doorstroom capaciteit

C.G. stelde deze vraag op 23 februari 2019 om 01:51.

 Geachte heren en dames,

Op Curacao is een resort genaamd Seru Coral Resort gelegen aan de oostzijde midden op het eiland. Het resort is een van de oudste op het eiland, heeft 93 wooneenheden en een 25m rond zwembad. Elke 10 jaar is er een remake van het zwembad en de laatste was in 2016. Het zwembad heeft in de loop van de jaren steeds weer terugkerend groen zwembadwater. Er zijn steeds nieuwe besturen die dan weer het wiel gaan uitvinden, maar daar niet in slagen.

Op Curacao is dit een van de grootste zwembaden en er is geen technische kennis voor de omvang van dit zwembad. Wij hebben nu tijd gestopt in het uitvinden wat nodig is voor een rond zwembad van 700M3 en zijn tot de conclusie gekomen dat de oorspronkelijke bouwer geen weet heeft gehad van de eisen. Momenteel staan er 3 filters met een maximale capaciteit van 90M3. Metingen leerden ons dat er maximaal 60 a 70M3wordt gerealiseerd. Dus een turnover van 2,4 per etmaal. Wij gaan nu uit van een 4maal turnover om de basiskwaliteit van het water te verbeteren met de gedachte dat minder vervuild water beter reageert op de chemische behandeling. We gaan 2 horizontale glasfilters bestellen van ieder 75M3 capaciteit. Wij gaan 2 pompen bestellen van ieder met een capaciteit van 110M3. Alles overziende blijven er echte vragen over die wij uit de markt van aanbieders niet kunnen ingewonnen krijgen.

Daarom formuleren wij de vragen die wij gaarne zouden willen vernemen hopend dat u ons een goed onderbouwd antwoord kunt geven.

Wij hebben 6 skimmers die ieder 2 inch zijn. 2 skimmers worden aan elkaar gekoppeld in een 3 inch buis (na 10m) er zijn geen hoeken 90 graden hoeken onderweg behalve bij de skimmers en het pomphuis. Wij zullen een verbouwing realiseren waardoor de pompen 50cm lager komen, dus ongeveer zwembadwaterniveau en tevens daar de haakse hoek van de skimmerleiding verwijderen.

Onze vraag is:

1. hoe groot is de maximale capaciteit van de skimmerleidingen van 3 inch? Wat is de doorstroomcapaciteit van de 2 inch leiding vanaf de skimmer? Wat is de capaciteit bij indien wij de druk verhogen of verlagen?

2. Wat zou onder normale omstandigheden de productie zijn van een 110M3 pomp of  van 2    pompen?

3.  Wij hebben 11 jets van ieder 2 inch. Gaat door de filter en pompcapaciteit en een overdruk ontstaan? (momenteel niet)

 

Wij hopen dat u ons kunt helpen aan de antwoorden van deze vragen

Hoogachtend,

C.G. Riemslag

Voorzitter Stichting Club Coral Beheer Seru Coral Resort Curacao.

www.huurwoningen-curacao.com

25m Zwembad Seru Coral Resort Curacao

Bijlagen:

Reacties

Theo de Klerk op 23 februari 2019 om 06:28
Zo'n gedetailleerd antwoord dat ver buiten de "first principles" van "basis natuurkunde" gaat lijkt me meer iets voor een (vast niet gratis) ingenieursbureau. Vele technische beperkingen en mogelijkheden maken dit zwembadprobleem meer dan "achterkant van een bierviltje" berekening.
C.G. op 23 februari 2019 om 15:01
Maar als je tot de kern van de vraag gaat is de vraag eenvoudig:
Wat is de doorstroomcapaciteit van een 2 inch leiding en wat is de maximale capaciteit van een 3 inch leiding. Er wordt een 110m3 per uuur pomp ingezet.
Ook moeilijker dan op een bierviltje uit te rekenen, maar toch ook geen ingenieursbureau vraag.
Jan van de Velde op 23 februari 2019 om 16:11

C.G. Riemslag plaatste:

Wat is de doorstroomcapaciteit van een 2 inch leiding en wat is de maximale capaciteit van een 3 inch leiding. Er wordt een 110m3 per uuur pomp ingezet.

Het begint er al mee dat een "110 m³/h-pomp" een weinigzeggend gegeven is. Meestal staat zoiets op een typeplaatje of verpakking, en wordt er bedoeld dat, indien de pomp geen hoogte of leidingweerstand hoeft te overwinnen, deze 110 m³/h kan leveren. Maar in een reële installatie kan dat even makkelijk de helft zijn. 

Voordat er ook maar ièts zinnigs gezegd kan worden zal er een zg pompkarakteristiek van diè pomp uit de archieven moeten worden opgedoken. 

