So dimensionieren Sie eine Abwasserpumpe: Durchfluss, Förderhöhe und Feststoffe

Wenn Sie sich fragen, wie eine Abwasserpumpe dimensioniert werden soll, beginnen Sie nicht mit der Leistung.

Die PS-Zahl sagt Ihnen etwas über den Motor aus, sagt Ihnen aber nicht, wie viel Abwasser die Pumpe an Ihrem Standort durch Ihr Rohr fördert. Ein zuverlässiger Prozess zur Dimensionierung von Abwasserpumpen beginnt mit einem Betriebspunkt - des erforderlichen Durchflusses bei dynamischer Gesamtförderhöhe - und prüft dann die Handhabung von Feststoffen, den Rohrdurchmesser, das Beckenvolumen, das Betriebsmuster und die Stromversorgung.

Dies ist wichtig, da Abwassersysteme weniger nachsichtig sind als Systeme für sauberes{0}}Wasser. Die Flüssigkeit kann weiche Feststoffe, faseriges Material, Splitt, Fett und eingeschlossene Luft enthalten. Die Pumpe startet und stoppt, wenn sich der Beckenspiegel ändert. Die Abflussleitung kann teils vertikal, teils horizontal verlaufen und mit Armaturen gefüllt sein. Eine Auswahl, die bei maximalen -Durchflussdaten angemessen aussieht, kann fehlschlagen, sobald die tatsächlichen Druck- und Rohrverluste berücksichtigt werden.

Ein guter Dimensionierungsprozess muss nicht mysteriös sein. Es sind genaue Standortinformationen und eine Pumpenkurve erforderlich. Die folgenden Schritte funktionieren für kleine Ejektorsysteme für Privathaushalte, kompakte Toilettenzerkleinerer, Hotelhebestationen und größere Tauchpumpen vom Typ WQ-. Der Maßstab ändert sich, aber die Logik bleibt dieselbe.

Die Dimensionierung einer Abwasserpumpe beginnt mit Durchfluss und Förderhöhe. Mit steigender Förderhöhe sinkt der verfügbare Durchfluss. Der Betriebspunkt-wo die Systemkurve auf die Pumpenkurve trifft-zeigt, was die Pumpe im Betrieb liefern kann. Eine Pumpe mit einer maximalen Förderleistung von 150 l/min und einer maximalen Förderhöhe von 11 m kann nicht beides gleichzeitig bieten; Seine Kurve muss die erforderlichen 90 l/min bei 8 m TDH bestätigen. Modellcodes wie 80WQ45-22-7.5 sind nur ein erster Filter. Überprüfen Sie immer die Kurve und nutzen Sie den realistischen Spitzenzufluss der Anwendung.

Der erste Schritt bei der Dimensionierung einer Abwasserpumpe besteht darin, zu bestimmen, wie viel Abwasser die Pumpe während der geschäftigsten Betriebszeit entfernen muss. Dies ist nicht dasselbe wie der in einem Pumpenkatalog angegebene maximale Durchfluss. Die Katalogdaten beschreiben, was die Pumpe unter bestimmten Testbedingungen leisten kann. Der erforderliche Durchfluss beschreibt, was das Gebäude oder der Prozess tatsächlich in das Becken leitet.

Beginnen Sie bei einem Haus, einem kleinen Gewerbegebäude oder einem Hotel mit den angeschlossenen Geräten und der Wahrscheinlichkeit, dass mehrere davon gleichzeitig entladen werden. Toiletten, Duschen, Waschbecken, Waschmaschinen und Bodenabläufe sind normalerweise nicht kontinuierlich in Betrieb, ihr gemeinsamer Spitzenzufluss kann jedoch weit über dem Tagesdurchschnitt liegen. Besondere Aufmerksamkeit verdienen Waschräume, da mehrere Waschmaschinen innerhalb kurzer Zeit große Mengen auswaschen können.

Wenn das System bereits vorhanden ist, liefert ein Beckenfülltest oft ein aussagekräftigeres Ergebnis als eine theoretische Schätzung. Schalten Sie die Pumpe aus, messen Sie, wie stark der Flüssigkeitsspiegel innerhalb einer bekannten Zeit ansteigt, und berechnen Sie das hinzugefügte Volumen. Bei einem rechteckigen Becken basiert das Volumen auf Länge, Breite und Höhenunterschied. Bei einem zylindrischen Becken nutzen Sie den Innendurchmesser und die Höhenveränderung.

