بوستر پمپ آبرسانی یکی از تجهیزات پرکاربرد در بخش صنعتی و مصارف خانگی محسوب میشود. در زبان انگلیسی کلمه بوستر (Booster) به معنای تقویت کننده میباشد. این تجهیز از اتصال موازی یک یا چند الکتروپمپ به یک تابلو فرمان هوشمند جهت کنترل تشکیل میشود.
کاربرد این سیستم در جهت تثبیت فشار آب و تلاش برای یکنواخت کردن آن در یک دبی جریانی مشخص و البته بدون محدودیت در اندازه مصرف آب میباشد. به این شکل در هنگام اوج مصرف نوسان فشار از بین خواهد رفت. این کار با استفاده از الکتروموتورهای نصب شده در سیستم و تغییر دور آنها و همچنین اضافه شدن آنها به مدار انجام میشود.
در بوستر پمپ های آب برای اینکه بتوان از صدمه دیدن آنها توسط ضربات مکانیکی یا الکتریکی در هنگام استارت آن جلوگیری کرد از اینورتر (Inverter) استفاده میکنند. با استفاده از اینورتر الکتروموتور به آرامی شروع به کار میکند و به مرور دور و قدرت آن افزایش پیدا میکند. اگر پمپ به حداکثر توان کارکرد خود برسد و همچنان فشار و حجم آب به اندازه کافی نباشد پمپ دوم به شکل اتوماتیک وارد جریان مدار خواهد شد.
چرا به بوستر پمپ نیاز داریم؟
اهمیت استفاده از از بوستر را نمی توان در یک واحد مجزا از ساختمان های مسکونی درک کرد. برای چنین مکان هایی یک پمپ ساده به راحتی پاسخگو می باشد. هر چند ممکن است که همان پمپ ساده نیز از عهده خلق سطح دبی ثابت برای منازل برنیاید. در مقابل وقتی همراه با تامین آب در ساختمان های بسیار بزرگ همراه با مصرف کنندگان متعدد هستیم و یا اینکه قرار است خط آب مصرفی نهادهایی بزرگ مانند یک کارخانه و یا سیستم آبیاری مزارع را تامین سازیم، ما می دانیم سطح فشار آب شرایط پاسخگویی لازم را ندارد، اهمیت استفاده از بوستر پمپ مشخص خواهد شد.
در چنین ساختمان هایی که هر واحد مسکونی می تواند در هر زمانی بدون هماهنگی با دیگر واحد ها، مصرف کم یا زیادی از آب داشته باشد، یک الگوی کاملاً تصادفی برای مصرف آب به وجود می آید. الگویی که گاها بسیار زیاد و یا خیلی کم خواهد شد. در چنین حالتی نمی توان برای تامین سطح دبی مطلوبی از آب بر توانمندی های یک پمپ ساده اکتفا نمود؛ بلکه لازم است سیستمی تعریف شود که بتواند با توجه به سطح نیاز ساختمان از آب، سطح دبی آب را مشخص کرده و از این طریق فشار کل سیستم آبرسانی در ساختمان را ثابت نگه دارد. بوستر پمپ ها با تأمین این هدف کلی است که ابداع شده اند، طراحی می شوند و در سطح ساختمان های بزرگ مسکونی و یا آبرسانی های عظیم و شبکه ای گونه مورد استفاده قرار می گیرند.
بدین ترتیب در زمان حداکثر مصرف آب، شاهد بهره گیری از تمام ظرفیت مجموعه پمپ های نصب شده در بوستر پمپ هستیم. مادامی که در دیگر زمان ها که مصرف آب کاهش پیدا خواهد کرد، تنها بخشی از ظرفیت بوستر پمپ مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
ساختار طراحی بوستر پمپ چگونه است؟
در طراحی این تجهیز در پی این ایده هستند که بتوانند به ترتیبی سطح فشار در آب مصرفی ساختمان را ثابت نگه دارند. از این رو مجبور خواهند شد تا با تغییر سطح دبی در لوله های آب این هدف را تامین سازند. برای این منظور یعنی خلق شرایطی که بتوان سطح دبی را تحت کنترل درآورد، لازم است مسیر پمپاژ آب به شکل مرحله ای تدوین شود. برای این منظور از پمپ های موازی هم استفاده می کنند. این پمپ ها که هر کدام ظرفیت محدودی دارند، در صورت کار کردن در کنار هم می توانند انواع سطح دبی را ایجاد کنند.
