Un calcul de la tête de pompage d'un bâtiment détermine la quantité énergie que la pompe doit ajouter fournir le débit requis pour le branchement le moins desservi. À la valeur de débit de conception, ajouter l’élévation de pression, la pression requise à la sortie résiduelle et les pertes d’aspiration par rapport au branchement; puis soustraire la pression d’entrée utilisable au point de départ défini. Exprimer chaque terme en une même unité et vérifier le résultat en comparant avec la courbe de pompage. Ce n’est pas simplement la hauteur de construction plus un facteur de sécurité arbitraire. Le débit final doit tenir compte du réseau de canalisations réel du projet, des zones de pression, de la condition minimale d’alimentation, de la pression requise par le branchement et des règles d’ingénierie adoptées.
Choisissez les deux extrémités du calcul
Avant d’insérer les chiffres, dessinez une ligne reliant la source d’eau à l’appareil de contrôle. Dans le cas d’un système alimenté par la ville, la référence de départ pourrait être le flasque d’aspiration du compresseur situé à La pression d'aspiration minimale crédible. Dans le cas d’un ensemble de réservoir de rupture, il peut s’agir du niveau d’eau du réservoir le plus bas autorisé. La référence finale est normalement le dispositif le plus exigeant ou un autre point de contrôle de la pression spécifié. Établissez chaque élévation en relation avec le même référentiel.
Des points de départ différents donnent lieu à des équations présentant des caractéristiques différentes qui sont physiquement équivalentes lorsque les pertes sont prises en compte de manière cohérente. Si la pression disponible est mesurée à l’entrée des installations de chauffage et de climatisation, incluez le compteur, le dispositif de retour d’eau, le filtre à boues et les pertes de canalisations entre cet indicateur et l’entrée de la pompe. Si la pression est mesurée à l’entrée de la pompe lors de l’utilisation à débit nominal, n’encombrez pas de nouveau ces pertes en amont. Cette seule erreur peut entraîner un double comptage ou l’omission d’une perte de pression importante.
Le Equipement de booster-régulateur BorraPumps Il peut être évalué pour la construction d’un système d’alimentation en eau une fois que le débit et la pression sont déterminés. La page produit de ce produit demande la pression d’entrée et de sortie car ces chiffres sont aussi importants que le débit de la pompe demandée. pompe surpression verticale en ligne ISG Il s’agit d’un type de produit différent et il faudrait le considérer séparément en fonction de l’impôt réel et de la configuration d’installation.
Écrivez le coefficient de balancement en une seule unité
Pour l'eau présente dans un bâtiment, une déclaration préliminaire utile est la suivante :
Capacité de pompage requise = différence d’altitude + pression résiduelle requise + friction et pertes de composants en aval − pression d’entrée utilisable.
Tous les termes doivent faire référence à la même trajectoire de déplacement et à des points cohérents. Une équation énergétique plus complète inclut les différences de vitesse et de pression, lorsque les dimensions et les vitesses des tubes en font une question pertinente. Manuel d'utilisation des systèmes de pompage du Département de l'Énergie des États-Unis Décrit les composantes pression, altitude, vitesse et friction de la tête de pompe. Le calculateur dynamique de tête de l’Université de l’État de Washington Il distingue également la pression d’alimentation disponible de l’ascenseur, des pertes et de la pression nécessaires à la destination. Un concepteur d’immeubles doit toujours calculer les composants réels du projet, et non reproduire les valeurs par défaut d’un calculateur.