Die grundlegende Beziehung ist:

Erforderliche Flussänderung=im Volumen/Änderung in der Zeit

Wiederholen Sie die Messung während einer geschäftigen Zeit und nicht bei geringer Nutzung. Wenn der Zufluss schwankt, verwenden Sie das höchste realistische Ergebnis und fügen Sie eine angemessene Betriebszulage hinzu. Vermeiden Sie es, einen übermäßigen Sicherheitsspielraum hinzuzufügen, da eine überdimensionierte Pumpe das Becken möglicherweise zu schnell entleert, zu häufig startet und stoppt und außerhalb ihres effizienten Bereichs arbeitet.

Sobald der Entwurfsablauf festgelegt ist, kombinieren Sie ihn mit der gesamten dynamischen Förderhöhe, um den Betriebspunkt zu erstellen. Dieser Betriebspunkt -nicht nur die Leistung allein- sollte anhand der Pumpenkurve überprüft werden. Geben Sie bei der Auswahl einer Abwasserpumpe den erwarteten Normaldurchfluss, den geschätzten Spitzendurchfluss, die Abwasserquelle und das Betriebsmuster an. Diese Angaben geben dem Lieferanten eine wesentlich bessere Grundlage für die Auswahl der richtigen Pumpe.

Nachdem Sie den erforderlichen Durchfluss ermittelt haben, berechnen Sie die gesamte dynamische Förderhöhe, normalerweise abgekürzt als TDH. Dies ist der Gesamtwiderstand, den die Abwasserpumpe bei der erforderlichen Fördermenge überwinden muss. Einer der häufigsten Fehler bei der Dimensionierung von Abwasserpumpen ist die alleinige Verwendung der vertikalen Hubhöhe.

TDH umfasst den statischen Auftrieb, den Reibungsverlust und den am endgültigen Entladepunkt erforderlichen Druck. Der statische Auftrieb ist der vertikale Höhenunterschied zwischen dem Betriebsflüssigkeitsspiegel im Becken und der Entnahmestelle. Ein horizontales Rohr fügt keinen statischen Auftrieb hinzu, erzeugt aber dennoch Reibung. Lange Rohrstrecken, kleine Innendurchmesser, raue Rohroberflächen, Bögen, Rückschlagventile, Absperrventile und andere Armaturen können den Widerstand erheblich erhöhen.

Notieren Sie vor der Auswahl der Pumpe den vertikalen Hub, die Gesamtrohrlänge, den Rohrinnendurchmesser, das Rohrmaterial und die Anzahl der Anschlüsse. Überprüfen Sie außerdem, ob die Ableitung in einen offenen Abfluss, einen Freispiegelkanal oder eine Druckleitung gelangt. Ein Rückschlagventil erzeugt normalerweise mehr Widerstand als ein gerader Rohrabschnitt und sollte daher nicht ignoriert werden.

Der Reibungsverlust nimmt mit steigender Strömungsgeschwindigkeit zu. Das bedeutet, dass ein kleines Abflussrohr zwar wirtschaftlich aussieht, aber die erforderliche Pumpenförderhöhe erheblich erhöhen kann. Dies kann auch zu höheren Betriebskosten führen und den Betriebspunkt empfindlicher auf Änderungen im System machen. Der Reibungsverlust kann mit technischen Formeln berechnet oder zuverlässigen Rohrverlusttabellen entnommen werden, vorausgesetzt, dass der richtige Durchfluss und Innendurchmesser verwendet werden.

Die vereinfachte Beziehung ist:

TDH=statischer Auftrieb + Rohrreibungsverlust + Montage- und Entladungsverluste

Tragen Sie nach der Berechnung der TDH den erforderlichen Durchfluss und die erforderliche Förderhöhe in die Pumpenkurve ein. Die ausgewählte Pumpe sollte diesen Betriebspunkt erreichen oder nahe daran liegen, vorzugsweise innerhalb eines stabilen Teils der Kurve. Wählen Sie eine Pumpe nicht einfach deshalb aus, weil ihre maximale Förderhöhe höher als der vertikale Hub ist. Die maximale Förderhöhe wird normalerweise bei einem Durchfluss von Null gemessen und stellt keinen normalen Betrieb dar.