Ook 2" of 3" leidingen zijn een even weinig zeggend gegeven: er is ook een leidinglengte nodig, waarin appendages (bochten, T-stukken, kleppen, filters) verrekend zijn naar equivalente leidinglengte. 
Dat geeft dan via berekeningen bij verschillende debieten, of via een leidingnomogram, een zg leidingkarakteristiek.

Het snijpunt van die twee karakteristieken geeft het zg werkpunt.

Voor een vergelijbare discussie met wat nadere uitleg van die begrippen, zie bijvoorbeeld:
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/33414

Dan nog zal via die weg op zijn best een ruwe schatting volgen die er nog makkelijk 10 of 20 kuub per uur naast kan zitten, bijvoorbeeld omdat iemand zoals ik op afstand zo'n ssyteem slecht kan inschatten. Maar ook er zelfs in de loop van de tijd onvermijdelijk naast gáát zitten, bijvoorbeeld omdat filters vervuilen en de weerstand in het systeem dus groeit. 

De brute-force-oplossing is stomweg zwaardere pompen monteren als het systeem een onvoldoende debiet toelaat. Méér water daar doorheen jagen is in principe maar een kwestie van een hogere druk erop zetten, en dat is in principe mogelijk tot aan de grenzen van wat je leidingen kunnen verdragen. 

Alleen, toch zeker voor systemen die veel uren draaien, is dat waarschijnlijk een zéér dure oplossing. Niet vanwege de aanschaf, maar vanwege de energierekening. Ook als het slechts gaat om een verschil in operationele kosten van een halve euro per draaiuur scheelt dat op jaarbasis al 4-5000 euro voor een installatie die 24/7 draait. 

Een goed doorgerekende installatie, inclusief dat economische aspect, via een ingenieursbureau of een gerenommeerde grote installateur (die zijn eigen kundige mensen en software zal hebben) zal zichzelf dus op zeer afzienbare termijn terugverdienen. En dat is iets dat wij hier, achterop een bierviltje, absoluut niet kunnen.

Groet, Jan
Jan van de Velde op 23 februari 2019 om 17:34
Ik ben nog eens even diagonaal door dat word-document gegaan.

Een pompkarakteristiek zit daarin, maar mij is niet duidelijk of dat gaat over de huidige pompen, of over de bedoelde toekomstige pomp(en).

C.G. Riemslag plaatste:

 Metingen leerden ons dat er maximaal 60 a 70M3wordt gerealiseerd. 

ALS dat nu bereikt wordt met één zo'n F19 pomp ziet die pomp/leidingkarakteristiek er als een educated guess ongeveer zó uit:



 Meer pompvermogen installeren in de huidige installatie gaat in dat geval weinig opleveren: je gaat dan op zijn best richting de 80-90 m³ uur, en dat voor minstens anderhalf keer zoveel energiekosten met bijvoorbeeld die F giant 21 .

Wat die andere filters betekenen voor die leidingkarakteristiek is onvoorspelbaar.

Eén ding kan ik wèl zeggen : ik zie op foto's een paar gruwelijk dure stukjes plastic, knieën en T-stukken:



Duur in de zin van energievretend. Dat die knieën geld kosten lijkt u al duidelijk, uit wat ik lees in uw bijlage. Dat horen ruime bochten respectievelijk Y-stukken te zijn. 

met excuses voor het slechte perspectief:


(even aannemend dat dat water naar achter op de foto weggepompt wordt)

Wat dat meer kost aan plastic is met zekerheid in een paar maanden terugverdiend.

C.G. op 23 februari 2019 om 22:19
Beste Jan,
Op dit moment draaien 24/7 er 2 90m3 pompen die aan vervanging toe zijn. Met die pompen wordt dus samen 60 a 70 m3 gerealiseerd. De getoonde t en kniestukken zijn de enige haakse bochten. De bochten bij het pomphuis worden er uit gehaald en de pompen worden lager ingezet. De nieuwe pompen zijn dus samen 40m3 sterker, zonder te weten bij de aanschaf van welk debiet (m³/h) die pomp door welk systeem (leidingweerstand bij dat debiet) moet kunnen leveren, want dat kunnen wij uirt de info niet opmaken.

Hoe had je dat bureau voorgesteld? Er is op Curacao geen ingenieursburo voor dit werk. 
Jan van de Velde op 24 februari 2019 om 00:15

C.G. Riemslag plaatste:

Hoe had je dat bureau voorgesteld? Er is op Curacao geen ingenieursburo voor dit werk. 
En hoe had je je onze hulp dan voorgesteld? Ik heb toevallig uit een tuinbouwingenieursverleden wat praktische ervaring met irrigatie-installaties maar dan nog ga ik zoiets op een afstand van een paar duizend kilometer met minder dan halve informatie niet eens half optimaal opgelost krijgen en in elk geval niet zó dat gegarandeerd dat algenprobleem verdwijnt, want daarvan heb ik al helemaal geen verstand, en waarschijnlijk ook niet zó dat met minimale operationele kosten een optimaal investeringsplan opgesteld kan worden. 

