / 1000 = 7 m³/hr

و در نهایت مقادیر برای هر دو نوع آپارتمان با یکدیگر جمع می شود:

Q_total = Q₁ + Q₂ = 18.75 + 7 ≃ 26 m³/hr

روش سوم:
از جدول – 1 مقادیر مصرف برای لوازم بهداشتی را استخراج کرده و بصورت زیر محاسبه می کنیم:

160*0.14=22.4	سینک ظرفشویی
160*0.25=40	ماشین رختشویی
160*0.7=112	توالت
160*0.7=112	حمام خصوصی
35*0.7=24.5	حمام مهمان
∑V°cal ≈ 311 lit/s	مجموع

به کمک گراف شکل-6 و با توجه به میزان ظرفیت کل محاسبه شده (∑V°cal ) که بیشتر از 20 lit/s است از منحنی A (برای ساختمان مسکونی) حداکثر میزان مصرف در حدود 5 lit/sبه دست می آید. برای تبدیل آن به واحد مترمکعب بر ساعت عدد بدست آمده را در (3600 sec / 1hr) * (1m³ / 1000lit) ضرب می کنیم:

V° peak = 5 * 3600 / 1000 = 18 m³/hr

روش چهارم:
واحدهای مصرف در آپارتمان های 80 متری به قرار زیر است:

• سرویس توالت ایرانی و دستشویی
• سرویس حمام شامل توالت فرنگی با فلاش تانک ، دستشویی و دوش
• سینک ظرفشویی
• ماشین لباسشویی

با استفاده از جدول-5 مقدار S.F.U را برای هر واحد مصرف بدست می آوریم:

سینک ظرفشویی	1/4
ماشین لباسشویی	1/4

برای سرویس ها، بدلیل عدم استفاده همزمان ، توالت ایرانی را بعنوان بیشترین مصرف کننده در نظر می گیریم:

توالت ایرانی

2/2

در مصرف کننده های بهداشتی مربوط به حمام، باز هم بدلیل عدم استفاده همزمان توالت را بعنوان بیشترین مصرف کننده در نظر می گیریم:

توالت

2/2

در نهایت برای آپارتمان های 80 متری داریم:

واحدهای مصرف در آپارتمان 80 متری		S.F.U
سینک ظرفشویی		1/4
ماشین لباسشویی		1/4
مجموعه سرویس بهداشتی	بیشترین مصرف کننده (توالت)	2/2
مجموعه حمام	بیشترین مصرف کننده (توالت)	2/2
مجموع واحدهای مصرف در یک آپارتمان 80 متری		7/2
مجموع واحدهای مصرف 125 واحد آپارتمان 80 متری		900  =  125 × 2/7

بهمین ترتیب واحدهای مصرف در آپارتمان های 180 متری به قرار زیر هستند:

• سرویس توالت ایرانی و دستشویی
• سرویس حمام خصوصی شامل : وان ، توالت فرنگی با فلش تاتک و دستشویی
• سرویس مهمان شامل: توالت فرنگی با فلش تانک و دستشویی
• سینک ظرفشویی
• ماشین لباسشویی

و در نهایت داده های زیر را از جدول-5 استخراج می نماییم:

واحدهای مصرف در آپارتمان 180 متری		S.F.U
سینک ظرفشویی		1/4
ماشین لباسشویی		1/4
مجموعه سرویس بهداشتی	بیشترین مصرف کننده (توالت)	2/2
مجموعه حمام خصوصی	بیشترین مصرف کننده (توالت)	2/2
مجموعه سرویس مهمان	بیشترین مصرف کننده (توالت)	2/2
مجموع واحد مصرف در یک آپارتمان 180 متری		9/4
مجموع واحدهای مصرف 35 واحد اپارتمان 180 متری		329 = 35 × 4/9

در نهایت برای این مجتمع 160 واحدی مقدار S.F.U کل برابر خواهد بود با: 1229 = 329 + 900
حال به کمک منحنی شکل-5 حداکثر میزان مصرف 60 مترمکعب بر ساعت بدست می آید.

همانطور که ملاحظه می شود در روش چهارم (روش S.F.U) دبی معمولا زیادتر از روش های مختلف محاسبه می شود. بهمین منظور یکی از راهکارهایی که مهندس طراح برای انتخاب پمپ می تواند بکار بگیرد این است که دبی محاسبه شده از این طریق را تقسیم بر 2 نماید تا دو عدد پمپ با کارکرد 50% انتخاب شود. در اینصورت در زمان مصرف پمپ اول وارد مدار می شود و اگر نتوانست نیاز سیستم را تامین کند پمپ دوم نیز وارد مدار می شود.

