แรงดันรวมของปั๊มดับเพลิงตามมาตรฐาน NFPA 20
Total Pump Head คือค่าแรงดันรวมที่ปั๊มดับเพลิงต้องสร้างขึ้นเพื่อเอาชนะทั้งความสูงที่ต่างกัน (Static Head) แรงดันที่ต้องการที่ปลายทาง (Pressure Head) และการสูญเสียจากแรงเสียดทานในระบบท่อ (Friction Loss) การคำนวณค่านี้อย่างถูกต้องตามมาตรฐาน NFPA 20 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกขนาดปั๊มดับเพลิงให้เหมาะสมและมั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อเกิดเหตุเพลิงไหม้
การคำนวณ Total Pump Head ที่แม่นยำ ช่วยรับประกันการป้องกันอัคคีภัยที่เชื่อถือได้ การปฏิบัติตามกฎหมาย และความปลอดภัยของชีวิตและทรัพย์สิน
NFPA 20 เป็นมาตรฐานสำหรับการติดตั้งปั๊มดับเพลิงแบบอยู่กับที่ (Standard for the Installation of Stationary Pumps for Fire Protection)
สูตรคำนวณ
H = Pressure Head + Static Head + Friction Loss
H = Total Pump Head (แรงดันรวมของปั๊ม) มีหน่วยเป็นเมตรหรือฟุตของน้ำ (meters/feet of water)
| ตัวแปร | ความหมาย |
| H (Total Pump Head) | แรงดันรวมของปั๊ม (หน่วย: m หรือ ft) |
| Pressure Head | แรงดันที่ต้องใช้เพื่อเอาชนะแรงดันปล่อยที่ทางออกของปั๊ม |
| Static Head | ผลต่างของความสูงระหว่างจุดกึ่งกลางปั๊มกับจุดสูงสุดของการปล่อยน้ำ |
| Friction Loss | การสูญเสียแรงดันจากแรงเสียดทานในท่อ ข้อต่อ วาล์ว และอุปกรณ์ต่าง |
ส่วนประกอบของระบบ
- Suction – ท่อดูดน้ำเข้าปั๊ม
- Pump Centerline – จุดกึ่งกลางของปั๊ม (จุดอ้างอิง)
- Static Head – ความสูงจากจุดกึ่งกลางปั๊มถึงจุดสูงสุดของการปล่อยน้ำ
- Friction Loss – การสูญเสียแรงดันตลอดเส้นทางท่อ
- Pressure Head – แรงดันที่ต้องใช้เนื่องจากแรงดันปล่อยที่ต้องการ
- Total Pump Head (H) – ผลรวมทั้งหมด
ตัวอย่างการคำนวณ
ข้อมูลที่กำหนด
- แรงดันปล่อยที่ต้องการ (Required Discharge Pressure) = 7 บาร์
- ความสูงจากจุดกึ่งกลางปั๊มถึงจุดสูงสุด (Static Elevation) = 15 ม.
- การสูญเสียแรงดันในระบบ (Friction Loss) = 15 ม.
ทำการคำนวณทีละขั้นตอน
- Pressure Head = 7 บาร์ × 10.2 = 71.4 ม. (1 บาร์ = 10.2 ม.ของน้ำ)
- Static Head = 20 ม.
- Friction Loss = 15 ม.
สูตรรวม
H = 71.4 + 20 + 15 = 106.4 ม.
Total Pump Head (H) = 106.4 เมตร
หน่วยและการแปลงหน่วย
หน่วยทั่วไป
- Pressure Head: บาร์, kPa, psi
- Static Head: เมตร, ฟุต
- Friction Loss: เมตร, ฟุต
- Total Pump Head: เมตร, ฟุต
การแปลงแรงดันเป็นความสูง
- 1 บาร์ = 10.2 ม.ของน้ำ
- 1 kPa = 0.102 ม.ของน้ำ
- 1 psi = 2.31 ฟุตของน้ำ
ความสำคัญของ Total Pump Head
คือการรับประกันว่าเลือกปั๊มให้ตรงกับความต้องการของระบบ
- รับประกันแรงดันที่เพียงพอที่หัวฉีดสปริงเกลอร์ที่ไกลที่สุด
- ป้องกันปัญหาปั๊มทำงานต่ำกว่าเกณฑ์หรือปั๊มล้มเหลว
- NFPA 20 กำหนดให้ต้องคำนวณอย่างแม่นยำสำหรับการป้องกันอัคคีภัยที่เชื่อถือได้
ช่วงค่าทั่วไปของแต่ละองค์ประกอบ
| องค์ประกอบ | ช่วงค่าทั่วไป |
| Pressure Head (Discharge Pressure) | ตามข้อกำหนดของระบบ (เช่น 7-10 บาร์) |
| Static Head (Elevation Difference) | 0-60 ม. (ขึ้นอยู่กับความสูงอาคาร) |
| Friction Loss (ท่อ, ข้อต่อ) | 10-40 ม. (ขึ้นอยู่กับขนาดและรูปแบบระบบ) |
| Total Pump Head (H) | โดยทั่วไป 60-150 ม. สำหรับปั๊มดับเพลิงทั่วไป |
คำแนะนำในออกแบบและคำนวณ
- ลดข้อต่อและมุมโค้งของท่อที่ไม่จำเป็น
- ใช้ท่อขนาดที่เหมาะสมเพื่อลดการสูญเสียแรงเสียดทาน
- ตรวจสอบผังระบบและระดับความสูงอย่างละเอียด
- ตรวจสอบการคำนวณเสมอในระหว่างการออกแบบและก่อสร้าง
