Давление в накопительном баке насосной станции: оптимальные показатели, расчет и регулировка

Гидроаккумулятор: назначение, настройка, выбор объема.

Гидроаккумулятор (расширительный мембранный бак) служит для поддержания давления в напорной системе водоснабжения, и при использовании совместно с реле давления позволяет создать автоматическую станцию на базе погружного или поверхностного насоса. Основное назначение гидроаккумулятора в системе — поддержание и плавное изменение давления жидкости в системе.

Дополнительные функции, которые выполняет гидроаккумулятор, следующие:

• Защита от гидроудара (изменения давления в жидкости, вызванного мгновенным изменением её скорости)
• Обеспечение минимального запаса воды
• Ограничение повторно-кратковременных включений насоса

Таким образом, именно гидроаккумулятор позволяет сделать возможным использование реле давления и автоматизировать процесс подачи воды. Без гидроаккумулятора, реле не может работать корректно, поскольку мгновенное изменение давления в системе (в момент открытия крана, отключения или подключения новых потребителей, включения или выключения насоса и т.

10 1/ Па. Т.е. увеличение давления воды (напора, создаваемого насосом) практически не вызывает изменения её объема (это сотые доли процента). Поэтому давление менялось бы в системе с большой скоростью, что вызывало бы постоянное срабатывание реле.

Надо четко уяснить, что гидроаккумулятор никакого давления не создает и потребителю воду сам не качает — все это делает насос. Он только поддерживает то давление жидкости, которое в нем создано насосом и подает воду в тот момент времени, пока открыт кран потребителя и насос не включился. Например вопрос «Какой объем гидроаккумулятора мне нужен если у меня два душа?» не совсем корректен. Потому что при пользовании душем (одним или двумя), гидроаккумулятор подает воду только до момента включения насоса, а затем все оставшееся время пользования воду подает только насос. И остановится он только после того, как все краны перекроются и давление в баке поднимется до давления выключения.

Иногда бывает так, что насос выключается даже в то время, когда потребители пользуются водой. Однако такой режим работы нежелателен (поскольку через короткое время насосу опять придется включиться) и говорит о том, что подбор насоса и/или настройки всей системы выполнены неправильно (в большинстве таких случаев надо изменить настройки реле давления).

Любой гидроаккумулятор разделен мембраной на две полости: воздушную и водяную. За счет подачи воды под давлением в водяную полость бака, мембрана расширяется и сжимает воздух в воздушной полости. Тем самым мембрана уравновешена давлением с двух сторон (P1V1 = P2V2). Давление будет расти до тех пор, пока насос не отключится по уставке реле давления (давление отключения насоса). В момент начала расхода воды, воздух давит на мембрану, тем самым, выталкивая воду из гидроаккумулятора. Давление воды медленно падает и при достижении давления включения насоса, реле замкнет контакты и насос запустится. Такова принципиальная схема автоматической работы насоса совместно с гидроаккумулятором и реле давления.

Каким должно быть давление воздуха в воздушной полости гидроаккумулятора?

Давление в воздушной полости гидроаккумулятора должно быть на 10% меньше давления включения насоса.

Причем давление воздуха нужно измерять только на отключенном от системы баке (без давления воды). Давление воздуха нужно регулярно контролировать и по необходимости приводить в норму, это заметно продлит жизнь мембране. С этой же целью не рекомендуется делать перепад давления между включением и выключением насоса слишком большим. Оптимальным является перепад в 1,0-1,5 атм. Бóльшие перепады сильнее растягивают (нагружают) мембрану, тем самым уменьшая её срок службы, и более того, большие перепады давления не комфортны при пользовании водой.

Гидроаккумуляторы рекомендуется устанавливать в местах не подверженных затоплению и с невысокой влажностью. В этом случае фланец гидроаккумулятора прослужит намного дольше. Поскольку никаких нагрузок баком не воспринимается, нет необходимости в дополнительном креплении. Гидроаккумулятор можно просто устанавливать на пол на штатные опоры.

При выборе конкретной марки гидроаккумулятора следует обратить внимание на материал мембраны, наличие сертификатов и санитарно-гигиенических заключений, удостоверяющих, что гидроаккумулятор предназначен для использования в системах с питьевой водой. Также не лишним будет убедиться в наличии запасных мембран и фланцев, чтобы в случае проблем не пришлось покупать полностью новый бак.

Максимальное давление, на которое рассчитан гидроаккумулятор, не должно быть меньше максимально возможного давления в системе (например, при поломке реле давления). Именно поэтому большинство баков рассчитаны на давление в 10 бар.

Часто возникает вопрос о том, сколько воды находится в гидроаккумуляторе?

Например, если отключат электричество, сколько литров воды можно будет использовать?

Это значение зависит от установок реле давления. Как нетрудно догадаться, чем выше разница по давлению, между включением и выключением насоса, тем больше воды войдет в гидроаккумулятор, однако эту разницу необходимо лимитировать по причинам изложенным выше.

В качестве примера мы приводим таблицу заполняемости гидроаккумуляторов.

P воздуха, бар	0,8	0,8	1,8	1,3	1,3	1,8	1,8	2,3	2,3	2,8	2,8	4,0
P вкл. нас., бар	1,0	1,0	2,0	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	2,5	3,0	4,0	5,0
P выкл.нас., бар	2,0	2,5	3,0	2,5	3,0	2,5	4,0	4,0	5,0	5,0	8,0	10,0
Общий объем бака, л	Запас воды, л
19	5,70	7,33	4,43	4,99	6,56	2,53	7,09	5,37	7,46	6,02	8,11	8,35
24	7,20	9,26	5,60	6,31	8,28	3,20	8,96	6,79	9,43	7,60	10,24	10,55
50	15,00	19,29	11,67	13,14	17,25	6,67	18,67	14,14	19,64	15,83	21,33	21,97
60	18,00	23,14	14,00	15,77	20,70	8,00	22,40	16,97	23,57	19,00	25,60	23,36
80	24,00	30,86	18,67	21,03	27,60	10,67	29,87	22,63	31,43	25,33	34,13	35,15
100	30,00	38,57	23,33	26,29	34,50	13,33	37,33	28,29	39,29	31,67	42,67	43,94
200	60,00	77,14	46,67	52,57	69,00	26,67	74,67	56,57	78,57	63,33	85,33	87,88
300	90,00	115,71	70,00	78,86	103,50	40,00	112,00	84,86	117,86	95,00	128,00	131,82
500	150,00	192,86	116,67	131,43	172,50	66,67	186,67	141,43	196,43	158,33	213,33	219,70
750	225,00	289,29	175,00	197,14	258,75	100,00	280,00	212,14	294,64	237,50	320,00	329,55
1000	300,00	385,71	233,33	262,86	345,00	133,33	373,00	282,86	392,86	316,67	426,67	439,39

Согласно этой таблице, в 200 литровом гидроаккумуляторе при следующих установках реле давления:
Включение насоса — 1,5 бар
Выключение насоса — 3,0 бар
Давление воздуха — 1,3 бар

Запас воды составит 69 литров, что составляет примерно треть от всего объема.