Pour de l’eau propre à des températures proches de celles des bâtiments habituels, 1 psi correspond à environ 2,31 pieds d'eau.. Utilisez la densité exacte du fluide lorsque le milieu ou la température rendent cette approximation inappropriée. Convertissez uniquement les termes relatifs à la pression ; une hauteur de 60 pieds représente déjà une hauteur de 60 pieds. Ne multipliez pas cette hauteur par 2,31 à nouveau. Si vous travaillez en unités métriques, la pression à la hauteur est égale à la pression en pascals divisée par la densité du fluide multipliée par l’accélération gravitationnelle.
| Component de tête | Informations typiques requises | Contrôle comptable |
|---|---|---|
| Hauteur statique | Hauteur des pompes/sources et des éléments critiques | Même date et zone de pression correcte |
| Pression résiduelle du dispositif de fixation | Exigence de fixation ou d'équipement au débit de conception | Utiliser une base de projets et de codes acceptée |
| Perte de tuyaux et d'assemblages | Longueur, diamètre intérieur, raccordements, débit de branche | Calculer sur la trajectoire de débit applicable |
| Perte d’appareils | Mètre, dispositif de retenue de retour d'eau, filtre, vanne, PRV | Utiliser les données du fabricant lors de la conception du flux de travail |
| Pression d'entrée disponible | Niveau de l'eau dans le réservoir ou le réservoir d'eau de service, mesuré | État où la pression est mesurée |
| Déséquilibre de la tête de vitesse | Zones de tuyautage aux deux limites choisies | Inscrire le montant dans le document ; ne pas prévoir un montant forfaitaire |
La table est un liste de contrôle, Pas un ensemble de valeurs standard. Un concepteur doit utiliser des dessins réels, des composants testés et la pression de fixation requise par le code adopté. Matériau de la Faculté de Mécanique des fluides de l'Université Purdue Fournit les concepts de perte de pression et de courbe de pompage sous-jacents aux lecteurs qui souhaitent une dérivation hydraulique complète.
Trouvez la zone critique de rigidité et la zone de pression
Les dispositifs de pression les plus élevés sont souvent critiques, mais pas toujours. Un branchement éloigné avec des dispositifs restrictifs peut nécessiter plus de pression que celui situé plus près du point d’alimentation. Comparez les parcours qui combinent l’élévation, la pression résiduelle et la friction de manière la plus défavorable. Un dispositif commercial à débit élevé situé à un niveau inférieur peut nécessiter une configuration opérationnelle différente. Documentez le parcours et la répartition du débit utilisés lors du calcul.
Les bâtiments à plusieurs étages peuvent être divisés en zones de pression inférieure et supérieure pour éviter une pression excessive aux étages inférieurs. Calculez chaque zone séparément. Ajouter la hauteur totale du bâtiment à une pompe destinée uniquement à la zone supérieure peut exagérer sa capacité ; supposer qu’une pression de décharge serve toutes les étages sans régulateurs peut entraîner une surpression des appareils situés en dessous. Si une vanne de réduction de pression fait partie du design de la zone, tenez compte de ses pertes d’exploitation et de ses limites de pression, plutôt que de la considérer comme un raccord invisible.
L'estimation du flux de travail est calculée séparément. Voir comment calculer le débit de la pompe d'appoint pour appartement Pour un flux de travail de demande probable. Les deux valeurs doivent figurer sur un même plan de pompage : un débit sans débit maximal ne permet pas d’identifier le point de fonctionnement.
Travaillez à partir d'un exemple transparent
Considérez un hypothétique Débit maximal de 125 gpm dans la zone supérieure. L’augmentation verticale depuis le niveau de référence de l’aspiration jusqu’au niveau critique est de 75 pieds. La pression résiduelle requise à ce niveau est supposée être de 20 psi, équivalente à environ 46,2 pieds d’eau. Les pertes calculées dans le conduit, les raccordements et les dispositifs en aval à 125 gpm s’élèvent au total à 18 pieds. La pression minimale mesurée à l’entrée de la pompe lors de ce débit est de 25 psi, soit environ 57,8 pieds d’eau. En négligeant une petite différence de pression de pompage, la pression requise par la pompe est 75 + 46,2 + 18 − 57,8 = 81,4 pieds.
