Turn de apă: principiu de funcționare, scop, caracteristici

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Turnul de apă este cel mai simplu design conceput pentru reglarea autonomă a debitului și presiunii apei în sistemul sanitar. Principiul simplu de funcționare al turnului de apă a determinat utilizarea pe scară largă a acestuia.

Tipuri de turnuri de apă

Astfel de modele au fost folosite de omenire de câteva secole. Apogeul popularității lor cade la sfârșitul secolului al XIX-lea - prima jumătate a secolului al XX-lea. La acea vreme erau folosite în depozite și stații pentru întreținerea locomotivelor cu abur. De atunci, acestea și-au pierdut semnificația, dar sunt încă folosite, de exemplu, pentru alimentarea autonomă cu apă a zonelor suburbane sau a întreprinderilor industriale.

Primele turnuri de apă au fost construite în principal din cărămidă roșie, mai rar din lemn. Apoi au apărut structurile din beton armat. În a doua jumătate a secolului al XX-lea, omul de știință Rojnovski și-a propus designul din foi de oțel.

Turnul lui Rojnovski arată foarte asemănător cu o grenadă cu mâner. Diametrul bazei turnului de apă este de 1,5-2 ori mai mic decât diametrul rezervorului. Avantajele acestui design sunt viteza mare de asamblare (cilindrii tubulari sunt sudați din tablă de oțel) și instalarea ușoară la fața locului, precum și greutatea relativ mică.

Acum, pentru alimentarea cu apă, cel mai des sunt instalate rezervoare individuale sub formă de rezervoare metalice volumetrice. Stâlpii din oțel sau din beton armat sunt utilizați ca suport.

Principiul turnului de apă

Funcționarea turnului de apă ar fi imposibilă dacă nu ar fi fenomenul de egalizare a presiunii în vase comunicante, sau echilibrul hidrostatic. Sub influența gravitației, apa din rezervor deplasează lichidul din conducte până când presiunea din rezervor devine egală cu presiunea din sistemul de conducte. Aceasta a fost baza pentru funcționarea turnurilor de apă înainte de apariția pompelor electrice.

Odată cu apariția pompelor electrice, schema muncii lor s-a schimbat oarecum. Dacă mai devreme erau principalele surse de apă din sistem, acum au început să joace rolul de rezervă. O stație de pompare acționează ca un „furnizor” de apă, care furnizează presiune printr-un sistem de conducte direct către consumator.

În același timp, pompa pompează apă în rezervorul turnului până când acesta este complet plin sau automatele funcționează. În momentul de vârf, când consumul de apă este maxim, iar stația de pompare nu poate face față lucrării, supapa rezervorului se deschide și apa începe să curgă în sistem din rezervă. Acest lucru se întâmplă până când stația de alimentare cu apă începe din nou să facă față sarcinilor sale. Dupăîntregul ciclu se repetă.

Elementele turnului de apă

Indiferent de tipul și principiul de funcționare, turnul de apă este format din 5-6 unități. Numărul de elemente poate varia semnificativ și este determinat de scopul instalației, locația acesteia, distanța sursei primare, calitatea apei și alte criterii.

Într-un fel sau altul, fiecare turn conține:

1. Tanc - un rezervor din oțel, beton armat sau plastic cu o capacitate de la câteva zeci până la câteva mii de metri cubi.
2. Suport - un cadru sau o structură monolitică din beton armat, grinzi de oțel sau cărămidă roșie cu o înălțime de cel mult 25-30 de metri. Trebuie să mențină rezervorul deasupra nivelului fiecărui consumator.
3. Alimentare verticală cu apă - o conductă de alimentare care vine de la sursă și de la ieșire, cu diametrul de 200 m, care este așezată la sistemul de alimentare cu apă.
4. Trapa de ventilație - în fotografia turnului de apă este prezentată cu o săgeată. Este necesar să se mențină volumul de aer din rezervor și să se prevină stagnarea apei.
5. Stația de pompare cu sisteme de control este o structură separată, situată de obicei deasupra sursei.

În proiectarea turnului de apă poate fi introdus un sistem de filtrare cu diferite grade de purificare a apei, precum și o unitate de automatizare pentru controlul nivelului lichidului și prevenirea scăderii acestuia la o valoare critică.