В заключение несколько слов о необходимом объеме гидроаккумулятора.

Минимальный рекомендуемый объем вычисляется по следующей формуле:

V_t = K x A_max x ((P_max+1) x (P_min +1)) / (P_max — P

min) x (P_возд. + 1)

A_max — расчетный максимальный расход воды (литр/мин)
К — коэффициент, зависящий от мощности электродвигателя насоса (см. таблицу ниже)
P_max —давление выключения насоса, бар
P_min — давление включения насоса, бар
P_возд. — давление в воздушной полости гидроаккумулятора, бар

Мощность насоса, кВт					0,55-1,5		2,2-3,0		4,0-5,5		7,5-9,0
Коэффициент К					0,25		0,375		0,625		0,875

Выберем минимально необходимый объем гидроаккумулятора для системы водоснабжения на базе насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50 У со следующими установками:

P_max = 3,0 бар
P_min = 1,8 бар
P_возд. = 1,6 бар
А_max = 2,1 м³/ч (35 л/мин)
K = 0,25 (так как мощность насоса находится в диапазоне 0,55–1,5 кВт)

V_t = 31,41 литр

Выбираем следующий ближайший объем гидроаккумулятора — 35 л.

Отметим, что объем бака на уровне 24-50 литров прекрасно согласуется с другими методиками расчета гидроаккумуляторов для бытовых систем водоснабжения и эмпирическими рекомендациями различных производителей насосного оборудования.

Бóльший объем следует выбирать в том случае, если имеют место быть частые выключения электроэнергии, однако надо помнить, что в любом случае вода заполняет примерно треть общего объема (см. выше таблицу заполняемости). И конечно, чем более мощный насос установлен в систему (актуально для насосов мощностью 1,1 кВт и выше), тем больший размер гидроаккумулятора необходимо предпочесть, это сократит число повторно-кратковременных включений и продлит срок службы электродвигателя насоса.

Покупая гидроаккумуляторы больших объемов, надо отдавать себе отчет в том, что водой надо регулярно пользоваться, поскольку при длительном простое, её качество начинает ухудшаться. Ведь использовать всю воду из гидроаккумулятора объемом 24 или 50 литров гораздо проще и быстрее, чем из 100 или 200 литрового.

С моделями и ценами на гидроаккумуляторы можно ознакомиться в разделе «Принадлежности к насосам».

Какое давление должно быть в гидроаккумуляторе?

Если просмотреть переписку на тему автономного водоснабжения на различных строительных порталах и форумах, то один из часто встречающихся вопросов – почему в бак вместо обозначенной в его паспорте емкости (к примеру) 50 л заливается всего 30 – 35? Как результат – устройство работает не совсем корректно. Основная причина – неправильно выставленное давление в гидроаккумуляторе. А каким оно должно быть в гидроаккумуляторе – это и интересует многих пользователей.

О назначении и устройстве ГА подробно рассказывается здесь. Чтобы не повторяться, достаточно лишь отметить, что в баке изначально есть воздух. Он закачивается в него еще на производстве, и давление составляет (для подавляющего большинства моделей) 1,5 атмосферы. Если изделие от известной компании-изготовителя, то небольшую утечку (за предпродажный период) в расчет можно не брать – качественные гидроаккумуляторы не «травят».

Не все пользователи учитывают, что ГА функционирует в системе водоснабжения только совместно с реле давления, иначе теряется сам смысл установки бака. Именно эти два элемента автоматики и обеспечивают стабильность давления в контуре и регулируют интервал между пуском в работу и остановкой насоса.

Но есть и еще ряд нюансов, которые правильно оценить может лишь профильный специалист. Например, как рассматривать следующую рекомендацию, размещенную на одном из форумов – взять разницу высот (в м) между ГА и верхней точкой водоразбора (H) и разделить эту цифру (число) на 10. Частное – это и есть рекомендуемое давление в баке (в атм). У человека, хоть немного понимающего, как организуется схема водоснабжения, неминуемо возникнут хотя бы такие элементарные вопросы.

• В любом доме есть много бытовой техники, присоединяемой к водопроводу. Для каждого изделия – свой нижний порог давления, при котором оно может нормально функционировать. Как это учесть?
• Трубы в жилых строениях прокладываются по-разному. На это влияют этажность здания, внутренняя планировка и так далее. Каждый поворот «нитки», отвод от нее, фитинги – это некоторая потеря давления. Есть ли поправочные коэффициенты для всех подобных случаев?

Существует главное правило настройки гидроаккумулятора – давление в нем должно быть на 10% ниже минимального (для включения перекачивающего устройства), установленного при регулировке срабатывания реле. Но это типовая рекомендация, которой следует придерживаться. В принципе, можно взять разницу и в 12, а то и 15%. Но точно определить ее способен лишь специалист, с учетом всех нюансов системы.

Наиболее вероятные последствия неправильной настройки гидроаккумулятора

• Некорректная работа бытовой техники, присоединенной к контуру водоснабжения. Например, периодические сбои в функционировании котельного оборудования, а то и аварийная остановка агрегата.
• Снижение ресурса насоса по причине повышенного износа.
• Проблемы с напором из кранов на последних этажах дома.

Производители прилагают к каждому гидроаккумулятору инструкцию, в которой расписан порядок его настройки. В чем сложность? Сортамент реле давлений значительный, и у каждой модели – свои характеристики.

Одна из основных – так называемая «дельта», то есть разница между Pmin (для пуска насоса) и Pmax (для его отключения). Применительно к большинству этих приборов она равна 1 (иногда 1,5). Но ни одно руководство не в состоянии учесть всех особенностей конкретной системы, самого строения, его «наполнения» техническими устройствами, способов их подключения и так далее.

Вывод

Он напрашивается сам собой. Несмотря на кажущуюся простоту настройки давления в гидроаккумуляторе, данную технологическую операцию целесообразнее доверить профессионалу. Логика достаточно проста – лучше оплатить его услуги «здесь и сейчас», чем не в такой уж далекой перспективе тратить деньги за визиты различных мастеров (по ремонту котла, посудомоечной машинки, того же насоса и так далее). Однозначно – в совокупности обойдется значительно дороже. А если учесть еще и неудобства, нервы, время, то решение более чем рациональное.

Компания «АЛЬФАТЕП» всегда окажет проживающим в Подмосковье практическую помощь в выборе оптимальной модели гидроаккумулятора и его настройке. Достаточно лишь позвонить на номер ее контактного телефона 8 (495) 109-00-95, и сотрудники подробно проконсультируют по любому вопросу, касающемуся организации водоснабжения, подберут требуемый для системы ГА, сами его установят и настроят по давлению его и реле. По желанию клиента, возьмут все оборудование на сервисное обслуживание.