Cet exemple est une démonstration mathématique, et non une règle applicable à un bâtiment particulier. Les valeurs de pression de 20 psi, les pertes de 18 pieds et la pression d’entrée de 25 psi sont supposées — elles ne sont pas empruntées à une spécification BorraPumps ou déclarées comme limites de code. Si la pompe aspire de l’eau provenant d’un réservoir ouvert plutôt qu’une ligne d’eau soumise à pression, la condition de pression d’entrée change et le résultat peut être beaucoup plus élevé. Si la pression de 25 psi était mesurée en amont de l’appareil de rétention d’eau plutôt que sur la bride d’admission, la perte de pression doit être prise en compte avant de soustraire la pression disponible à l’entrée.
Ne pas appliquer un “ 10% de tête supplémentaire ” générique simplement parce que les entrées sont incertaines. Identifiez l’entrée qui est incertaine, recherchez une mesure ou une courbe fiable de perte de produit, et utilisez un seuil de conception explicitement documenté si l’ingénieur décide qu’une telle mesure est nécessaire. De grandes marges cachées tant en matière de débit que de pression peuvent éloigner une pompe de sa zone d’exploitation optimale.
Calculer les pertes au débit nominal
La friction des tuyaux dépend de la vitesse de circulation, du diamètre, de la longueur, de la rugosité et des propriétés du fluide. Les pertes de montage et de valve dépendent des composants réels et de leur configuration installée. La perte de pression pour un compteur ou un ensemble de retour doit être calculée en fonction des données du produit sélectionné pour le débit correspondant. Les pertes mesurées à un débit inférieur ne sont pas automatiquement transférées au cas de débit maximal. Si plusieurs pompes fonctionnent ensemble, les flux des tuyaux d’aspiration et de décharge diffèrent des flux des différents branchements ; n’appliquez pas le débit total à chaque branche.
Pour un bâtiment existant, les mesures effectuées en charge peuvent aider à concilier les calculs théoriques, mais une seule série de mesures ne constitue pas une courbe complète de la pompe. Il faut enregistrer simultanément le débit, les pompes en fonctionnement, la pression d’entrée, la pression de sortie, le niveau de la citerne (si présente) et l’emplacement du capteur. Une vanne fermée ou un clapet de régulation, un filtre obstrué ou un régulateur de pression défectueux peuvent fausser la différence de pression mesurée. Il faut corriger ces défauts avant de choisir une pompe de remplacement plus puissante.
Contrôlez les courbes de la pompe et du système ensemble
Une pompe centrifuge ne délivre pas une pression fixe à chaque débit. Lisez la courbe du fournisseur pour le débit requis, le réglage de l’impérial ou la vitesse, ainsi que la condition du liquide. Le point de fonctionnement réel est là où la courbe de la pompe rencontre la courbe du système. Notes de Purdue concernant les points de fonctionnement de la pompe expliquez cette intersection. La tête maximale citée à vide n’est pas la tête de conception au débit maximal du projet.
Pour un système de production en série, il faut examiner la situation de faible demande avec une seule pompe, la situation de pointe avec plusieurs pompes, et la situation d’échec si la redondance est prévue. Les pompes en parallèle partagent approximativement la même tête d’alimentation, tandis que leurs contributions en débit dépendent de leurs courbes. Doubler simplement le débit catalogue d’une seule pompe à une tête arbitrée n’est pas fiable. Si l’utilisation d’un contrôle à vitesse variable est prévue, il faut vérifier la plage de vitesse attendue, le débit minimum, les limites du moteur et la position du capteur de contrôle. Le point de pression de réglage n’est pas identique à la tête de la pompe : le contrôleur lit un point précis dans le système de canalisations alors que la pompe ajoute une différence de pression entre sa prise d’alimentation et sa sortie.
Le Guide sur le fonctionnement de la pompe de suralimentation/veille explique comment une exigence liée à une éventualité d’échec modifie les courbes à vérifier. Dans un bâtiment desservi 24 heures sur 24, l’ingénieur peut exiger que l’une des deux pompes assure la capacité maximale, tandis que l’autre est indisponible ; dans d’autres projets, un service d’urgence réduit peut être accepté. C’est une décision de projet, et non une propriété universelle du système à deux pompes.