Für normale Unsicherheiten kann ein geringfügiger Zuschlag hinzugefügt werden, eine unnötige Erhöhung von Durchfluss und Förderhöhe führt jedoch häufig zu einer überdimensionierten Pumpe. Genaue Standortinformationen führen zu einer zuverlässigeren Auswahl einer Abwasserpumpe als ein großer, willkürlicher Sicherheitsfaktor.

Abwasser ist kein sauberes Wasser, daher ist die hydraulische Leistung nur ein Teil der Auswahl. Die Pumpe muss auch die Feststoffe und Materialien fördern, die wahrscheinlich in das System gelangen. Stellen Sie vor der Auswahl einer Abwasserpumpe fest, ob die Flüssigkeit Toilettenabfälle, Papier, Tücher, Fasern, Haare, Speisereste, Fett, Sand oder andere Rückstände enthält.

Eine Abwasserpumpe vom Wirbel- oder Kanaltyp-wird üblicherweise verwendet, wenn der freie Durchgang von Feststoffen die Hauptanforderung ist. Eine Zerkleinerungs-, Schneid- oder Häckselpumpe ist möglicherweise besser geeignet, wenn das Abwasser faseriges Material enthält, das sich um ein herkömmliches Laufrad wickeln könnte. In Hotelwaschräumen, öffentlichen Toiletten und gewerblichen Entwässerungssystemen besteht möglicherweise ein unterschiedliches Verstopfungsrisiko, selbst wenn der erforderliche Durchfluss ähnlich ist.

Der angegebene Feststoffdurchgang der Pumpe sollte zusammen mit der Einlass-, Auslass- und Laufradkonstruktion überprüft werden. Ein großer Auslass garantiert nicht automatisch, dass jeder interne Durchgang den gleichen Abstand hat. Fragen Sie bei Anwendungen mit Lumpen oder Fasern nach, wie die Pumpe langes, flexibles Material handhabt, anstatt nur den maximalen Partikeldurchmesser zu überprüfen.

Auch die Druckleitung muss zur gewählten Pumpe passen. Ein zu kleines Rohr erhöht die Strömungsgeschwindigkeit und den Reibungsverlust. Ein zu großes Rohr kann dazu führen, dass sich Feststoffe absetzen, wenn die Pumpe stoppt oder der Durchfluss gering ist. Das Ziel besteht darin, eine ausreichende Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, um suspendiertes Material zu transportieren, ohne unnötigen Druckverlust zu verursachen.

Vermeiden Sie eine Reduzierung des Auslassdurchmessers unter die Empfehlung des Pumpenherstellers, es sei denn, das gesamte System wurde überprüft. Das Rückschlagventil sollte außerdem einen freien Durchgang haben und für den Abwassereinsatz geeignet sein. Schlecht ausgewählte Ventile können Schmutz einfangen, selbst wenn die Pumpe selbst über eine gute Förderfähigkeit für Feststoffe verfügt.

Bei Abwasser, das Fett, Splitt oder ungewöhnlich abrasive Stoffe enthält, erläutern Sie dies bei der Auswahl. Ein Schneidmechanismus hilft zwar bei Fasern, löst aber nicht jedes Problem, das durch Sand, Steine ​​oder verhärtetes Fett verursacht wird. Eine zuverlässige Dimensionierung der Abwasserpumpe passt das Laufraddesign, den Feststoffdurchgang und den Rohrdurchmesser an den tatsächlichen Abwasserstrom an, anstatt sich nur auf die Leistung oder die maximalen -Durchflusswerte zu verlassen.

Eine Pumpe kann den erforderlichen Durchfluss und die erforderliche Förderhöhe erreichen, aber dennoch eine schlechte Leistung erbringen, wenn das Becken und das Steuerungssystem nicht richtig aufeinander abgestimmt sind. Das Arbeitsvolumen zwischen Start- und Stoppniveau der Pumpe bestimmt, wie lange sie läuft und wie oft sie startet. Wenn dieses Volumen zu klein ist, kann es sein, dass die Pumpe innerhalb kurzer Zeit wiederholt anläuft, was zu Motorerwärmung, Schützverschleiß und unnötiger Wartung führt.

Die Pumpe sollte normalerweise lange genug laufen, um das Abwasser durch die Abflussleitung zu fördern und einen sofortigen Neustart zu vermeiden. Eine größere Pumpe ist nicht immer besser. Wenn seine Kapazität viel höher ist als der Zufluss, kann es sein, dass das Becken schnell entleert wird und es zu kurzen Zyklen kommt. Überprüfen Sie die vom Hersteller empfohlenen maximalen Starts pro Stunde und stellen Sie sicher, dass das verfügbare Arbeitsvolumen diesen Grenzwert erreichen kann.