Как измерять и контролировать давление в гидроаккумуляторе?

Как проверить давление гидроаккумулятора?

Итак, вот вы купили насосную станцию и хотите включить гидроаккумулятор. С чего же следует начинать? Во-первых, необходимо проверить давление внутри бака. Этот показатель вы можете найти в инструкции, поскольку часто производитель выставляет стандартное давление в гидроаккумуляторе. Но, если товар долго пробыл в магазине, то со временем давление в баке может изменится. Чтобы измерить давление, необходимо для начала открутить специальный колпачок на самом баке.

Проверяют давление манометром. Можно использовать как пластиковые (которые часто можно встретить в комплекте с гидроаккумулятором), так и электронные. Также можно использовать простой автомобильный манометр. Здесь очень важна точность измерения, потому как минимальные отклонения могут ухудшить работу аккумулятора. Большую точность измерения обеспечивают электронные манометры с металлическим корпусом.

Чем меньше будет воздуха в баке гидроаккумулятора, тем больше там может быть воды. Оптимальное давление в баке зависит от ваших потребностей. То есть, если нужен сильный напор воды, то показатель давления должен находиться на отметке в 1,5 атм. Но чаще всего для повседневных бытовых потребностей хватает напора в 1 атм.

Желательно следить, чтобы давление не превышало и не было меньше вышеуказанных параметров. Если давление будет слишком маленьким, то мембрана, в которой находится вода, может быстро стать непригодной. Если же давление будет превышать норму, то груша не сможет вместить достаточно воды.

Определив для себя подходящее давление, вы можете либо откачать лишний воздух из бака, либо накачать его сильнее.

Как правильно установить давление в гидроаккумуляторе?

Для начала необходимо снять крышку с бака гидроаккумулятора. Там можно увидеть две пружины разного размера, с помощью которых регулируется давление. Таким образом вы можете установить показатели максимального и минимального давления гидроаккумулятора. Контроль над давлением обеспечивает пружина большего размера, в то время, как маленькая пружина отвечает за разницу давлений.

Во время работы гидроаккумулятора необходимо время от времени проверять давление. Его показатели необходимо постоянно контролировать, подкручивая в случае необходимости до нужных цифр. Для этого необходимо отключить его от системы водоснабжения и позаботиться о том, чтобы в баке не было воды. Следует также избегать резких перепадов давления. Оптимальными считаются перепады максимум в 1,5 атм.). Если же показатели больше, это приводит к растяжению груши, независимо от ее объема (чаще всего для дома люди приобретают мембраны, объемом 24, 50 или 100 литров).

Большинство гидроаккумуляторов выдерживают давление до 10 атм. Поэтому при выборе устройства следует обратить внимание на максимально допустимое давление в вашем водопроводе.

Ремонт насосной станции своими руками: причины, устранение

Постоянное давление в системе водоснабжения частного дома создается обычно при помощи  насосной станции. Понятное дело, что лучше, если она работает без проблем, но поломки периодически случаются. Чтобы быстрее восстановить подачу воды и сэкономить на услугах, можно проводить ремонт насосной станции своими руками. Большая часть поломок может быть устранена самостоятельно — ничего сверхсложного делать не придется. 

Содержание статьи

Состав насосной станции и назначение частей

Насосная станция — совокупность отдельных устройств, соединенных между собой.  Чтобы понимать, как ремонтировать насосную станцию, надо знать из чего она состоит, как работает каждая из частей. Тогда неисправности устранять проще. Состав насосной станции:

Каждая из частей отвечает за определенный параметр, но один тип неисправности  может быть вызван выходом из строя различных устройств.

Принцип работы насосной станции

Теперь давайте рассмотрим, как все эти устройства работают. При первом запуске системы насос накачивает в гидроаккумулятор воду до тех про, пока давление в нем (и в системе) не сравняется с выставленным на реле давления верхним порогом. Пока нет расхода воды, давление стабильно, насос выключен.

Каждая из частей выполняет свою работу

Где-то открыли кран, спустили воду и т. п. Какое-то время вода поступает из гидроаккумулятора. Когда ее количество уменьшается настолько, что давление в гидроаккумуляторе падает ниже порога, реле давления срабатывает и включает насос, который снова накачивая воду. Отключается он снова-таки реле давления, когда достигнут верхний порог — порог отключения.

Если идет постоянный расход воды (набирается ванна, включен полив саде/огорода) насос работает продолжительное время: пока в гидроаккумуляторе не создастся нужное давление. Это периодически происходит даже при открытых всех кранах, так как насос подает воды меньше, чем вытекает из всех точек разбора. После того, как расход прекратился, станция еще некоторое время работает, создавая в гироаккумуляторе требуемый запас, потом отключается и включается после того как снова появляется расход воды.

Проблемы и неисправности насосных станций и их исправление

Все насосные станции состоят из одинаковых частей и поломки у них, в основном, типичные. Не имеет разницы, оборудование это Грундфос, Джамбо, Алко или каких-либо других фирм. Болезни и их лечение одинаковое. Разница в том, насколько часто эти неисправности случаются, но их перечень и причины обычно идентичны.

Варианты установки насосной станции

Не отключается насосная станция (не набирает давление)

Иногда вы замечаете, что насос работает уже долго и никак не отключится. Если смотреть на манометр, то видно, что насосная станция не набирает давление. В этом случае ремонт насосной станции дело длительное — придется перебрать большое количество причин:

• В колодце или скважине нет воды. Если это действительно так, называется такая ситуация «сухой ход» и грозит тем, что мотор перегорит. Вода, которую качает насос используется для охлаждения мотора. Воды нет, он перегревается и сгорает. Для защиты от такой ситуации нужна специальная защита: датчики уровня воды (поплавковый и электрические).
• Большое сопротивление всасывающей магистрали (большая протяженность при малом диаметре труб) или подсос воздуха (негерметичность соединения).
• Забит фильтр на трубе или обратный клапан. Их вынимают чистят, проверяют работоспособность, опускают на место и проводят пробный пуск.
• Еще одна возможная причина того, что не отключается насос — неисправность реле давления или неправильно выставленный предел отключения насоса:
  • Предел давления, при котором насос должен отключится слишком высокий, насос просто не в состоянии нагнать требуемое давление. Тогда проводим регулировку реле давления (снизить предел отключения).
  • Проверить контакты реле — зачистить их от окалины (налет темный) наждачной бумагой с очень тонким зерном (можно пилочкой для ногтей).
  • Устранить неисправность реле давления почистив его (убрать соли на пружинах регулировки и очистить входное и выходное отверстие). Только аккуратно, мембрану на входе повредить нельзя. Если это не помогло, требуется замена.