In zo'n systeem hangt alles met alles samen. 

Om je een idee te geven van wat er op het spel kan staan: 

  • Je wil per dag de badinhoud 4 keer filteren. Dat is 3000 m³/dag, 125 m³/h, afgerond 2000 L/min 
  • met twee pompen, per pomp dus 1000 L/min
  • er liggen 3" leidingen, 75 mm. (wat die tweeduimers daar doen is me vooralsnog onduidelijk)
  • afstand van een gemiddelde skimmer naar het pomphuis en weer terug naar een gemiddelde "jet" ljkt me op die situatieschets ca 80 m. 
  • Met wat gewone doordachte appendages, niks doms als knieën en zo, ronden we dat af naar 100 m leidingequivalent. 

Dat steken we in een leidingnomogram (rode lijn) dat geeft een ruw idee, maar beter dan niks :



Nog exclusief filters moet onze ene pomp alleen voor die leidingen om en nabij de 1,2 bar leidingweerstand overwinnen. Gooi daar nog minstens een paar tiende bar bovenop voor de filtratie, laten we het even ruw nemen op 1,5 bar.

En dan gooien we dat in die pompkarakteristiek van die F giant 19, wederom de rode lijnen:



We verwachten dan dat deze pomp onder die condities ongeveer 50 m³/h gaat leveren, op een efficiency van om en nabij de 80%, en met een elektrisch vermogen van 4 kW. (ca 35 000 kWh op jaarbasis) 
Daarvan installeren we er twee, 70 000 kWh op jaarbasis, en nog halen we daarmee zo te zien niet ons doel, te weten 125 m³/h .

Ter vergelijking: we vervangen alle 3" leidingen door 110 mm (of het Amerikaanse equivalent, 4,5") Volg nu de blauwe lijnen

  • ons nomogram leert ons dat er voor 100 m leidingequivalent maar ca 0,25 bar leidingverlies zal optreden. 
  • Zelfs als de filterverliezen een halve bar zouden bedragen (die filterleverancier vertelt daar niks over) komt deze pomp in zijn eentje nog wel aan 110 m³/h . Maar daarvoor is nu vast een betere pomp te vinden, of een set van twee kleinere, altijd aan te bevelen in geval van een storing. 
  • Bij die 110 m³/ bedraagt het nodige vermogen ca 5 kW. Dat scheelt afgerond 25 000 kWh op jaarbasis. 

Mijn sommetje, op basis van allerlei aannames, lijkt te zeggen; die 3" leidingen zijn onderbemeten voor je doel, aan Curacaose stroomprijzen kosten die ruim 8000 euro per jaar meer dan nodig. Die buizen liggen er tien jaar of langer, voor 80 000 euro kun je màkkelijk iemand betalen die voldoende verstand van zaken heeft om dit plaatje verder voor je te optimaliseren èn verantwoording kan nemen voor zijn berekeningen, èn om de nodige 110 mm buizen te betalen, en om nog een berg geld over te houden. 

Kortom, zoek het niet hier op natuurkunde.nl, ik ben ook maar een goedwillend amateur op dit gebied, maar zoek een ingenieursbureau met specialisatie irrigatie e.d. , of een gerenommeerd zwembadbouwer (die heeft zijn eigen mensen of minstens een ingenieursbureau die dat voor hem doet). En als die op Curacao niet te vinden zijn, zoek dan in Europa of de VS. 

Mocht het zó uitdraaien dat je op basis van deze discussie inderdaad uiteindelijk een klap geld èn zuiver water overhoudt, dan houd ik me altijd aanbevolen om een weekje uitgenodigd te worden om dat eens nader te komen bekijken

Groet, Jan
C.G. op 25 februari 2019 om 19:42
Beste Jan 
Heel erg bedankt voor je adviezen.
De inhoud bestuderen zal voor de besluitvorming bij ons zeker helpen. De pompen zijn echter al onderweg naar Curacao. Het zoeken naar een ingeieursbureau dat ons kan helpen zullen wij voortzetten. Gek dat niemand een lijstje heeft klaarliggen van deze professionals.
Wij zullen je niet vergeten als het om jouw verzoek gaat...
Vriendelijke groet,
Karel Riemslag
Jan van de Velde op 25 februari 2019 om 20:37
dag Karel,

Als de hele boel nog open ligt zoals daar op de foto's dan zou ik in ieder geval, nu dat nog kan, al die drieduimers laten vervangen door 110 mm. Dat is twee-drie keer zo duur in aanschaf, maar dàt is een investering van een paar duizend euro die je sowieso vlot terugverdient met dit soort debieten en elektraprijzen. 

Succes met je project, 
Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft negen appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)