از این رو در ساختار طراحی شده برای بوستر پمپ ها می توانید شاهد دو یا چندین پمپ موازی هم باشید که توسط یک خط آب ورودی تغذیه می شوند و در سمت خروجی نیز، آب پمپ شده را در یک خط لوله بزرگ آب تخلیه می نمایند. هر یک از این پمپ ها تحت کنترل یک سیستم مرکزی قرار خواهند گرفت. سیستم با اندازه گیری هایی که در خروجی بوستر پمپ دارد، همراه با ساز و کار هایی برنامه ریزی شده، متوجه مقدار دبی مورد نیاز خواهد شد و می تواند با ورود و یا خروج یک تا چند پمپ، این سطح دبی را تامین سازد.
بوستر پمپ دور متغیر:
دور متغیر یک سیستم معمول به جهت آبرسانی در ساختمان های مسکونی می باشد. در فضا هایی که نمی توان مدیریت جامعی برای سطح دبی آب در نظر گرفت، اینگونه از بوستر پمپ کارآمد خواهد شد. مثلاً فرض کنید که در یک ساختمان مسکونی ۱۰۰ واحده می خواهید سطح فشار آب را در رنجی مطلوب به طور ثابت همراه با یک سیستم پمپاژ نگه دارید. آیا می توان یک الگوی از پیش تعریف شده و کاملاً دقیق از سطح دبی مورد نیاز ساختمان در نظر گرفت؟ در چنین فضا هایی که مصرف کنندگان کاملاً مستقل از هم و تحت اختیار خودشان هستند، لازم است تا سیستم کنترل نیز به مانند آنها در شرایطی متغیر قرار گیرد. بوستر پمپ دور متغیر با این ایده که می توان بسته به نیاز ساختمان، تعدادی از پمپ ها را در سیستم وارد و یا خارج نمود، طراحی شده است. به این ترتیب در خروجی آنها می توانید شاهد تغییرات دبی باشید.
نحوه کارکرد بوستر پمپ دور متغیر
کنترل دور الکتروموتور در بوستر پمپهای هوشمند امروزی و با استفاده از فرمانهایی که از تابلو هوشمند صادر میشود به راحتی قابل اجرا است. برای ساخت بوستر پمپ آبرسانی از نوع دور متغیر حتما باید از امکان اینورتر استفاده شود. الکترو موتورهایی که در این سیستمها از آنها استفاده میشود دارای دور متغیر هستند. این سرعت از صفر تا سرعت اسمی آنها قابل افزایش و متغیر خواهد بود. این بدین معنی است که با تغیر گردش الکترو پمپ، منحنی فشار و دبی پمپ هم عوض میشود. به شکلی که با سرعت‌های گردش مختلف در یک فشار ثابت، می‌توان دبی‌های مختلفی را در خروجی پمپ دریافت کنیم.
الکتروپمپها در سیستم دور متغیر به یکباره روشن یا خاموش می شوند. در ابتدای کار بوستر اولین و اصلی ترین الکتروپمپ شروع به گردش میکند. سپس با افزایش پلکانی سرعت گردش تلاش برای تامین دبی آب مورد نیاز انجام میشود. هنگامی که مصرف آب نیز به شکل تدریجی افزایش پیدا میکند سرعت گردش الکتروپمپ نیز با همان نسبت افزایش پیدا میکند. این کار با افزایش فرکانس برق خروجی از اینورتر و برق ورودی به الکتروپمپ همراه خواهد بود، که تا رسیدن فرکانس برق خروجی اینورتر به فرکانس برق شهری ادامه پیدا خواهد کرد. در این حالت است که سرعت چرخش الکتروپمپ و میزان آب دهی آن به حداکثر رسیده و بعد از آن در همان نرخ سرعت به کار کردن با فرکانس برق شهر ادامه خواهد داد.
در این مرحله الکترو پمپهای بعدی در صورت نیاز به مدار اضافه خواهند شد و فرکانس آنها نیز از صفر تا تامین حداکثر فشار آبدهی مورد نیاز افزایش پیدا خواهد کرد. روشن یا خاموش شدن موتورهای الکتریکی در این سیستم به شکلی کاملا منعطف و تغییرات سرعت آنها براساس میزان مصرف آب متغیر خواهد بود. به این شکل هدف نهایی که همان ثابت کردن فشار آب مورد نیاز است توسط بوستر پمپ آبرسانی به دست می آید
مزایای بوستر پمپ های دور متغیر
• دستیابی به میزان فشار آب ثابت حتی در زمان های اوج مصرف.