Если предел отключения реле давления стоит намного ниже максимального давления, которое может создать насос, и какое-то время он нормально работал, а тут перестал, причина в другом. Возможно, у насоса сработалась крыльчатка. Сразу после покупки он справлялся, но в процессе эксплуатации стерлась крыльчатка и «сил теперь не хватает». Ремонт насосной станции в этом случае — замена крыльчатки насоса или покупка нового агрегата.

Чтобы разблокировать или заменить крыльчатку снимаем кожух

Еще одна возможная причина — низкое напряжение в сети. Может насос при таком напряжении еще работает, а реле давления уже не срабатывает. Решение — стабилизатор напряжения. Это основные причины того, что насосная станция не отключается и не набирает давление. Их довольно много так что ремонт насосной станции может затянуться.

Ремонт насосной станции: часто включается

Частые включения насоса и короткие промежутки его работы ведут к быстрому износу оборудования, что очень нежелательно. Потому ремонт насосной станции надо проводить сразу после обнаружения «симптома».  Такая ситуация возникает по следующим причинам:

• Гидроаккумулятор слишком маленького объема. При выборе насосной станции для дома и дачи часто берут гидроаккумулятор маленького объема — 24 литра или 32 литра. Это очень мало, так как запас воды в таких баках всего 30-50% от ее общего объема, то есть в бак 24 литра закачать удается только 7-12 литров воды. Естественно, такой объем воды расходуется очень быстро, отчего насос включается часто. Способ лечения — установка дополнительного гидроаккумуятора (его подключают параллельно к уже установленному).
• Неправильно выставленные пределы срабатывания реле давления. Чтобы избежать этой ситуации можно увеличить дельту (разницу между давлением для отключения и включения насоса) и за счет этого сделать ниже порог включения насоса (оптимально — 1-1,5 атм). Один важный момент: давление при котором насос включается должно быть на 0,2 атм ниже, чем давление в гидроаккумуляторе. Насосная станция может часто включаться как раз из-за того, что давление в гидроаккумуляторе ниже чем выставленный порог включения насоса. Потому:
• Засорение обратного клапана. Если клапан не перекрывает воду, она из системы уходит, давление падает, насос включается. Периодичность включения — порядка 10-20 минут. Выход — проверить и прочистить обратный клапан, при необходимости заменить.
• Также причиной может быть повреждение мембраны гидроаккумулятора. При этом кроме частого включения насоса еще и вода подается рывками: при работающей станции с большим напором, при отключении напор сразу падает. В этом случае есть два варианта — прохудилась сама мембрана или фальц, который ее крепит к корпусу. И в том, и в другом случае придется отсоединять гидроаккумулятор и менять неисправную деталь.
• Ее одна причина частого срабатывания насоса и подачи воды скачками — поломанный золотник в верхней части гидроакуумулятора. Чтобы его заменить, придется снять гидроаккумулятор, вынуть мембрану и заменить ниппель.

Теперь вы знаете, почему часто включается насосная станция и что с этим делать. Есть кстати, еще одна возможная причина — негерметичность трубопровода или какого-то соединения, так что если все из перечисленного выше к вашему случаю не относится — проверьте не течет ли где-то стык.

Воздух в воде

Небольшое количество воздуха в воде присутствует всегда, но когда кран начинает «плеваться», значит что-то работает неправильно. Причин тоже может быть несколько:

Насосная станция не включается

Первое что стоит проверить — напряжение. Насосы очень требовательны к напряжению, при пониженном просто не работают. Если с напряжением все нормально, дело хуже — скорее всего неисправен мотор. В этом случае станцию несут в сервисный центр или ставят новый насос.

Если система не работает — надо проверить электрическую часть

Из других причин — неисправность вилки/розетки, перетерся шнур, отгорели/окислились контакты в месте крепления электрокабеля к мотору. Это то, что вы сможете проверить и устранить самостоятельно. Более серьезный ремонт электрической части насосной станции проводят специалисты.

Мотор гудит, но не качает воду (крыльчатка не вращается)

Такая неисправность может быть вызвана низким напряжением в сети. Проверьте его, если все в норме, идем дальше. Надо проверить не перегорел ли конденсатор в клеммной колодке. Берем тестер, проверяем, при необходимости меняем. Если и это не причина, переходим к механической части.

Сначала стоит проверить, есть ли вода в колодце или скважине. Далее проверяете фильтр и обратный клапан. Может они забились или неисправны. Чистите, проверяете работоспособность, опускаете трубопровод на место, снова запускаете насосную станцию.

Проверяем крыльчатку — это уже серьезный ремонт насосной станции

Если не помогло, может заклинила крыльчатка. Тогда попробуйте вручную провернуть вал. Иногда после длительного простоя он «прикипает» — зарастает солями и сам сдвинуться не может. Если руками сдвинуть лопасти не получилось, возможно крыльчатку заклинило. Тогда ремонт насосной станции продолжаем тем, что снимаем защитный кожух и разблокируем крыльчатку.

Некоторые виды ремонтных работ

Некоторые действия по ремонту насосной станции своими руками интуитивно понятны. Например, почистить обратный клапан или фильтр не составит труда, но вот заменить мембрану или грушу в гидроаккумуляторе может быть без подготовки сложно.

Замена «груши» гидроаккумулятора

Первый признак того, что мембрана повредилась — частые и кратковременные включения насосной станции, причем вода подается рывками: то сильный напор, то слабый. Чтобы убедиться в том, что дело в мембране, снимите заглушку на ниппеле. Если из него выходит не воздух, а вода, значит мембрана порвалась.

Устройство мембранного бака пригодится при замене груши

Чтобы начать ремонт гидроаккумулятора, отключите систему от электропитания, сбросьте давление — откройте краны и подождите, пока стечет вода. После этого его можно отключать.

Далее порядок действий такой:

• Ослабляем крепление фланца в нижней части бака. Дожидаемся, пока стечет вода.
• Откручиваем все болты, снимаем фланец.
• Если бак от 100 литров и больше, в верхней части бака откручиваем гайку держателя мембраны.
• Вынимаем мембрану через отверстие в нижней части емкости.
• Бак промываем — в нем обычно много осадка ржавого цвета.
• Новая мембрана должны быть точно такой же как поврежденная. Вставляем в нее штуцер, которым верхняя часть крепится к корпусу (закручиваем).
• Устанавливаем мембрану в бак гидроаккумулятора.
• Если есть, устанавливаем гайку держателя мембраны в верхней части. При большом размере бака рукой вы не достанете. Можно привязать держатель к веревке и так установить деталь на место, навернув гайку.
• Горловину натягиваем и прижимаем фланцем, устанавливаем болты, последовательно подкручивая их на несколько оборотов.
• Подключаем в систему и проверяем работу.

Замена мембраны насосной станции закончена. Дело несложное, но нюансы знать надо.