Funcțiile principale ale turnului de apă

Din principiul funcționării turnului de apă urmează funcția sa principală -alinierea programului de lucru al staţiei de pompare. Imaginează-ți o situație în care pompa furnizează apă direct, fără o legătură intermediară sub forma unui turn de apă.

La cererea fiecărui consumator se aprinde și se oprește, adică funcționează haotic. Ca urmare, uzura mecanismelor sale crește, consumul de energie devine neuniform, ceea ce crește sarcina asupra centralei electrice.

Ca urmare, companiile de servicii sunt nevoite să cheltuiască bani pentru reparații costisitoare. Pentru a preveni toate acestea, instalează turnuri de apă.

A doua funcție este de a menține presiunea în conductă. Apa situată la o înălțime considerabilă, sub influența gravitației în sine creează presiunea necesară în sistem. Ca urmare, sarcina este îndepărtată din stația de pompare.

Scop suplimentar

Alte scopuri și principii de funcționare ale turnului de apă sunt strâns legate. Apa din sursă îndeplinește foarte rar standardele sanitare stabilite, așa că dacă este folosită pentru nevoi casnice sau pentru băut, turnul de apă este folosit ca instalație de filtrare.

În sistemul de conducte de alimentare sunt încorporate filtre grosiere, care captează metale grele, oxizi de fier și plumb, nisip și alți poluanți. În rezervor, focarul se așează și devine și mai curat. Sistemul de cartușe de curățare instalat pe sursa de alimentare cu apă poate purifica apa de bacteriile patogene, livrând lapentru consumator un produs perfect pur.

Crearea unei surse de alimentare de urgență cu apă, care poate fi utilizată în cazul unei defecțiuni a conductei de apă sau a unui incendiu, este o altă funcție suplimentară a turnului de apă.

Lucrarea turnului cu o pompă automată

Principiul de funcționare a unui turn de apă cu o pompă automată nu este practic diferit de schema de lucru descrisă de noi mai devreme. Singura excepție este faptul că într-un astfel de sistem nu există o stație de pompare ca atare. Funcția sa este îndeplinită de o pompă electrică compactă.

Când nivelul apei din rezervor scade sub valoarea pragului, sistemul de automatizare trimite un semnal, iar pompa începe să pompeze apă în rezervor. După ce rezervorul este plin, așteptați până când nivelul lichidului scade din nou.

Astfel de sisteme sunt folosite cel mai des în zone private și suburbane. Un flotor acționează ca un indicator al nivelului lichidului, care, căzând aproape până la fund, închide contactele și dă un semnal releului, altfel controlează deja funcționarea pompei.

Definiția caracteristicilor

Pentru ca sistemul să își îndeplinească sarcinile în mod corespunzător, este necesar ca înălțimea turnului de apă să fie mai mare decât înălțimea oricărei alte structuri deservite. De aceea, rezervoarele de apă pot fi văzute adesea pe acoperișurile clădirilor cu mai multe etaje (mai ales în filmele americane). Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci este posibilă stagnarea apei în rezervor.

Un alt parametru important al unui turn de apă este volumul rezervorului de lucru. Acest indicator este determinat de diagrama de fluxapa de catre consumatori. De obicei, dimensiunea recipientului este selectată astfel încât lichidul acumulat să fie suficient pentru utilizare pe tot parcursul zilei. În acest caz, pompa se va porni numai noaptea, ceea ce va reduce sarcina rețelei electrice.

Funcțiile de design ale fundației

Înălțimea turnului și volumul rezervorului afectează direct costul turnului. Și vorbim nu atât despre costul structurii de susținere și al rezervorului, cât despre prețul fundației. Înainte de a alege tipul și adâncimea fundației se face un calcul nu numai pentru sarcina statică, ci și pentru cea dinamică - în timpul umplerii rezervorului pot apărea vibrații care vor dezechilibra structura.

Stabilitatea este de asemenea calculată ținând cont de influența încărcăturii vântului. Cu cât turnul este mai sus, cu atât se va abate mai mult de la planul vertical în cazul vântului puternic și cu rafale. Balanțând, turnul va începe să „deranjeze” apa, vor apărea valuri care vor crește de mai multe ori presiunea admisă a turnului de apă pe bază. Drept urmare, structura se va prăbuși.

De aceea, atunci când instalați chiar și o casă de țară, nu neglijați ajutorul profesioniștilor. Cheltuind bani acum, vă puteți bucura de fiabilitatea și performanța turnului dvs. de apă în viitor.