منبع تحت فشار چیست و چه کاربردی دارد

مقدمه

در این مقاله از نافکو قصد داریم مخزن (منبع) تحت فشار و انواع آن را مورد بررسی قرار داده چه در آبرسانی و چه آتش نشانی و محاسبات و دلایل استفاده و مزایا و معایب هرکدام از منابع تحت فشار را بطور کامل شرح دهیم.

منبع تحت فشار Pressure tank چیست؟

در واقع کار منبع تحت فشار این است که در سیستم آب خانگی هنگامی که پمپ خاموش است با هدف تخلیه آب مخزن تحت فشار استفاده می شود. سناریو مخزن تحت فشار به این شکل می باشد که پمپ روشن شده و همزمان با اینکه سیستم تزریق آب را انجام می دهد، منبع تحت فشار هم پر میشود (درون تیوپ پر از آب خواهد شد)، زمانی که پمپ خاموش شود قبل از استارت بعدی (یعنی مصرف ساختمان مجدد باز شود)، آب داخل منبع تحت فشار به ساختمان تزریق میشود تا هنگامی که آب تمام شده و پمپ اول وارد مدار شود این سناریو کلی نحوه پر و خالی شدن یک منبع تحت فشار است. زمانی که مصرفی در سیستم وجود ندارد پمپ اصلی خاموش میشود در حالی که پمپ در این شرایط خاموش است، مخزن تحت فشار نیز جریان کم در سیستم را برآورده می کند، بدون مخزن بوستر پمپ با کوچکترین درخواست جریان (حتی یک نشتی کوچک) هم روشن میشود که این شرایط، شرایط مطلوبی نیست.

پیشنهاد مطالعه: راهنمای جامع بوستر پمپ

حجم مخزن تحت فشار به چه عواملی بستگی دارد؟

به ۲ عامل بستگی دارد:

  • مدت زمانی که میخواهیم پمپ در شرایط بدن جریان خاموش بماند (یعنی میخواهید در یک زمان مشخصی پمپ خاموش شود و آب از منبع تحت فشار تزریق گردد)
  • محل نصب مخزن نسبت به بوستر پمپ (ست پمپ یا پمپ تک) هم مهم می باشد

مزایای منابع تحت فشار

  • جذب ضربه قوچ (در بحث آبرسانی دور ثابت و آتش نشانی)
  • کنترل نوسانات سیستم
  • کنترل خاموش و روشن شدن پمپ
  • کنترل مصارف جزئی (مانند جوکی پمپ)

شرایط مناسب جهت نصب منبع تحت فشار

  • چرخش مناسب و عدم سکون آب در منبع فراهم شود
  • مقاومت اجزای مرتبط با آب وجود داشته باشد
  • ایمن از لحاظ بهداشتی

نکته: ۱- برای تعیین حجم تخلیه مخزن، gpm در تقاضای تخمینی حداقلی (حجم پذیرش)، باید در حداقل زمانی ضرب شود که می خواهید بوستر پمپ در حالت خاموشی و بدون جریان خاموش بماند.

۲- با توجه به تاخیرهای زمانی تعبیه شده در بیشتر مدارهای خاموش بدون جریان، معمولا ۳ دقیقه حداقل زمان خاموشی در نظر گرفته شده است، بطور معمول حداکثر زمان ۳۰ دقیقه است، در نتیجه هر چه پمپ بیشتر خاموش باشد انرژی بیشتری ذخیره می کند و در نتیجه مخزن باید بزرگتر انتخاب شود، بنابراین باید بین اندازه مخزن و حداقل زمان خاموش شدن باید توازنی وجود داشته باشد. در ادامه با مثال های متنوع با این مسئله بیشتر آشنا خواهید شد.