Насосные станции водоснабжения для дома: характеристики, устройство, установка

Самая главная проблема в загородном доме или даче – это отсутствие воды. Сейчас есть множество вариантов, как провести воду в дом. Но самым оптимальным решением будет выбор насосной автоматической станции. Ее можно подключить к колодцу и вода будет поступать в дом, как в обычной квартире. Причем работать она сможет и летом и зимой. А подключив электрический водонагреватель, у вас будет еще и горячая вода. В данной статье подробно рассмотрим все достоинства и недостатки насосной станции.

Содержание

  1. Как устроена насосная станция
  2. Характеристики автоматического насоса
  3. Характеристики реле давления
  4. Характеристики гидроаккумулятора
  5. Классификация
  6. Как работает насосная станция
  7. Достоинства и недостатки станции
  8. Установка и включение насосной станции

Как устроена насосная станция

В автоматическую насосную станцию обязательно должны входить такие элементы: насос, реле для насоса, которое контролирует давление, гидроаккумулятор, шланг, манометр, штуцер 5-ти выводной. 

Без какого-либо элемента насосная станция не сможет работать. 

Характеристики автоматического насоса

Насосы-автоматы отличаются своей высокой производительностью, материалом, из которого изготавливается корпус и мощностью давления.

Корпус может быть чугунный, пластиковый или из нержавейки. Состоит насос из корпуса, электрочасти, электрического двигателя и крыльчатки. Чугунная станция работает громко, но имеет высокий срок эксплуатации. А пластиковый корпус имеет небольшой срок службы, довольной хрупкий, но работает очень тихо.

Если станцию установить недалеко от колодца, то электрический насос сможет поднимать воду с большой глубины(8-9м). Происходит это благодаря эжектору, который встроен в насос.

Если насосную станцию установить на расстоянии 12 метров от колодца, то глубина всасывания воды будет не 9, а 5 метров. Это происходит из-за того, что на каждые четыре горизонтальных метра отнимается один метр в глубину. Насос-автомат подает воду на расстояние не больше 50 м. Производительность воды составляет 70литров в минуту. Такие характеристики указывают производители на инструкции к эксплуатации. 

Для того чтобы заполнить насос водой перед включением на корпусе имеется отверстие с пробкой для залива. Также располагается два отверстия для трубопровода(для входа и выхода). Диаметр такого отверстия равен 25 мм. 

На корпусе имеется два крепления для расширительного бака. Электрочасть находится с коробке на насосе. К ней подключают электричество через автоматику или кабель.

Характеристики реле давления

Данный элемент устанавливают в насос для его автоматического включения и выключения. При открытии крана давление начинает понижаться, и насос начинает работу. А при закрывании крана – давление поднимается до нужного предела и насос отключается. 

Подключить реле давления можно прямо к насосу или при помощи пятивыводного штуцера. На корпусе реле дополнительно расположены клеммы для подключения питания. 

Помимо реле можно установить датчик. При отсутствии воды в системе, насос автоматически отключается. Поэтому датчик и получил название «сухого» хода. Реле и датчик такого типа очень похожи внешне. Единственное отличие это кнопка включения и выключения на датчике. 

Реле давления и датчик есть в автоматике. Поэтому можно просто подключить блок автоматики к насосу. Но такая система выйдет намного дороже.

Характеристики гидроаккумулятора

Такое устройство представляет собой бак, в который встроена мембрана. Гидроаккумулятор качает воду в мембрану. Благодаря тому, что вода всегда находится в баке, нагрузка в насосе снижается. Бак закачан воздухом с давлением 1,5 атмосферы. 

Бак имеет объемы от 8 до 100 литров. При открытии крана происходит подача воды из бака, без помощи насоса. А после расходования воды, насос начинает пополнять нужным объемом воды гидроаккумулятор. К насосу можно подключить бак с разным объемом. И лучше будет использование бака большего объема. 

Обычно бак гидроаккумулятора изготавливают из нержавейки или эмалированной стали. Насосная станция из нержавейки будет служить дольше, чем из стали. Стоимость будет соответственно выше. Диск для крепления шланга выполняют из пластика или нержавейки. 

Классификация

Насосные станции делят на несколько групп: со встроенным эжектором, с выносным эжектором, с оборудованным накопительным баком и оснащенным гидроаккумулятором. 

Если вода поступает с большой глубины, то самым лучшим вариантом будет насосная станция с эжектором. Выносной эжектор устанавливается на насосную станцию. Также есть встроенные эжекторы. Но есть небольшой минус у такой станции: она очень громко работает, поэтому расположить ее придется вдали от спальных комнат.  

Станции, которые имеют накопительный бак, все меньше пользуются спросом. Потому как имеют большой вес и размеры. Такую установку устраивают на верхнем этаже дома, оттуда она снабжает весь дом водой. Насосная станция с накопительным баком стоит дешево и затрачивает мало электроэнергии. А сделать бак можно самостоятельно. На рынке такие модели встретишь редко. Самым главным недостатком является возможность затопления всего дома при неправильной установке оборудования. 

Насосные станции с гидроаккумулятором самые популярные. Они отлично работают, подавая воду под высоким давлением по всему дому. Однако у такой модели есть некоторые недостатки: небольшой объем емкости ( до 25 литров), высокая цена. 

Как работает насосная станция

В первую очередь открываем кран. Следовательно, происходит снижение давления в системе, и вода начинает подаваться из гидроаккумулятора автоматически. Если же отсутствует бак, то при включении насоса происходит подача воды от него. При закрытии крана происходит повышение давления . Насос автоматически отключается и происходит остановка подачи воды. Если же станция имеет бак, то после закрытия крана, насос начнет подавать воду в мембрану, пока она полностью не наполнится. 

Достоинства и недостатки станции

К достоинствам насосной станции можно отнести:

1. Небольшую стоимость.
2. Можно установить станцию самостоятельно в доме или на земле.
3. Подача воды происходит автоматически.
4. На рынке представлен большой выбор моделей насосных станций.

К недостаткам относятся:

1. Зимой не всегда удобно использовать.
2. Если не использовать выносной инжектор, то максимальная глубина всасывания будет около 9 м. 

Установка и включение насосной станции

После окончательного выбора насосной станции и ее покупки, можно перейти к установке оборудования. Необходимо выбрать материал, из которого будут изготовлены трубы. Обычно используют полипропиленовые трубы или из ПНД. Такие материалы будут долговечными и надежными.

В том месте, где будет забор воды, труба должна иметь диаметр более 25 мм, а на выходе можно установить трубу с меньшим диаметром. В конце трубы нужно установить обратный клапан. Он должен быть обязательно с сеткой, которая будет играть роль фильтра. 

Во избежание образования воздушных пробок устанавливают автоматический воздушный клапан. 

С помощью заливного отверстия в насосе, необходимо перед включением заполнить его водой.

