Dobór przepompowni zaczyna się od punktu Q-H, a nie od mocy silnika

Najczęstszy błąd przy wyborze pompy do ścieków polega na patrzeniu tylko na moc w kW albo maksymalną wysokość podnoszenia z etykiety. Pompa pracuje jednak w konkretnym punkcie: przy wymaganej wydajności Q musi wytworzyć określoną wysokość podnoszenia H.

Na H składa się różnica poziomów między przepompownią i punktem zrzutu oraz opory przewodu tłocznego. Im większy przepływ albo mniejsza średnica rury, tym większa prędkość i zwykle znacznie większe straty tarcia.

Dlatego ten kalkulator daje wynik w formacie np. 9,0 m³/h @ 4,6 m. Taki punkt należy nanieść na charakterystykę Q-H konkretnego modelu pompy.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Nie wybieraj pompy po jej maksymalnym H przy Q = 0. Odczytaj z krzywej producenta, jaką wysokość pompa daje przy Twojej wymaganej wydajności. Punkt pracy instalacji powinien znajdować się w zalecanym obszarze pracy konkretnej pompy.

Z czego składa się całkowita wysokość podnoszenia?

W uproszczonym układzie tłocznym kalkulator przyjmuje:

H = Hstat + Hp + Hlin + Hmiejsc

Hstat - różnica wysokości między poziomem cieczy w studzience a punktem zrzutu,
Hp - dodatkowa wysokość wynikająca z ciśnienia po stronie odbioru,
Hlin - strata tarcia na długości przewodu,
Hmiejsc - opory zaworów, kolan, trójników i innych elementów.

Dlaczego średnica przewodu tłocznego tak mocno zmienia wynik?

Dla danego przepływu zmniejszenie średnicy zwiększa prędkość. Straty Darcy-Weisbacha zależą od kwadratu prędkości, więc pozornie niewielka zmiana światła rury może wyraźnie podnieść wymaganą wysokość podnoszenia pompy.

Z drugiej strony przewodu nie powinno się przewymiarowywać bez kontroli. W kanalizacji tłocznej trzeba utrzymać warunki transportu ścieków i ograniczyć ryzyko odkładania osadów. Minimalne prędkości i zasady płukania należy sprawdzić w dokumentacji projektu i wytycznych dla konkretnego systemu.

Do dokładniejszego sprawdzenia samego przewodu możesz wykorzystać także kalkulator strat ciśnienia w rurze.

Przepływ pompy musi być większy od dopływu, jeśli zbiornik ma się opróżniać

Jeżeli do studzienki dopływa 1,2 l/s, a pompa tłoczy tylko 1,0 l/s, poziom ścieków podczas jej pracy nadal będzie rósł. Dlatego wydajność pompy Q musi być dobrana z uwzględnieniem maksymalnego dopływu oraz sposobu pracy instalacji.

Kalkulator pokazuje orientacyjny czas napełniania i opróżniania objętości roboczej między poziomem START i STOP. Zakłada przy tym stały dopływ. Rzeczywiste ścieki dopływają nierównomiernie, dlatego liczba cykli jest tylko kontrolą pomocniczą.

Jeśli obliczona liczba uruchomień przekracza limit producenta, można potrzebować większej objętości roboczej, innej wydajności pompy albo innej logiki sterowania.

Przykład: 2,5 l/s przez 50 mm i 35 m przewodu

Przy przepływie 2,5 l/s przez przewód o średnicy wewnętrznej 50 mm prędkość wynosi około 1,27 m/s. Dla 35 m gładkiego przewodu i ΣK = 5 straty wynoszą łącznie około 1,6 m słupa cieczy.

Jeżeli różnica wysokości wynosi 3 m, wymagane H rośnie do około 4,6 m. W katalogu pompy interesuje Cię więc nie jej maksymalne 10 czy 15 m, ale to, czy przy Q = 9 m³/h nadal osiąga co najmniej około H = 4,6 m.

Pompa do ścieków to nie tylko przepływ i wysokość

Po wyznaczeniu punktu Q-H trzeba sprawdzić również typ tłoczonych ścieków i konstrukcję pompy. Dla ścieków surowych istotne są m.in. wolny przelot, odporność na ciała stałe i włókniste, rodzaj wirnika albo rozdrabniacza, możliwość pracy z falownikiem oraz dostęp serwisowy.

W przepompowniach z dwoma pompami trzeba dodatkowo ustalić sposób pracy naprzemiennej, rezerwę na awarię jednej pompy i zachowanie układu przy maksymalnym dopływie.

To dlatego wynik tego kalkulatora jest punktem startowym do doboru urządzenia, a nie gotową specyfikacją kompletnej przepompowni.

Kiedy wynik może być zaniżony?

Najczęściej wtedy, gdy pominięto zawór zwrotny, zasuwę, liczne kolana, długi przewód albo dodatkowe ciśnienie po stronie odbioru. Istotna jest też rzeczywista średnica wewnętrzna - dwie rury o tej samej średnicy nominalnej mogą mieć inne światło.

Jeśli nie znasz wymaganej wysokości statycznej albo chcesz przeliczyć bar na metry słupa cieczy, pomocny będzie kalkulator wysokości podnoszenia pompy.

Źródła i metodologia

Grundfos - Wastewater in Commercial Buildings - procedura wymiarowania pompy: wysokość statyczna, straty w armaturze, straty liniowe i całkowita H.
Grundfos - Geodetic head - definicja wysokości geodezyjnej przepompowni.
Straty liniowe: równanie Darcy-Weisbacha; współczynnik tarcia dla przepływu turbulentnego wyznaczany numerycznie z równania Colebrooka-White'a.

Model zakłada ciecz o właściwościach zbliżonych do wody, pełne wypełnienie przewodu tłocznego i stan ustalony. Dla ścieków o szczególnych właściwościach oraz złożonych układów pomp potrzebny jest projekt branżowy.