با توجه به اینکه در کمتر مواقعی ممکن است دو پمپ با هم کار کنند در اکثر مواقع همواره یک پمپ می تواند نیاز سیستم آبرسانی را تامین نمایید (در این حالت طراح می تواند در صورت صلاحدید پمپ رزرو انتخاب نکند). همچنین نکات زیر می تواند به طراحی سیستم مناسب کمک نمایید:

• در صورتی که طراح از بوستر پمپ های دور ثابت استفاده می کند توصیه می شود یک جوکی پمپ نیز در کنار سایر پمپ ها قرار گیرد.
• در صورتی که از مدلهای دور متغیر استفاده می شود نیازی به جوکی پمپ نیست.

در نهایت با توجه به استانداردها و تجربی بودن هر یک از روش های فوق در جهت محاسبه ظرفیت سیستم مقادیر مختلفی بدست می آید. برخی از این روش ها جهت محاسبه ئ تخمین سریع هستند و حداقل مصرف سیستم را نشان می دهند. اما توصیه می شود زمانی که نیاز به برآورد دقیق بوده و بخواهیم امکان وقوع حداکثر مصرف را نیز مدنظر داشته باشم، روش S.F.U نتایج قابل قبول‌تری را بهمراه دارد.

محاسبه حداکثر شدت جریان آب مصرفی (دبی) برای سایر کاربری ها:
جدول-7 محدوده ی مصرف آب را برای انجام تخمین های حدود ی سایر کاربری ها نشان می دهد. در این حالت دبی معادل یک سوم حجم مصرف روزانه در نظر گرفته می شود.میزان مصرف آب در مکان های عمودی

افتهای سیستم برای محاسبه هد پمپ آبرسانی:

برای درک درست پارامترهای دخیل در تعیین حداقل فشار بوستر پمپ به تصویر زیر توجه نمایید:

حالت اول:
در صورتی که منبع تغذیه بالاتر از بوستر پمپ باشد: H_tot = H_imp + H_a + H_d + H_j

حالت دوم:
در صورتی که منبع تغذیه پایین تر از دستگاه باشد: H_tot = H_imp + H_b + H_d + H_j

• H_a: ارتفاع مکش از منبع تغذیه
• H_b: ارتفاع مثبت مکش از منبع تغذیه و یا حداقل فشار آب ورودی
• H_imp: ارتفاع بالاترین مصرف کننده از محل استقرار سیستم بوستر
• H_d: حداقل فشار لازم پشت مصرف کننده که از جدول-1 استخراج می شود
• H_j: افت فشار استاتیکی ناشی از لوله ها، اتصالات و شیرآلات که از جداول افت فشار لوله ها استخراج می شود.
• H_tot: حداقل فشار کل بوستر پمپ

حداقل فشار یا ارتفاع بوستر پمپ باید علاوه بر غلبه نمودن به ارتفاع بالاترین مصرف کننده و افت فشار استاتیکی ناشی از عبور آب از لوله ها و اتصالات، حداقل فشار مورد نیاز مصرف کننده را که در جدول-1 بر حسب بار و یا در جدول-6 برحسب ارتفاع ستون آب آمده است را تامین نماید.

لازم بذکر است افت فشار در کنتور برای حالتی که مخزن ذخیره وجود دارد صفر در نظر گرفته می شود. بر طبق ضوابط مبخث شانزده نصب پمپ آبرسانی روی خط آبرسانی شهری ممنوع بوده و باید از منبع ذخیره استفاده شود.

مثال: آپارتمان مسکونی 45 واحده برای تامین فشار سیستم آبرسانی نیاز به بوستر پمپ دارد. اگر ارتفاع ساختمان از پایین ترین تا بالاترین طبقه 38 متر و طول لوله کشی تا دورترین مصرف کننده در حدود 70 متر باشد، حداقل هد بوستر پمپ را محاسبه نمائید.

• ارتفاع موتور خانه تا بالاترین طبقه: 38 متر
• حداقل فشار پشت شیر در آخرین مصرف کننده: 5.5 متر

با در نظر گرفتن ضریب افت در هر 100 فوت لوله برابر با 5% افت فشار در اتصالات را به روش زیر محاسبه می کنیم:

H_j =70×1.5×0.05=5.25m

و در نهایت هد بوستر پمپ برابر است با:

H_j = H_imp + H_d + H_j = 38+5.5+5.25=48.75m

نکته: تعیین افت فشار ناشی از اصطکاک جریان در لوله ها، اتصالات و شیرآلات بدین صورت است که برای هر تجهیز باید به جدول طول معادل مراجعه نمود که امری زمان بر است. برای سهولت در انجام محاسبات می توان طول معادل را بطور تقریبی برابر با 50 در صد طول مسیر رفت و برگشت در نظر گرفت. برای همین می توان در محاسبه افت فشار ناشی از اصطحکاک عدد 5/1 را در طول مسیر لوله کشی ضرب کرده و با ضرب حاصل تن در ضریب افت اصطکاک (روش تعیین این ضریب در هندبوک ASHRAE آمده است) میزان افت فشار در لوله ها و اتصالات بدست می آید.

در انتها پیشنهاد می نمائیم صفحه محصول بوستر پمپ آتش نشانی را هم بازدید فرمائید.