Technically Speaking
Vrij verval is niet altijd een goed idee Door productmanager Ralf Schomäcker Enorme hoeveelheden grond verplaatsen. Afvoerleidingen plaatsen en rioolleidingen verplaatsen. Door betonnen vloeren boren. Traditionele afvoer van afvalwater via vrij verval kan zeer moeilijk en duur zijn - vooral bij renovatie van gebouwen - en ook gevoelig voor terugstroming. Een opvoerinstallatie zoals de Grundfos Multilift is een veel flexibeler oplossing voor de problemen waarmee het afvalwaterbeheer mee te maken krijgt in een gerenoveerd, heringericht of nieuw gebouw. Eenvoudig te installeren en te onderhouden, en daardoor tientallen jaren probleemloze werking - inclusief bescherming tegen terugstroming. Deze keer kijken we in Technisch Gesproken naar de voordelen van opvoerinstallaties, en laten we zien hoe drukriolering kan worden gecombineerd met systemen voor vrij verval in commerciële gebouwen, en geven we aanwijzingen voor een correcte dimensionering.
Nieuwe oplossing:
Een Multilift opvoerinstallatie wordt binnen in het gebouw geplaatst voor de opvang en afvoer van al het afvalwater dat onder grondniveau wordt gegenereerd, en om het gebouw tegen overstroming door terugstromend (afval)water te beschermen. De drukleiding dient voorzien te zijn van een lus boven het maximale terugstroomniveau, en dat is doorgaans het grondniveau. Met deze 100% veilige oplossing hoeft het gebouw niet langer te worden geëvacueerd tijdens overstromingen, omdat de Multilift afvalwater in het overstroomde rioolstelsel blijft pompen. Afvalwater dat boven het grondniveau (maximaal terugstroomniveau) wordt gegenereerd, wordt direct via vrij verval naar het rioolstelsel geleid. Zie onderstaande afbeelding.
Uitdaging:
Afvoeren van afvalwater vanuit één of meer kelderniveaus in een gebouw naar het rioolstelsel buiten.
Traditionele oplossing:
Installatie van een diepe pompput buiten het gebouw, of van leidingen voor vrij verval onder het beton van het gebouw. Uitgebreide graafwerkzaamheden zijn nodig in verband met het leidingwerk onder en rond het gebouw.
Traditionele oplossing via vrij verval met diepgelegen rioolleidingen.
Oplossing waarbij een opvoerinstallatie afvalwater afvoert in de vrij-vervalrioolleiding van het bovengrondse sanitaire systeem. De opvoerinstallatie kan in of onder het laagste kelderniveau worden geplaatst.
Opvoerinstallaties zoals de Grundfos Multilift bieden aanzienlijke voordelen voor allerlei soorten gebouwen - zowel nieuwbouw als renovaties - omdat hun eenvoudige installatie kan helpen om de kosten omlaag te brengen. Neem bijvoorbeeld een winkel die wordt omgebouwd tot restaurant met toiletten in de kelder. Hier kan een opvoerinstallatie het afvalwater opvangen van alle nieuwe sanitaire toepassingen onder de grond, en dit afvoeren in de bestaande rioolleiding met vrij verval bovenin de kelder. Hierdoor hoeven geen kosten worden gemaakt voor boren door het betonnen kelderplafond, of graafwerkzaamheden buiten het
Technically Speaking
Opvoerinstallaties
gebouw om nieuwe afvoerleidingen te installeren.
De tankinhoud en pompcapacteit van opvoerinstallaties zoals de Grundfos Multilift kunnen worden aangepast aan de wensen van elk gebouw. Ze zijn bedoeld voor gebruik binnen in gebouwen, en worden daarom compleet voorgemonteerd geleverd met een aangesloten regelaar waardoor het installeren aanmerkelijk wordt vergemakkelijkt. Plaats de unit, koppel de in- en uitstroomleidingen aan, monteer de regelaar aan de wand - en de installatie is voltooid.
Tabel 2: Afvoerunits (DU) Toepassing
SYSTEEM I
Systeem II
Systeem III
Systeem IV
DU
DU
DU
DU
I/S
I/S
I/S
I/S
Wasbak, Bidet
0,5
0,3
0,3
0,3
Douche zonder Stop
0,6
0,4
0,4
0,4
Douche met Stop
0,8
0,5
1,3
0,5
Enkelvoudig Urinoir met Stortbak
0,8
0,5
0,4
0,5
Urinoir met Spoelklep
0,5
0,3
-
0,3
Vlak Urinoir
0,2*
0,2*
0,2*
0,2*
Bad
0,8
0,6
1,3
0,5
Keukengootsteen
0,8
0,6
1,3
0,5
Vaatwasser (woning)
0,8
0,6
0,2
0,5
Wasmachine tot 6 kg
0,8
0,6
0,6
0,5
Wasmachine tot 12 kg
1,5
1,2
1,2
1,0
WC met 4,0 l Stortbak
**
1,8
**
**
WC met 6,0 l Stortbak
2,0
1,8
1,2 tot 1,7***
2,0
WC met 7,5 l Stortbak
2,0
1,8
1,4 tot 1,8***
2,5
WC met 9,0 l Stortbak
2,5
2,0
1,6 tot 2,0***
2,5
Vloergoot DN 50
0,8
0,9
-
0,6
Vloergoot DN 70
1,5
0,9
-
1,0
Vloergoot DN 100
2,0
1,2
-
1,3
* ** *** -
per persoon niet toegestaan afhankelijk van type (geldt alleen voor WC’s met sifon-stortbak) niet gebruikt of geen gegevens
N.B.: De waarden in de tabel staan hier alleen ten behoeve van de berekening, en hebben geen relatie met afvoersnelheden van sanitaire toepassingen die in productnormen vermeld worden.