• عدم احتیاج به پمپ یدکی یا همان جوکی پمپ.
• حذف شدن ضربه در شبکه ی مصرف به دلیل روشن و خاموش شدن الکتروپمپها به صورت تدریجی.
• کاهش پیدا کردن هزینه های نصب ، نگهداری و سرویس.
• ایجاد تعادل میزان آب پمپاژی با مقدار آب مورد نیاز شبکه مصرف.
• کم شدن اندازه مصرف برق تا سی درصد با استفاده از تکنولوژی تغییر دور پلکانی و اینورتر.
• کاهش فضای مورد نیاز در موتورخانه به دلیل عدم احتیاج به منابع دیافراگمی.
• افزایش طول عمر بوستر پمپ متغیر و کاهش خرابی و استهلاک انواع قطعات متحرک موتورهای الکتریکی و کوپلینگ ها.
• بوستر پمپ دور ثابت:
• از دور ثابت می توان در شرایطی که از قبل و همراه با یک نگاه مدیریتی سطح دبی آب تنظیم شده است، استفاده کرد. مانند آبیاری های قطره ای، باران های مصنوعی در مزارع، آتش نشانی ها، فرودگاه ها، بیمارستان ها، کارخانجات و… . در چنین حالتی که به هر ترتیبی می توان از سطح دبی در خروجی سیستم اطلاعات پیش بینی شده داشت و حتی آن را مدیریت کرد، نیاز به تعریف سیستم دبی متغیر نمی باشد؛ بلکه هدف در تامین سطح فشار مورد نیاز است. از این رو در بوستر پمپ دور ثابت با هدف تامین سطح فشاری مدیریت شده در خروجی از پرشر سوئیچ هایی استفاده می شود. این پرشر سوئیچ ها دائماً در سیستم در حال کار و آبرسانی، سطح فشار را اندازه‌گیری کرده و در صورت افت یا افزایش سطح فشار، تعدادی از پمپ ها را وارد و یا از سیستم خارج می نمایند. یکی از مهمترین مکان ها به جهت بهره گیری از بوستر پمپ دور ثابت، استفاده از آنها در تامین آب پرفشار برای اهداف آتش نشانی می باشد. در این حالت می توان همراه با کارکرد بوستر پمپ دور ثابت در کمترین زمان ممکن حداکثر فشار را در خروجی سیستم تامین نمود.
نحوه کارکرد بوستر پمپ دور ثابت
هنگامی که یک یا چند موتور الکتریکی در این سیستم روشن و در حال کار باشد آب مصرفی مورد نیاز تامین خواهد شد، در عین حال مقدار مازاد در دیافراگم منبع ذخیره میشود. این کار باعث میشود فشار سیستم به صورت تدریجی بالا رفته تا به میزان فشار پرشر سوئیچ حداکثر برسد. در نتیجه با بسته شدن مدار آن، سیگنال خاموش شدن موتور الکتریکی بوسیله مدار فرمان ارسال میگردد. از این مرحله به بعد آب مورد نیاز برای مصرف از منبع دیافراگمی موجود برداشت میشود. در ادامه همین روند هنگامی که فشار آب مجددا پایین بیاید و به فشار پرشر سوئیچ حداقل برسد اینبار فرمان روشن شدن یک الکتروپمپ به مدار ارسال میشود. این چرخه همواره جهت تامین فشار آب بهینه مورد نیاز ادامه پیدا میکند.
تفاوت بوستر پمپ با پمپ های معمولی
اصولا پمپ های معمولی همراه با هیچ بازخورد آنالوگی از خروجی سیستم است که فعالیت می کنند. در چنین حالتی برای پمپ تنها یک چیز تعریف شده است. آیا آب در ورودی منازل حضور دارد یا خیر؟ پمپ های ساده همراه با ساز و کار ساده ای که دارند، جوابی مشخص برای سوال مطرح شده دارند. اینکه خاموش باشند و یا اینکه روشن شوند. از این رو نمی توان در خروجی آنها انتظار رویکردی مشخص برای تامین سطح فشار ثابت از جریان آب را داشت.