Насосная станция водоснабжения будет отличным вариантом для подачи воды в загородном доме. Самое главное — это правильно установить станцию для вашего дома.

Читайте также:

СНТ «Азимут» массив Тайцы » Как установить насосную станцию?

На сегодняшний день применение бытовых насосных станций при организации систем водоснабжения в частных домах является наиболее оптимальным решением.

Автоматическая насосная станция служит для подачи воды, а также для повышения или поддержания давления в системе. Бытовая станция может состоять как из отдельных агрегатов, так и поставляться в собранном виде.

Насосные станции могут использоваться как при наличии постоянного (колодец, скважина), так и переменного источника воды (питьевая привозная вода, хранящаяся в различной емкости резервуарах).

Конечно, для устройства в частном доме водопровода можно изготовить и подобие небольшой водонапорной башни, расположив на чердаке некий бак. Прикиньте сами, какое давление вы при этом получите. Для обычного дома оно составит в лучшем случае чуть более половины атмосферы. Причем, давление это не увеличится, даже при установке бака большей емкости.

Отсюда очевидно, что получить таким способом нормальный водопровод невозможно. Поэтому можете не мучиться и использовать бытовую насосную станцию, состоящую из водяного насоса, мембранного бака и реле давления.

Сегодня мы поговорим об устройстве бытовой насосной станции.

Устройство насосной станции и принцип ее действия

Насосные станции включают в себя несколько функциональных узлов:

* водозабор с сеткой и обратным клапаном, располагающийся непосредственно в скважине;

* всасывающую магистраль, по которой осуществляется подъем воды из скважины и подача ее в корпус насоса;

* центробежный насос, создающий разрежение с одной стороны, за счёт чего и поднимается вода, и давление с другой стороны, благодаря чему вода поступает в дом и распределяется в нём по потребителям;

* реле давления, которое автоматически включает насос при падении давления ниже определенной величины и выключает при повышении давления до конкретной величины;

* мембранный бак (или гидроаккумулятор), служащий для предотвращения эффекта гидравлического удара, возникающего при включении станции, что могло бы нанести немалый вред всей нашей системе водопровода, включая трубы, сантехнику и сам насос;

* электромотор, сопряжённый механически с насосом, и электрически — с реле давления;

* стрелочный манометр, по которому осуществляется визуальный контроль давления в магистрали и при необходимости его регулировка.

На рисунке приведено устройство гидроаккумулятора насосной станции.

Цифрами на рисунке обозначено:

1. Корпус бака
2. Внутренний бак, изготовленный из пищевой резины
3. Ниппель. Точь-в-точь как в шине автомобиля
4. Фитинг для присоединения к водопроводу
5. Воздушное пространство, где воздух находится под давлением
6. Вода, находящаяся внутри резинового бака
7. Выход воды к потребителям
8. Вход воды от насоса

Между мембраной и металлическими стенками бака находится воздух. Когда вода отсутствует, то мембрана находится в смятом виде и прижата к фланцу, в котором располагается входной водяной патрубок. Под давлением вода поступает в бак. При этом мембрана расправляется, занимая пространство внутри бака. В определенный момент времени давление воды в мембране уравновешивается с давлением воздуха между баком и мембраной и поступление в бак воды прекращается. Теоретически, в водопроводе давление воды при этом должно установиться необходимой величины и двигатель насоса должен отключиться немного раньше того момента, когда давления воды и воздуха уравновесятся.

Для того, чтобы гидравлические удары сглаживались, необходим бак очень маленького объема и абсолютно не нужно, чтобы он вообще наполнялся. Тем не менее, хозяева предпочитают на практике использовать баки внушительной емкости, которая может достигать и 50 литров, и 100 и так до полутонны. В данном случае мы имеем дело с эффектом накопления воды. Иначе говоря, насос дольше работает, чем нам нужно для того, чтобы помыться. Зато потом двигатель и дольше отдыхает. Считается, что портится мотор не от времени, которое он находился в работе, а от числа включений и выключений. Применение накопительного бака дает насосу возможность включаться на гораздо более продолжительные промежутки времени и на кратковременные расходы воды не реагировать.

Накопление воды весьма полезно не только в целях продления насосу срока службы. Представьте себе, моетесь в душе, и вдруг выключается электричество. И даже мыло с себя будет смыть нечем, если… в баке нет запаса воды.

Мембранный бак на 80 литров воды не может в себе содержать все 80 литров, ведь между стенками бака и мембраной находится воздух. Изменяя давление воздуха , можно регулировать некоторое наибольшее количество воды, которое может находиться в баке. Кроме того, можно подключать баки в любом количестве параллельно друг другу.

В обслуживании баки почти не нуждаются. Нужно их только подкачивать примерно раз в год обычным автомобильным насосом.

Помимо реле давления, включающегося при падении и выключающегося при росте давления, существует и так называемая автоматика давления, имеющая другой принцип. Она рассчитана на несколько иной класс потребителей воды. Автоматика давления также при падении в системе давления включает насос до достижения определенной величины, однако отключается насос не по достижении давления, а по прекращении тока через автоматику жидкости. В чем различие? Не трудно догадаться, включение насоса будет более частым с автоматикой, нежели с накопительным баком и реле давления. Выключение насоса будет происходить по достижении наибольшего, развиваемого им, давления. Это очень существенно. У меня, например, очень мощный и высокопроизводительный насос. У него максимальное давление составляет более 6-ти атмосфер. В водопроводе мне такое давление не нужно. В этом случае необходимо использовать расширительный бак и обычное реле давления. А вот если насос очень маленький и не развивает давления более четырех атмосфер, да к тому же используется для значительных и длительных заборов воды, например, для полива, то в таком случае автоматика давления без применения накопительного бака поможет сэкономить копеечку. Кстати, ничто не мешает, во-первых, использовать автоматику давления совместно с накопительным баком, и во-вторых, стоимость хорошего реле давления не намного меньше стоимости автоматики.

Собрать и установить насосную станцию? Проще простого!

О том как собрать насосную станцию своими руками, вы можете узнать из приведенных ниже видеороликов.

Как собрать и установить насосную станцию (видео)

Как собрать насосную станцию (видеоурок)

Еще одно видео на польском языке мне понравилось тем, что весь процесс сборки показывается очень подробно и наглядно, может кому будет полезно.

Подробная инструкция по подключению насосной станции (гидрофора) MH-1300

Способы установки насосной станции

1 Сетчатый фильтр на входе всасывающей линии (размер ячейки сетки фильтра 1 мм)
2 Кран на входе
3 Кран на выходе
4 Обратный клапан
5 Кронштейн трубопровода
6 Фильтрующая сетка
7 Накопительный резервуар
8 Городская сеть водоснабжения
9 Верхний уровень воды
10 Нижний уровень воды

Давление насосных станций Джилекс Джамбо: самостоятельная регулировка

Самостоятельная регулировка давления насосной станции Джилекс.

