Q-H dijagram crpke – što je, kako se izrađuje i kada je obavezan

Što je Q-H dijagram i što prikazuje?

Q-H dijagram (ili krivulja crpke) grafički je prikaz ovisnosti visine dobave crpke (H, izražene u metrima vodnog stupca ili u barima) o volumnom protoku (Q, izraženom u m³/h, l/s ili l/min). Ova krivulja karakteristična je za svaku centrifugalnu crpku i definira njezine hidrauličke performanse u svim mogućim radnim točkama.

Uz Q-H krivulju crpke, cjeloviti dijagram uobičajeno prikazuje i:

• krivulju učinkovitosti (η) – postotak mehaničke energije pretvorene u hidraulički rad
• krivulju snage (P) – potrebna snaga pogonskog motora pri različitim protocima
• NPSH (net positive suction head) krivulju – minimalni tlak na usisu za sprječavanje kavitacije
• krivulju cjevnog sustava – hidraulički otpor instalacije koji raste s kvadratom protoka

Presječište Q-H krivulje crpke s krivuljom cjevnog sustava daje radnu točku – stvarni protok i tlak u konkretnoj instalaciji.

Za koje sustave je Q-H dijagram zakonski obavezan?

1. Vatrogasne hidrantske mreže i sprinkler sustavi

Ovo je najzastupljenije područje primjene u praksi. Prema Pravilniku o reviziji ugrađenih sustava zaštite od požara (NN 44/12), svaka revizija vatrogasnog sustava mora sadržavati mjerenje hidrauličkih karakteristika crpnog postrojenja. Bez valjano izrađenog Q-H dijagrama revizor MUP-a ne može dati pozitivno mišljenje, što znači da objekt ne može dobiti ili obnoviti atest vatrozaštitnog sustava.

2. Vodoopskrbni sustavi i crpne stanice

Prema tehničkim uvjetima komunalnih poduzeća za vodovod i odvodnju (Hrvatske vode), Q-H dijagram crpnih postrojenja na vodoopskrbnim stanicama sastavni je dio tehničke dokumentacije za ishođenje vodopravnih dozvola i za periodičku provjeru sukladnosti rada postrojenja s projektiranim vrijednostima.

3. Sustavi odvodnje i crpne stanice otpadnih voda

Za crpne stanice sustava odvodnje (tlačna kanalizacija), Q-H dijagram je uvjet pri tehničkom pregledu i preduvjet za izdavanje odgovarajućih dozvola prema Zakonu o vodama (NN 66/19).

4. Industrijski rashladni i procesni sustavi

U industrijskom sektoru Q-H dijagrami neophodna su osnova za verifikaciju rada rashladnih krugova, procesnih vodenih sustava i sustava zaštite od požara u industrijskim pogonima. Koriste se i pri planiranju rekonstrukcija i zamjene crpki.

Kako se Q-H dijagram mjeri in-situ?

Za razliku od kataloškog Q-H dijagrama koji isporučuje proizvođač crpke i koji prikazuje karakteristike na ispitnom stolu, mjerenje in-situ daje stvarne karakteristike crpke u konkretnoj instalaciji, uzimajući u obzir:

• stupanj istrošenosti crpke (rotor, brtvenice, ležajevi)
• specifičan viskozitet i temperaturu medija
• stvarne gubitke u usisnom i tlačnom cjevovodu
• konfiguraciju armatura (ventili, nepovratni ventili, filtri)

Postupak mjerenja

1. Pregled dokumentacije i sustava – pregledavamo projektnu shemu cjevovoda, katalog crpke i prethodna mjerenja ako postoje
2. Ugradnja mjerne opreme – postavljamo kalibrirane pretvarače tlaka (manometrijske sonde) na odgovarajuća mjerna mjesta na usisu i tlačnom cjevovodu; na tlačnom vodu montiramo mjerač protoka (elektromagnetski, ultrazvučni ili Pitot-Darwin)
3. Snimanje u više radnih točaka – postupnim otvaranjem ili zatvaranjem regulacijskog ventila snimamo parove vrijednosti (Q, H) od nultog protoka (zatvoreni ventil) do maksimalnog kapaciteta sustava, minimalno u 5–7 radnih točaka
4. Izrada grafičkog dijagrama – izmjereni podaci unose se u software i interpoliraju u glatku Q-H krivulju prema normi HRN EN ISO 9906:2012 – Crpke – Prihvatna ispitivanja hidrauličkih karakteristika
5. Usporedba s katalogom – izmjerena krivulja uspoređuje se s originalnom krivuljom iz kataloga; odstupanja upućuju na istrošenost ili kvar crpke

Posebnosti Q-H dijagrama za serijske i paralelne konfiguracije crpki

U praksi vatrogasnih i industrijskih postrojenja crpke se često spajaju u kombinacije:

• Paralelno spajanje – Q-H krivulja sustava dobiva se horizontalnim zbrajanjem protoka pri istoj visini dobave. Rezultat: veći ukupni protok uz istu visinu dobave. Pogodno za povećanje kapaciteta bez povećanja tlaka
• Serijsko spajanje – zbrajaju se visine dobave pri istom protoku. Rezultat: viši ukupni tlak. Koristi se u visokim zgradama ili dugačkim transportnim sustavima

Za svaku konfiguraciju izrađujemo poseban Q-H dijagram koji prikazuje karakteristike sustava u cijelosti.

Što se dogodi ako crpka ne odgovara kataloškim podacima?

Značajno odstupanje izmjerene Q-H krivulje od kataloga (obično više od 10–15%) upućuje na:

• istrošenost rotora i unutarnjih zazora (najčešći uzrok kod starijih crpki)
• neispravno brtvljenje ili kvar brtvenica
• kavitacijske oštećenja rotora
• pogonski motor s lošim faktorom snage ili smanjenom snagom

U svakom takvom slučaju dokumentiramo nalaz, dajemo konkretnu preporuku (servis, zamjena specifičnih komponenti, ili zamjena crpke) i po potrebi provodimo ponovljeno mjerenje nakon intervencije.

Dokumentacija koja se isporučuje

Po završetku mjerenja i obrade podataka isporučujemo:

• grafički Q-H dijagram u A3 ili A4 formatu, podoban za tehničku dokumentaciju
• tablični prikaz svih izmjerenih točaka (Q, H, n, P, η)
• usporedbu s kataloškim podacima crpke (ako su dostupni)
• ocjenu sukladnosti s normom HRN EN ISO 9906 i pravilnicima
• zaključno mišljenje o stanju crpnog postrojenja s preporukama

Korisni propisi i resursi

• Pravilnik o reviziji ugrađenih sustava zaštite od požara (NN 44/12)
• MUP RH – Zaštita od požara, ovlaštene tvrtke za reviziju
• Hrvatske vode – Vodopravne dozvole i uvjeti
• Zakon o vodama (NN 66/19)
• Ministarstvo zaštite okoliša – Vodno gospodarstvo

Izrađujemo Q-H dijagrame za vatrogasne, vodoopskrbne i industrijske crpne sustave diljem cijele Republike Hrvatske. Kontaktirajte nas za ponudu i dogovor termina.