Technically Speaking
Bediening van de opvoerinstallatie is volautomatisch en begint zo gauw als het afvalwater een vooraf ingesteld niveau in de tank bereikt. Bij een unit met twee pompen - die aanbevolen wordt voor alle toepassingen binnen commerciële gebouwen - zorgt de regelaar voor wisselbedrijf zodat het afvalwater op betrouwbare wijze wordt afgevoerd, zelfs als één van de pompen onderhoud nodig heeft.
tabel uit EN 12056-2 houdt rekening met piekstromen. Tel de volumes van al uw afvoerunits (DU) in tabel 2 bij elkaar op. Het eindresultaat wordt in de onderstaande formule verwerkt:
Afvalwaterdebiet % Q 200 180
Multilift opvoerinstallaties en alle aansluitingen zijn absoluut waterdicht en drukvast om lekkage te voorkomen. De robuuste tanks zijn gemaakt van afvalwaterbestendig polyethyleen, gegoten in één stuk, en een ontluchtingsleiding komt uit in het afvoersysteem van het gebouw om de opvoerinstallatie compleet geurvrij te maken. Eenmaal geïnstalleerd werkt een opvoerinstallatie zoals de Multilift vele tientallen jaren probleemloos. Gepland voor introductie eind 2011 biedt de volgende generatie Multilift opvoerinstallaties een groot aantal nieuwe eigenschappen voor een nog grotere betrouwbaarheid en nog eenvoudiger installatie, service en onderhoud. En met een tankinhoud van 44 l tot 1350 l en een capaciteitsbereik van 1,5 kW tot 2x10 kW kan de Multilift water afvoeren uit elk gebouw, of het nu een kleine eengezinswoning of een groot commercieel gebouw is.
Het dimensioneren van een Multilift
Bij het dimensioneren van een opvoerinstallatie is het nodig om de stroomsnelheid van het afvalwater, de grootte van de drukleiding en het werkpunt te bepalen. Hieronder nemen we u stap voor stap door deze berekeningen.
160 140 120 100 80 60 40 20
t 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Afvoer van afvalwater is niet constant, maar varieert in de loop van de dag. Denk eraan dat het afvoersysteem van uw afvalwater zo moet worden ontworpen dat het rekening houdt met piekstromen. De waarden in de
22
24 Uur
De frequentiefactor K kan worden bepaald uit de onderstaande tabel:
Qww =
K
DU
Qww = K = ΣDU =
Afvalwaterdebiet (I/S) Frequentiefactor Som van afvoerunits
De frequentiefactor en het berekende afvalwatervolume worden gebruikt ter bepaling van Tabel 3: Typische frequentiefactoren (K) Toepassingen
Als eerste dient u het volume aan afvalwater vast te stellen dat uw opvoerinstallatie moet afvoeren. Internationale norm EN12056-2 geeft een tabel en een formule die u helpen om het volume aan afvalwater te berekenen dat in een gebouw wordt gegenereerd vanuit de aangesloten sanitaire toepassingen.
20
onderbroken gebruik bijv. in Woning, Pension, Kantoor
k 0,5
regelmatig gebruik bijv. in Ziekenhuis, School, Restaurant, Hotel
0,7
gebruik bijv. in openbare Toiletten en/of Douches
1,0
speciaal gebruik bijv. Laboratorium
1,2
het afvalwaterdebiet Qww dat de opvoerinstallatie binnenkomt en moet worden afgevoerd. In stap 2 moet de drukleiding worden gedimensioneerd. Hiervoor moeten de lengte, hoogte en afmetingen van de benodigde drukleiding bekend zijn.
Technically Speaking
De afbeelding laat het verband zien: U moet alleen dié delen van de afvoerleiding meenemen waarin het afvoerwater niet onder invloed
H 2
10,0 m
3
Hp H geo
H tot
Hv
1
Hgeo = 4,0 m
Q Het werkpunt is het punt waarbij pompcurve (2) en leidingcurve (1) elkaar snijden. Denk eraan dat de afvoercapaciteit op dit punt altijd gelijk aan of groter dan het berekende afvalwaterdebiet Qww moet zijn.