دستورالعمل های ساخت بوستر پمپ در منابع تحت فشار

در ادامه ۲ بند از دستورالعمل های ساخت بوستر پمپ در گروه تصرف S1 و S2  آورده شده است:

  • توصیه میشود از منبع تحت فشار با ظرفیت و فشار کاری مناسب جهت جلوگیری از کارکرد مکرر جوکی پمپ در راستای تامین فشار سیستم استفاده گردد
  • در صورت استفاده از منبع تحت فشار در مسیر مابین شیر قطع کن و منبع تحت فشار، باید یک عدد شیر تخلیه نصب گردد

پیشنهاد مطالعه: استانداردهای ساخت پمپ های صنعتی

نمایی از مخزن تحت فشار در ساختار بوستر پمپ | نافکو

انواع منبع تحت فشار

همانطور که گفته شد حجم مخزن با مقدار آبی که میتواند از مخزن خارج شود برابر نیست، در اصل مخزن تحت فشار یک مخزن بسته که حدودا ⅔ یا ¾ حجم آن را آب و باقی آن با هوا پر شده و حجم قابل استفاده مخزن به حداقل فشار مجاز سیستم و ضریب تخلیه ی مخزن بستگی دارد، این ضریب کاهش را میتوانیم از داده های فشرده شده توسط سازنده ی مخزن استخراج کنیم، در ادامه به شرح انواع مخزن تحت فشار خواهیم پرداخت.

شکل کلی انواع منبع یا مخزن تحت فشار | نافکو

منبع دیافراگمی (منبع تحت فشار دارای دیافراگم)

در بالای این مخازن هوای تحت فشار و پایین منبع آب تحت فشار داریم، یک دیافراگم هم وجود دارد که بصورت بالا و پایین حرکت می کند، یعنی فشار وارد شده و سپس آب تخلیه میشود و به همین صورت هم آب وارد مخزن میشود، در واقع این دیافراگم در اصل ظرفیت آب را بصورت متغیر در می آورد.

*در ویدئوی بالا نحوه کار منبع دیافراگمی را مشاهده می کنید

منبع تحت فشار دارای تیوپ (منبع تیوپی)

در تصویر زیر تمامی اجزای منبع تحت فشار تیوپ دار را مشاهده می کنید:

تمامی اجزای یک منبع تحت فشار دارای تیوپ (منبع تیوپی) | نافکو

نکته ای که باید در نظر گرفت این است که جداره، مسیر جوش نباشد، زیرا اگر به هر دلیلی شارژ مخزن کم شود تیوپ رها خواهد شد و با این بدنه ها (جداره ها) برخورد کرده و تیوپ پاره خواهد شد و اینکه بهتر است در مخازن تحت فشار دارای تیوپ، از بالای عدسی جوش کاری صورت گیرد.

شکل برش خورده یک منبع تحت فشار تیپ دار | نافکو

منبع تحت فشار بدون تیوپ و دیافراگم

در این نوع مخزن تحت فشار، هوا و آب با یکدیگر در ارتباط هستند (این نوع منبع منسوخ شده است)، در نتیجه با حل شدن هوا با آب دچار کاهش فشار هوا خواهیم شد، بنابراین باید یک کمپرسور باید بصورت دائم وجود داشته باشد زیرا هوای تحت فشار سریع کم شده و با این کمپرسور در واقع تزریق هوا انجام میشود. در این مخازن بطور معمول از ورق گالوانیزه گرم تولید میشود، زیرا آب کامل با بدنه در تماس است، فشار نامی این منابع تقریبا ۶ تا ۱۲ بار می باشد و در ظرفیت ۱۰۰ الی ۵۰۰۰ لیتر تولید میشود (در سیستم های آبرسانی و آتش نشانی استفاده نمی شود).

انواع جانمایی منابع تحت فشار

در شکل زیر حالت های مختلف جانمایی یا نصب مخزت تحت فشار را مشاهده می کنید:

شکل انواع جانمایی منابع تحت فشار | نافکو

نحوه محاسبات منابع تحت فشار

در این بخش می خواهیم نحوه صحیح محاسبات منبع های تحت فشار را با ذکر مثال بیان کنیم.

مثال: طبق تصویر بالا، حالتی که منبع تحت فشار در بالاترین نقطه قرار گرفته مد نظر است، دقت کنید که مثال زیر در ۳ حالت یکسان است و میخواهیم فقط ظرفیت را بدست آوریم.

یک پکیج بوستر پمپ در یک آپارتمان با ظرفیت ۵۰۰ gpm در فشار خروجی ۷۵ psi و حداقل فشار مکش ۴۰psi در مدار آب شهر داریم، حجم مخزن مورد نیاز برای خاموش شدن ۱۵ دقیقه در شرایط جریان کم و فشار خاموش شدن بوستر پمپ ۶۵psi را محاسبه کنید؟

نکته: اعداد در مثال بالا فرضی بوده و ممکن است از واقعیت بدور باشند.