---

Давление насосных станций Джилекс Джамбо поддерживает необходимый напор в трубопроводе и обеспечивает бесперебойную подачу воды из различных источников.
Правильно подобранное и настроенное оборудование позволяет наладить автономное водоснабжение и создать комфортные условия для проживания в загородном доме или на даче.

Особенности конструкции

Давление в насосной станции Джилекс контролируют с помощью реле, которое выполняет функции элемента управления и обеспечивает подачу воды согласно установленным параметрам. Помимо него, в комплект оборудования для водоснабжения входят:

• Насос, предназначенный для забора влаги из колодцев, скважин и других внешних источников. Он укомплектован встроенным эжектором и мощным двигателем. Система принудительного охлаждения предохраняет мотор от перегрева и способствует непрерывному функционированию устройства.
• Накопительный бак с корпусом из углеродистой или нержавеющей стали и мембраной из синтетической резины. Резервуар служит для формирования запаса жидкости, расход которой происходит при повреждении или отсутствии питания. Он создаёт давление в насосной станции Джилекс и поддерживает его на требуемом уровне. Кроме того, ёмкость снижает силу гидравлического удара при запуске и продлевает срок использования, увеличивая сопротивляемость нагрузкам.

Фиксация отдельных элементов осуществляется с применением соединительной арматуры, а для подсоединения к электропитанию используют кабель с вилкой.
При сборке следует предусмотреть обязательную установку обратного клапана на трубопроводе. Он препятствует стеканию жидкости в скважину или колодец в случае отключения насоса.

Принцип действия

Кроме реле, блок управления включает манометр, благодаря которому можно оценить давление насосных станций Джилекс Джамбо и наблюдать его изменение. Устройства контроля устанавливают между мембранной ёмкостью и насосом.

Алгоритм работы оборудования для водоснабжения состоит из нескольких повторяющихся этапов:

• При открытии крана происходит уменьшение напора в сети. Для его поддержания на заданном уровне в систему поступает содержимое накопительного резервуара. После достижения напора определённой величины замыкаются контакты на реле, что приводит к включению насоса.
• Закрытие крана сопровождается поступлением жидкости из подающей трубы в мембранный бак и повышением давления до установленной величины. После достижения заданного уровня насос выключается.

Регулировка реле давления насосной станции Джилекс выполняется заводом-изготовителем в процессе производства и испытания оборудования.
Если заданные параметры не устраивают, то можно выполнить настройку самостоятельно. Правильность её проведения влияет на сроки безаварийного функционирования и комфорт при эксплуатации.
Для этого понадобится:

• Проверить с помощью механического манометра давление в пустом накопительном баке, отключив предварительно оснащение от сети.
• Установить нужные показатели при включении и отключении, не допуская снижения менее 1 атм.

Регулировка давления насосной станции Джилекс потребуется и в том случае, если она была собрана пользователями из отдельных элементов.

Причины неполадок и способы устранения

Оснащение для водоснабжения марки Джилекс изготавливается из прочных материалов и рассчитано на интенсивную эксплуатацию в течение длительного периода.
При возникновении неполадок следует определить их характер и устранять согласно рекомендациям производителя.

Если при включении насосной станции Джилекс она не создаёт давления, то, возможно, используется двигатель, мощности которого недостаточно для бесперебойного функционирования.
К такой ситуации могут привести:

• неправильный расчёт и выбор агрегата меньшей мощности;
• увеличение гидравлического сопротивления трубопровода после ремонта;
• недостаточное напряжение.

Если нет возможности заменить устройство для забора воды более мощной моделью, то необходимо отрегулировать давление насосной станции Джамбо. Для этого с помощью реле устанавливают нужные показатели.

Среди других причин, из-за которых падает давление насосной станции Джамбо, можно выделить:

• Засорение фильтра или обратного клапана. Для устранения нужно их очистить от посторонних частиц и проверить работоспособность, а при выходе из строя — заменить новыми.
• Нарушение герметичности. Протечки могут быть как явные, так и скрытые. Первые возникают из-за повреждённой трубопроводной арматуры и устраняются путём её замены. Причиной скрытых протечек являются трещины в трубах и нарушения герметичности в местах фиксации. Вместо деформированных участков монтируют новые, а при протечке в резьбовых соединениях понадобится поменять уплотнители.

Уменьшение напора может вызвать и деформация эластичной мембраны.
Чтобы восстановить его показатели, потребуется отсоединить накопительную ёмкость и поменять неисправную деталь.

водопровод | Описание, очистка, распределение и качество воды

Изменения в системах водоснабжения

Вода была важным фактором в расположении первых поселений, и развитие систем общественного водоснабжения напрямую связано с ростом городов. При освоении водных ресурсов, выходящих за пределы их естественного состояния в реках, озерах и родниках, рытье неглубоких колодцев, вероятно, было самым ранним нововведением. По мере увеличения потребности в воде и разработки инструментов скважины углублялись.Колодцы, облицованные кирпичом, были построены горожанами в бассейне реки Инд еще в 2500 году до нашей эры, а колодцы глубиной почти 500 метров (более 1600 футов), как известно, использовались в древнем Китае.

Строительство qanāt s, туннелей с небольшим уклоном, проложенных в склонах холмов, содержащих грунтовые воды, вероятно, возникло в древней Персии около 700 г. до н. Э. Со склонов холмов вода под действием силы тяжести переносилась по открытым каналам в близлежащие города. Использование qanāt s стало широко распространенным во всем регионе, и некоторые из них все еще существуют.До 1933 года иранская столица Тегеран полностью снабжалась водой из системы на канатов с.

qanāt

qanāt в Национальной библиотеке Ирана, Тегеран.

Зерешк

Необходимость направлять водоснабжение из отдаленных источников была результатом роста городских сообществ. Среди самых известных систем водного транспорта древности — акведуки, построенные между 312 г. до н. Э. И 455 г. н. Э. На всей территории Римской империи. Некоторые из этих впечатляющих работ сохранились до сих пор.В трудах Секста Юлия Фронтина (который был назначен суперинтендантом римских акведуков в 97 г. н. Э.) Содержится информация о проектировании и строительстве 11 основных акведуков, которые снабжали Рим. Типичный римский акведук, выходящий из далекой родниковой области, озера или реки, включал в себя ряд подземных и надземных каналов. Самой длинной была «Аква Марсия», построенная в 144 г. до н. Э. Его источник находился примерно в 37 км (23 милях) от Рима. Сам акведук имел длину 92 км (57 миль), потому что он должен был изгибаться по контуру суши, чтобы поддерживать постоянный поток воды.Около 80 км (50 миль) акведук находился под землей в крытой траншее, и только последние 11 км (7 миль) он проводился над землей в аркаде. Фактически, большая часть общей длины акведуков, снабжающих Рим (около 420 км [260 миль]), была построена в виде крытых траншей или туннелей. При пересечении долины акведуки поддерживались аркадами, состоящими из одного или нескольких уровней массивных гранитных опор и впечатляющих арок.

