Vodovodni stolp: princip delovanja, namen, značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Vodovodni stolp je najpreprostejša zasnova, zasnovana za avtonomno regulacijo pretoka vode in tlaka v vodovodnem sistemu. Preprosto načelo delovanja vodnega stolpa je določilo njegovo široko uporabo.

Vrste vodnih stolpov

Takšne modele človeštvo uporablja že več stoletij. Vrhunec njihove priljubljenosti pade na konec 19. - prvo polovico 20. stoletja. Takrat so jih uporabljali v depojih in postajah za servisiranje parnih lokomotiv. Od takrat so izgubili svoj pomen, vendar se še vedno uporabljajo na primer za avtonomno oskrbo z vodo v primestnih območjih ali industrijskih podjetjih.

Prvi vodni stolpi so bili zgrajeni predvsem iz rdeče opeke, redkeje iz lesa. Nato so se pojavile armiranobetonske konstrukcije. V drugi polovici 20. stoletja je znanstvenik Rozhnovsky predlagal svojo zasnovo iz jeklene pločevine.

Stolp Rožnovskega je zelo podoben granati z ročajem. Premer dna vodnega stolpa je 1,5-2 krat manjši od premera rezervoarja. Prednosti te zasnove so visoka hitrost montaže (votli cilindri so varjeni iz jeklene pločevine) in enostavna namestitev na kraju samem ter relativno majhna teža.

Zdaj so za oskrbo z vodo najpogosteje nameščeni posamezni rezervoarji v obliki volumetričnih kovinskih rezervoarjev. Kot nosilci se uporabljajo jekleni ali armiranobetonski stebri.

Načelo vodnega stolpa

Delovanje vodnega stolpa bi bilo nemogoče, če ne bi bilo pojava izenačevanja tlaka v komunikacijskih posodah oziroma hidrostatičnega ravnotežja. Pod vplivom gravitacije voda v rezervoarju izpodriva tekočino iz cevi, dokler tlak v rezervoarju ne postane enak tlaku v cevnem sistemu. To je bila osnova za delovanje vodnih stolpov pred pojavom električnih črpalk.

S pojavom električnih črpalk se je shema njihovega dela nekoliko spremenila. Če so bili prej glavni viri vode v sistemu, so zdaj začeli igrati vlogo rezerve. Črpališče deluje kot "dobavitelj" vode, ki dovaja tlak po cevnem sistemu neposredno do porabnika.

Hkrati črpalka črpa vodo v rezervoar stolpa, dokler se popolnoma ne napolni ali avtomatika deluje. V trenutku največje obremenitve, ko je poraba vode največja in črpalna postaja ne more obvladati dela, se ventil rezervoarja odpre in voda začne teči v sistem iz rezerve. To se zgodi, dokler vodovodna postaja spet ne začne opravljati svojih nalog. Poceloten cikel se ponovi.

elementi vodnega stolpa

Ne glede na vrsto in princip delovanja je vodni stolp sestavljen iz 5-6 enot. Število elementov se lahko zelo razlikuje in je odvisno od namena objekta, njegove lokacije, oddaljenosti primarnega vira, kakovosti vode in drugih meril.

Tako ali drugače vsak stolp vsebuje:

1. Rezervoar - jekleni, armiranobetonski ali plastični rezervoar s prostornino od nekaj deset do nekaj tisoč kubičnih metrov.
2. Podpora - okvir ali monolitna konstrukcija iz armiranega betona, jeklenih tramov ali rdeče opeke z višino največ 25-30 metrov. Rezervoar mora držati nad nivojem vsakega porabnika.
3. Vertikalni vodovod - dovodna cev, ki prihaja iz izvira in iztoka, s premerom 200 m, ki je položena do vodovoda.
4. Prezračevalna loputa - na fotografiji vodnega stolpa je prikazana s puščico. Potrebno je vzdrževati količino zraka v rezervoarju in preprečiti stagnacijo vode.
5. Črpališče s krmilnimi sistemi je ločena struktura, ki se običajno nahaja nad izvirom.

V zasnovo vodnega stolpa je mogoče uvesti filtrirni sistem z različnimi stopnjami čiščenja vode, kot tudi avtomatsko enoto za nadzor nivoja tekočine in preprečevanje, da bi padel na kritično vrednost.

Glavne funkcije vodnega stolpa

Iz principa delovanja vodnega stolpa sledi njegova glavna funkcija -uskladitev urnika dela črpališča. Predstavljajte si situacijo, ko črpalka dovaja vodo neposredno, brez vmesnega člena v obliki vodnega stolpa.