  • Q= 500 gpm
  • فشار خروجی= ۷۵ psi
  • حداقل فشار مکش= ۴۰psi
  • مدت زمان خاموش شدن پمپ= ۱۵ min
  • در این مورد اصطکاک مسیر را ۱۰ ft یا ۷۳/۴ psi محاسبه کرده ایم
  • مخزن تقریبا ۷۰ ft معادل ۳۰/۳ psi بالاتر از بوستر پمپ قرار دارد

به منظور محاسبه حجم مخزن تحت فشار، ابتدا باید حجم پذیرش مخزن را نسبت به فضاهای کاربری متفاوت از جدول زیر استخراج کنیم:

جدول حجم پذیرش نسبت به فضاهای کاربری مختلف | نافکو

فرمول: حجم پذیرش تنظیم شده = حجم پذیرش x مدت زمان خاموش شدن پمپ / ۳۰ دقیقه

حجم پذیرش = ۷۵ * ۱۵ / ۳۰ = ۵/۳۷ گالن

اکنون حجم مخزن تحت فشار را محاسبه می کنیم، ابتدا حجم پذیرش بدست آمده را تقسیم بر ضریب کاهش (ضریب تخلیه) می کنیم، که در ادامه شرح خواهیم داد:

  • فشار اولیه: فشار خاموش شدم پمپ – ارتفاع استاتیکی مخزن – افت مسیر لوله کشی مخزن تا کلکتور خروجی

فشار اولیه = ۶۵ psi – ۳/۳۰ psi – ۷۳/۴ psi  = ۳۰

  • فشار نهایی = برابر است با فشار در نقطه ی اتصال مخزن در زمانی است که سیستم کاملا تحت فشار است.

فشار نهایی = فشار خروجی و تخلیه – ارتفاع استاتیکی مخزن – افت مسیر لوله کشی مخزن تا کلکتور خروجی

فشار نهایی = ۷۵ psi – ۳/۳۰  psi – ۷۳/۴ psi = 40

از روی جدول زیر، اگر فشار اولیه و نهایی را بهم وصل کنیم به یک عددی خواهیم رسید = ۰/۸۳

جدول psi اولیه و psi نهایی منبع تحت فشار | نافکو

V = حجم پذیرش / عددی که از جدول استخراج شده = ۳۷/۵ / ۰/۱۸۳ = ۲۰۵ gal  ظرفیت مخزن تحت فشار نسب به جانمایی در پشت بام

پیشنهاد مطالعه: محاسبه هد و دبی جهت انتخاب پمپ

نحوه انتخاب مخزن تحت فشار

مهم ترین فاکتور در انتخاب مخزن تحت فشار، میزان بار قابل تحمل و حجم آن می باشد که برای بوستر پمپ آبرسانی، نوع دیافراگم آن از لحاظ بهداشتی بسیار اهمیت دارد.

نتیجه گیری

در آخر باید گفت که استفاده از منبع تحت فشار در حالت بدون تیوپ و دیافراگم، یک سیستم بسیار شلوغ را برای شما بوجود می آورد، پس بهتر است که از دو حالت قبلی بخصوص حالت تیوپ دار استفاده کنیم.

سوالات متداول

یک مخزنی است که در سیستم آب خانگی هنگامی که پمپ خاموش است با هدف تخلیه آب مورد استفاده قرار میگیرد

بصورتی کلی ۳ نوع منبع تحت فشار وجود دارد که عبارت اند از: منبع دیافراگمی، منبع تیوپ دار، منبع بدون تیوپ و دیافراگم

دلایل زیادی وجود دارد، یکی از مهم ترین دلایل استفاده از منابع تحت فشار این است که مصارف جزئی مانند جوکی پمپ را جبران کند تا از ورود پمپ اصلی به مدار جلوگیری کند.

در حالت تیوپ دار در صورت وجود هر گونه ضربه (پارگی) میتوان تیوپ داخل را تعویض کرد که چنین قابلیتی در منبع های دیافراگمی وجود ندارد

مزیت منبع دیافراگمی این است که دیافراگم آن از نوع EPDM بهداشتی است

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سبد خرید

ورود

هنوز حساب کاربری ندارید؟

برای دیدن محصولات که دنبال آن هستید تایپ کنید.
فروشگاه