Der Stopp-Füllstand muss um eine Tauchpumpe herum ausreichend Flüssigkeit zur Kühlung und für einen stabilen Betrieb zurücklassen. Eine zu niedrige Einstellung kann dazu führen, dass Luft in die Pumpe gelangt, Turbulenzen entstehen oder der Motor freigelegt wird. Der Startpegel muss ausreichend Speicher bieten, ohne dass das Abwasser das Einlassrohr oder den Hoch{2}}-Alarmpunkt erreichen kann.

Schwimmerschalter und Füllstandssensoren sollten ausreichend Platz haben, um sich frei bewegen zu können. Halten Sie sie von Einlassturbulenzen, Führungsschienen, Pumpenkabeln und Beckenwänden fern. In faserhaltigem Abwasser können sich festgebundene Schwimmkörper verfangen, daher ist ihr Standort ebenso wichtig wie die Kontrollmethode selbst.

Bei kritischeren Anwendungen bietet ein Duplex-System eine höhere Zuverlässigkeit. Die Pumpen können nach jedem Zyklus wechseln, während die zweite Pumpe bei ungewöhnlich hohem Zufluss startet oder wenn die Betriebspumpe den Füllstand nicht regeln kann. Ein separater Alarm für hohen Füllstand sollte den Bediener warnen, bevor es zu einem Überlauf kommt.

Füllen Sie bei der Inbetriebnahme das Becken mit sauberem Wasser und beachten Sie den vollständigen Ablauf. Bestätigen Sie die Start- und Stoppniveaus, die Schwimmerbewegung, den Betrieb des Prüfventils, die Pumpendrehung, den Motorstrom und die zum Absenken des Niveaus erforderliche Zeit. Das Becken und die Steuerungen sind keine Zubehörteile, die nach der Dimensionierung der Abwasserpumpe hinzugefügt werden; Sie sind Teil des kompletten Pumpsystems.

Eine vollständige Anfrage zur Dimensionierung einer Abwasserpumpe sollte die folgenden Daten enthalten. Wenn ein Wert unbekannt ist, markieren Sie ihn als unbekannt, anstatt ihn durch eine Schätzung zu ersetzen:

• Anwendung: Haus, Hotel, Wohnung, Gewerbegebäude, städtischer Bahnhof oder Industrieprozess.
• Flüssigkeitsquelle, Temperatur, pH-Wert (falls relevant) und eine Beschreibung der Feststoffe oder Fasern.
• Erforderlicher Durchfluss im Auslegungszustand, einschließlich Einheiten und Spitzenmuster.
• Statischer Auftrieb vom Betriebsniveau bis zur Entladungsgrenze.
• Rohrinnendurchmesser, Material, horizontale Länge, vertikale Länge und Anzahl der Fittings.
• Verfügbare Spannung, Frequenz, Phase und eventuelle Anlaufstrombegrenzung-.
• Beckenabmessungen, Einlassniveau, Start- und Stoppniveaus und erforderliches Alarmvolumen.
• Einzel- oder Duplexkonfiguration, Bedienfeldfunktionen und Kommunikationsanforderungen.
• Installationsart, erforderliche Materialien, Kabellänge, Zubehör und lokale Zertifizierungsanforderungen.

Mit diesen Informationen kann der Lieferant eine Kurve auswählen, den Durchgang von Feststoffen überprüfen, die Laufzeit abschätzen, Motor- und Steuerungsdaten bestätigen und Risiken identifizieren, bevor er ein Angebot abgibt. Dadurch werden auch Vergleiche zwischen Anbietern aussagekräftiger, da jeder Vorschlag dieselbe Pflicht anspricht.