Berekening van het tankvolume
van de zwaartekracht stroomt. Merk ook op dat het wrijvingsverlies afneemt met 2/3 elke keer dat u één leidingdiameter vergroot, wat inhoudt dat u geld kunt besparen bij het verpompen, door een grotere leiding te nemen. Maar maak de leiding niet té groot – om een zelfreinigend effect in de drukleiding te behouden moet het afvalwater met een minimale snelheid van 0,7 m/s stromen. In stap 3 wordt het werkpunt bepaald. Het berekende afvalwaterdebiet Qww, de afmetingen van de drukleiding, de lengte en de geodetische hoogte leiden tot de zogenaamde leidingcurve (curve 1 in het onderstaande schema). Computerprogramma’s zoals Grundfos WebCAPS berekenen automatisch de leidingcurve op basis van de bovenstaande parameters, en geven suggesties voor de beste pompen voor dit karwei, aangegeven met curve 2 in het onderstaande schema.
Een opvoerinstallatie heeft een beperkt tankvolume, en motoren buiten de tank zijn ontworpen voor onderbroken bedrijf omdat ze niet zijn ondergedompeld in het koelende medium - en met beide moet rekening worden gehouden. Het pompvermogen wordt beïnvloed door het effectieve volume van de tank tussen in- en uitschakelniveau (Veff) en de bedrijfstijd van de pomp bij onderbroken bedrijf. Als de onderbroken bedrijfstijd van een pomp wordt weergegeven als S3 50% 1 min., dan betekent dit dat de pomp is ontworpen voor 60 in/ uitschakelingen per uur en 30 s bedrijf gevolgd door 30 s pauze.
En als de omschrijving S3 30% 1 min. is, dan zijn er 60 in/uitschakelingen per uur en 18 s bedrijf gevolgd door 42 s pauze. Merk op dat de werkelijke bedrijfswaarden doorgaans
Technically Speaking
lager zijn dan de theoretische waarden uit de datasheets. Met de geaccumuleerde bedrijfstijd per uur moet de pomp in staat zijn om het volume aan afvalwater dat per uur door het systeem wordt gegenereerd, af te voeren. Om overdimensionering en thermische uitschakelingen door té vaak in/uitschakelen van de pomp te vermijden is het nodig om het tankvolume correct te berekenen. Het minimaal vereiste tankvolume Veff kan worden berekend met
Qww • (Qp - Qww)
Veff =
Waarbij Qp (m3/uur) het pompvolume bij werkpunt is en z (1/uur) het aantal inschakelingen van de pomp per uur is. Het tankvolume dient overeen te komen met het afvalwaterdebiet en de pompcapaciteit. Door overgedimensioneerde tanks te vermijden kunt u ervoor zorgen dat het afvalwater zo kort mogelijk in de tank wordt opgeslagen, waardoor vervuiling van afvalwater wordt voorkomen.
Onthoud: Twee betekent niet dubbel Een installatie met twee pompen levert geen dubbele afvoercapaciteit - elk van de pompen moet in staat zijn om al het afvalwater bij piekbelasting af te voeren om in geval van storing 100% backup te hebben. Tijdens het dimensioneren dient parallel pompbedrijf alleen te worden overwogen voor extreme situaties, zoals piekstromen. Parallel bedrijf verdubbelt de H (m) em
w
te sys
g din
lei
2 pom
50%
60-80%
Twee pompen parallel
Eén pomp
Elke pomp parallel
pen
100%
1p
Eenvoudige dimensionering
Grundfos ontwikkelt momenteel een eenvoudig berekenings- en dimensioneringshulpmiddel speciaal voor Multilift opvoerinstallaties. Tot dit hulpmiddel gereed is, kunt u deze eenvoudige formules gebruiken om een opvoerinstallatie correct te dimensioneren en kostenbesparingen voor uw afvalwaterbeheer te realiseren, zowel voor renovatieprojecten als nieuwbouw.
Compacte capaciteit
Qp • Z
eu Ni
afvoercapaciteit NIET, omdat het resulterende hoge debiet zorgt voor een aanzienlijke toename in wrijvingsverliezen in de persleiding.
om
p
Q (l/s)
Opvoerinstallaties bieden compacte capaciteit, en vergeleken met traditionele afvoer via vrij verval kunt u uw investeringskosten omlaag brengen. En zelfs de kleinste opvoerinstallaties kunnen grotere klussen aan. De kleinste Grundfos opvoerinstallatie voor commerciële toepassing - de Multilift MD dubbele installatie met 92 l effectief volume en een oppervlak van slechts 0,6 m2 – kan tot 5.500 l afvalwater per uur afvoeren als slechts één van de twee pompen voor de volle belasting wordt gedimensioneerd. Dit zorgt voor een volledige backup als één van de pompen uitschakelt. Maar de kleine opvoerinstallatie kan tot 11.000 l/uur afvoeren in piekstroomsituaties – het equivalent van 72 badkuipen in een uur – wanneer de twee pompen in wisselbedrijf worden gebruikt.
Technically Speaking
Technically Speaking