Évaluer les conditions minimales et maximales d’approvisionnement
Le cas de faible pression d’entrée règle généralement la pression minimale de pompage nécessaire pour maintenir le fonctionnement au niveau du rez-de-chaussée. Le cas de pression d’entrée élevée peut réglementer la surpression de décharge et le comportement de contrôle. Le réseau d’alimentation d’une ville peut varier en fonction de l’heure de la journée et de l’activité de l’entreprise. Demandez les conditions de l’entreprise et mesurez les niveaux d’eau existants sur une période représentative, si possible. Si l’alimentation provient d’un réservoir, utilisez les niveaux d’eau à basse et à haute pression et vérifiez le système de contrôle à l’extrémité la plus élevée et la plus basse.
Les conditions de suction affectent également le risque de cavitation et la protection contre les faibles pressions. Une pompe choisie uniquement en fonction de la tête de vidange peut néanmoins être inappropriée si l’entrée ne peut fournir le débit requis. Vérifiez la capacité de suction positive disponible par rapport aux exigences de la pompe candidate en utilisant la température réelle de l’eau et l’arrangement de suction de votre projet. Évitez d’utiliser un booster provenant d’un réseau municipal inadéquat ou d’un réservoir qui ne peut pas reconstituer son volume stocké comme prévu.
Qu’est-ce qui devrait figurer dans une demande de devis complète ?
Indiquez flux de conception et tête différentielle requise ensemble, Avec les limites de calcul. Incluez la pression d’entrée minimale et maximale, la pression requise au niveau du capteur de contrôle ou de l’appareil critique, la température et la qualité de l’eau, les dimensions des canalisations, l’organisation des réservoirs, les attentes en matière de fonctionnement et de veille, la tension et la fréquence, les dimensions de l’installation et le schéma de commande prévu. Demandez des courbes de point de charge et des données électriques, et demandez les points de fonctionnement pour chaque cas de configuration. Gamma de pompes à eau BorraPumps Il peut être utilisé pour identifier les types de produits candidats, mais une correspondance définitive nécessite ces conditions.
Pour un hôtel, les modes d’utilisation multiples peuvent affecter la circulation simultanée des fluides et les zones de pression ; voir la figure 1. Guide de sélection des boosters pour hôtel Au lieu de transférer cet exemple sans modification. Gardez l'estimation du débit, le calcul de la tête et la configuration du groupe pompe comme décisions distinctes documentées afin que toute modification apportée à une entrée puisse être retracée dans le calendrier d'approvisionnement.
Foire aux questions
Le niveau de la pompe correspond-il à la hauteur de l'immeuble ?
Non. L’élévation n’est qu’une composante. La pression résiduelle du dispositif, les pertes de tuyauterie et de composants ainsi que la pression d’entrée disponible jouent également un rôle dans le débit spécifié.
Puis-je soustraire la pression de la ville à l’altitude du bâtiment ?
Seule après avoir converti la pression en pression sur la tête et défini l’endroit où cette pression est mesurée. Utilisez une pression d’alimentation minimale fiable en fonction de la vitesse de débit prévue ; incluez les pertes entre le point de mesure et l’entrée de la pompe.
Pourquoi la courbe de pompage affiche-t-elle des valeurs de pression différentes ?
La puissance de pompage d'une pompe centrifuge varie en fonction de la vitesse et du débit. Sélectionnez le point de fonctionnement souhaité, et non le niveau maximal de pression indiqué sur l'étiquette.
Le point de réglage de la pression de décharge correspond-il à la hauteur totale de la pompe ?
Non. Le point de référence est la pression à un seul capteur. La tête de pompe correspond à l’énergie ajoutée entre aspiration et décharge, exprimée en longueur de colonne de fluide.
Formation continue
La conférence de NPTEL IIT Kharagpur sur les courbes caractéristiques des pompes explique pourquoi la tête sélectionnée doit être vérifiée au débit calculé ; elle ne remplace pas un calcul de la tuyauterie spécifique à un projet.
Consultez la présentation sur les courbes caractéristiques de la pompe sur YouTube.