1. Der häufigste Fehler bei der Dimensionierung von Abwasserpumpen ist die Auswahl anhand der Maximalwerte. Maximale Förderhöhe und maximaler Durchfluss sind nicht gleichzeitig, fordern Sie daher immer die volle Kurve an. Der zweite Fehler besteht darin, den vertikalen Auftrieb als Gesamtförderhöhe zu betrachten. Lange horizontale Strecken, kleine Rohre und Ventile können so viel Reibung erzeugen, dass sich das Modell ändert.
2. Der dritte Fehler besteht darin, zusätzliche PS zu kaufen, ohne das Becken zu überprüfen. Eine überdimensionierte Pumpe kann den Zyklus verkürzen, zu einem Ventilschlag führen und sich aus ihrem effizienten Bereich entfernen. Die vierte besteht darin, Feststoffe zu ignorieren. Eine Pumpe für sauberes Wasser-kann eine schöne Kurve haben und im Abwasser trotzdem sofort ausfallen. Die fünfte geht davon aus, dass jeder Zerkleinerer eine Toilette akzeptiert. Einige Hebeanlagen sind Grauwasserprodukte.
3. Ein weiterer Fehler besteht darin, eine Pumpe in einem Duplexsystem zu dimensionieren und dann davon auszugehen, dass zwei Pumpen den Durchfluss verdoppeln. Der Parallelbetrieb verändert die Systemreibung und den Arbeitspunkt. Die kombinierten Kurven- und Rohrverluste müssen ausgewertet werden. Ebenso bietet eine Standby-Pumpe nur dann Redundanz, wenn Steuerungen, Ventile und Alarme getestet werden.
4. Schließlich wird in vielen Anfragen auch der Entladeweg außer Acht gelassen. Ein Lieferant erhält Durchfluss, Förderhöhe und Leistung, aber keinen Rohrdurchmesser, keine Länge oder Anschlüsse. Wenn es sich bei der angegebenen Förderhöhe nur um einen statischen Hub handelt, ist das Angebot möglicherweise falsch, obwohl es genau der Anfrage entspricht. Eine einfache Skizze mit Höhen und Längen ist oft wertvoller als mehrere Seiten mit allgemeinen Spezifikationen.

Welche Abwasserpumpe mit PS benötige ich?

Die Leistung ist ein Ergebnis der hydraulischen Leistung und Effizienz, nicht der Ausgangspunkt. Bestimmen Sie den erforderlichen Durchfluss, die TDH und die Feststoffförderung und wählen Sie dann eine Pumpenkennlinie und einen Motor aus, die diese Aufgabe ohne Überlastung abdecken.

Ist eine 1-PS-Abwasserpumpe immer besser als eine 1/2-PS-Pumpe?

Nein. Die 1-PS-Pumpe erzeugt möglicherweise mehr Durchfluss oder Förderhöhe, ist jedoch für ein kleines Becken möglicherweise überdimensioniert und läuft möglicherweise zu schnell. Vergleichen Sie beide Kurven beim tatsächlichen TDH und überprüfen Sie die Mindestlaufzeit, die Rohrgeschwindigkeit und die Starts pro Stunde.

Wie viel zusätzlichen Kopf sollte ich hinzufügen?

Berechnen Sie die statischen Verluste und Reibungsverluste so genau wie möglich und wenden Sie dann einen bescheidenen, dokumentierten Zuschlag für die Unsicherheit an. Vermeiden Sie es, unabhängig voneinander große Sicherheitsfaktoren für Durchfluss, Förderhöhe und Leistung hinzuzufügen, da die kombinierte Überdimensionierung schwerwiegende Folgen haben kann.

Welche Feststoffgröße sollte eine Abwasserpumpe fördern?

Dies hängt von der Anwendung und dem lokalen Code ab. Toilettenabwasser erfordert im Allgemeinen eine echte Abwasserpumpe, einen Zerkleinerer oder einen Zerkleinerer mit einer festgelegten Feststoffbehandlungsmethode. Bestätigen Sie den freien Durchgang oder die Schleifspezifikation. Schließen Sie es nicht nur aus der Auslassgröße ab.

Zählt die horizontale Rohrlänge als Förderhöhe?

Es erhöht zwar nicht die statische Höhe, erhöht aber den Reibungsverlust. Der Effekt kann in einer Leitung mit kleinem -Durchmesser oder bei hohem Durchfluss erheblich sein. Berücksichtigen Sie daher die gesamte äquivalente Länge und die Anschlüsse in TDH.

Wann sollte ich zwei Pumpen verwenden?

Verwenden Sie Doppelpumpen, wenn der Spitzenzufluss eine Einheit übersteigen kann, die Wartung den Abfluss nicht stoppen kann oder ein Überlauf hohe Kosten oder Hygienerisiken mit sich bringen würde. Bestätigen Sie sowohl die Einzel-Pumpen- als auch die Parallelbetriebspunkte.