Na zahtevo vsakega potrošnika se vklopi in izklopi, torej deluje kaotično. Posledično se obraba njegovih mehanizmov poveča, poraba energije postane neenakomerna, kar poveča obremenitev elektrarne.

Zaradi tega so servisna podjetja prisiljena porabiti denar za draga popravila. Da se vse to ne bi zgodilo, postavijo vodne stolpe.

Druga funkcija je vzdrževanje tlaka v cevovodu. Voda, ki se nahaja na precejšnji višini, pod vplivom gravitacije sama ustvarja zahtevani tlak v sistemu. Posledično se obremenitev odstrani s črpalne postaje.

Dodaten namen

Drugi namen in načelo delovanja vodnega stolpa sta tesno povezana. Voda v izviru zelo redko ustreza uveljavljenim sanitarnim standardom, zato če se uporablja za gospodinjske potrebe ali za pitje, se vodni stolp uporablja kot filtrirna naprava.

V sistem dovodnih cevovodov so vgrajeni grobi filtri, ki ujamejo težke kovine, železove in svinčeve okside, pesek in druga onesnaževala. V rezervoarju se ognjišče usede in postane še čistejše. Sistem čistilnih kartuš, nameščen na dovodnem vodovodu, lahko očisti vodo pred patogenimi bakterijami in dovaja vza potrošnika popolnoma čist izdelek.

Ustvarjanje zasilne oskrbe z vodo, ki se lahko uporabi v primeru okvare vodovoda ali požara, je še ena dodatna funkcija vodnega stolpa.

Delo stolpa z avtomatsko črpalko

Načelo delovanja vodnega stolpa z avtomatsko črpalko se praktično ne razlikuje od delovne sheme, ki smo jo prej opisali. Edina izjema je dejstvo, da v takem sistemu ni črpalne postaje kot take. Njegovo funkcijo opravlja kompaktna električna črpalka.

Ko nivo vode v rezervoarju pade pod mejno vrednost, sistem avtomatizacije pošlje signal in črpalka začne črpati vodo v rezervoar. Ko je rezervoar poln, počakajte, da nivo tekočine ponovno pade.

Takšni sistemi se najpogosteje uporabljajo v zasebnih in primestnih območjih. Plovec deluje kot indikator nivoja tekočine, ki, ko pade skoraj na dno, zapre kontakte in daje signal releju, sicer že nadzoruje delovanje črpalke.

Definicija značilnosti

Da bi sistem pravilno opravljal svoje naloge, je potrebno, da je višina vodnega stolpa večja od višine katere koli druge servisirane konstrukcije. Zato je na strehah večnadstropnih stavb (zlasti v ameriških filmih) pogosto mogoče videti rezervoarje za vodo. Če ta pogoj ni izpolnjen, je možna stagnacija vode v rezervoarju.

Drug pomemben parameter vodnega stolpa je prostornina delovnega rezervoarja. Ta indikator je določen z diagramom potekavode s strani potrošnikov. Običajno je velikost posode izbrana tako, da je nakopičena tekočina dovolj za uporabo čez dan. V tem primeru se bo črpalka vklopila samo ponoči, kar bo zmanjšalo obremenitev električnega omrežja.

funkcije oblikovanja

Višina stolpa in prostornina rezervoarja neposredno vplivata na stroške stolpa. In ne govorimo toliko o stroških nosilne konstrukcije in rezervoarja, temveč o ceni temeljev. Pred izbiro vrste in globine temeljev se ne izvede izračun samo za statično obremenitev, ampak tudi za dinamično - med polnjenjem rezervoarja lahko pride do tresljajev, ki bodo neuravnotežili konstrukcijo.

Stabilnost se izračuna tudi ob upoštevanju vpliva vetrne obremenitve. Višji kot je stolp, bolj bo odstopal od navpične ravnine v močnem in sunkovitem vetru. Z nihanjem bo stolp začel "motiti" vodo, pojavili se bodo valovi, ki bodo večkrat povečali dovoljeni pritisk vodnega stolpa na podlago. Posledično se bo struktura zrušila.

Zato pri nameščanju celo podeželske hiše ne zanemarjajte pomoči strokovnjakov. Če denar porabite zdaj, ste lahko mirni glede zanesljivosti in učinkovitosti vašega vodnega stolpa v prihodnosti.