Акведук Сеговии

Акведук Сеговии в Сеговии, Испания.

© SeanPavonePhoto / Fotolia Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Акведуки заканчивались в Риме у распределительных резервуаров, из которых вода направлялась в общественные бани или фонтаны. У некоторых очень богатых или привилегированных граждан вода была подведена прямо в дома, но большинство людей приносили воду в контейнерах из общественного фонтана. Вода текла постоянно, излишки использовались для очистки улиц и смыва канализации.

Древние акведуки и трубопроводы не выдерживали большого давления. Каналы сооружали из тесаного камня, кирпича, щебня или грубого бетона. Трубы обычно делали из перфорированного камня или полых деревянных бревен, хотя также использовались глиняные и свинцовые трубы. В средние века не было заметного прогресса в методах или материалах, используемых для транспортировки и распределения воды.

Чугунные трубы с соединениями, способными выдерживать высокое давление, практически не использовались до начала 19 века.Примерно в то время паровой двигатель впервые был применен для перекачивания воды, что позволило всем, кроме самых маленьких, получать питьевую воду непосредственно в отдельные дома. Асбестоцемент, высокопрочный чугун, железобетон и сталь стали использоваться в качестве материалов для трубопроводов водоснабжения в 20 веке.

Разработки в области водоподготовки

В дополнение к количеству водопроводной воды также вызывает озабоченность качество воды. Даже древние понимали важность чистоты воды.В санскритских письмах 2000 г. до н. Э. Рассказывается, как очищать грязную воду путем кипячения и фильтрации. Но только в середине XIX века была доказана прямая связь между загрязненной водой и болезнью (холерой), и только в конце того же века немецкий бактериолог Роберт Кох доказал микробную теорию болезни. создание научной основы для обработки и санитарии питьевой воды.

Водоподготовка — это изменение источника воды для достижения качества, отвечающего установленным целям.В конце 19-го — начале 20-го века главной целью было устранение смертельных заболеваний, передающихся через воду. Примерно в то же время началась обработка общественной питьевой воды для удаления патогенных или болезнетворных микроорганизмов. Методы очистки включали фильтрацию через песок, а также использование хлора для дезинфекции. Практическое устранение таких заболеваний, как холера и брюшной тиф в развитых странах, доказало успех этой технологии очистки воды. В развивающихся странах болезни, передаваемые через воду, по-прежнему являются главной проблемой качества воды.

В промышленно развитых странах озабоченность сместилась в сторону хронических последствий для здоровья, связанных с химическим загрязнением. Например, предполагается, что следовые количества некоторых синтетических органических веществ в питьевой воде вызывают рак у людей. Свинец в питьевой воде, обычно выщелачиваемый из проржавевших свинцовых труб, может привести к постепенному отравлению свинцом и вызвать задержку развития у детей. Дополнительная цель снижения таких рисков для здоровья видится в постоянно увеличивающемся количестве факторов, включенных в стандарты питьевой воды.

Выбор подходящего хранилища воды для вашего сообщества | HR Green

Целью резервуаров для хранения воды обычно является поддержание рабочего давления воды, поддержание аварийного водоснабжения и давления во время перебоев в подаче электроэнергии, а также обеспечение объема выравнивания для удовлетворения пиковых потребностей, таких как пожарные потоки и время суток, когда потребление воды высокая. Часто желательно эксплуатировать скважины, водоочистные сооружения и насосные станции с постоянным расходом. Вместо того, чтобы увеличивать скорость обработки и откачки для удовлетворения мгновенных требований в режиме реального времени, объем хранилища для выравнивания позволяет выполнять согласованные операции и использовать объем хранилища для выравнивания, заполняемый и опорожняемый, чтобы компенсировать разницу. При выборе нового резервуара для хранения воды для вашего сообщества или отрасли необходимо учитывать несколько моментов.

Традиционно для многих предприятий водоснабжения было обычной практикой поддерживать резервуары для хранения в полном или почти полном состоянии, чтобы лучше подготовиться к периодам пикового водопотребления и к чрезвычайным ситуациям, таким как пожары. В результате многие хранилища работают с большей емкостью для хранения воды, чем это необходимо для неаварийного использования. Кроме того, некоторые хранилища, особенно старые, имеют высоту перелива ниже давления водяной системы.Клапан предотвращает попадание воды в резервуар, а насосы необходимы для перемещения воды из резервуара в систему распределения. В этих случаях вода может оставаться в баке очень долго, когда она застаивается. Длительное время пребывания может привести к проблемам с качеством воды, таким как потеря остаточного содержания, термическая стратификация в летние месяцы или образование льда в зимние месяцы.

Независимо от типа резервуара, очень важно, чтобы высота перелива соответствовала давлению в системе, так как это позволяет поверхности воды внутри резервуара «плавать» в системе.Другими словами, высота воды в резервуаре сама по себе создает давление в системе распределения. При заполнении резервуаров насосными станциями давление в системе увеличивается, и вода поступает в резервуарные сооружения. Обычно уровень воды в резервуаре для хранения постоянно колеблется в зависимости от цикла наполнения и опорожнения. Разница в колебаниях будет варьироваться в зависимости от размера (диаметра и высоты) хранилища, требований системы в реальном времени и местоположения в системе распределения.

Уровень воды в резервуаре должен колебаться на несколько футов до запуска насосной станции или включения дополнительных насосов, чтобы обеспечить надлежащий оборот и перемешивание резервуара.

Наземные и надземные хранилища — что вам подходит?

Требуемая емкость распределения воды для систем питьевого водоснабжения традиционно удовлетворяется за счет использования наземных, приподнятых или стоячих резервуаров или комбинации всех трех.

• Наземный резервуар.

  Наземные резервуары для хранения — Это наземные цилиндрические резервуары с плоским дном, как правило, с высотой корпуса меньше или равной его диаметру и обычно изготовленные из стали или бетона. Резервуар для хранения воды можно разбить на отдельные компоненты для хранения воды, каждый из которых служит определенной цели. Хранилище выравнивания расположено в верхней части резервуара и, как правило, обновляется ежедневно. Это удовлетворяет потребности водной системы, которые превышают насосную мощность системы, или позволяет хранить воду, когда насос превышает мгновенные потребности.Хранилище выравнивания может быть далее разбито на оперативное хранилище, хранилище низкого уровня и эффективное хранилище.

  Для наземных резервуаров, обеспечивающих прямое давление в системе распределения, аварийное хранилище определяется как уровень воды в резервуаре, выше которого может поддерживаться 20 фунтов на квадратный дюйм для пожарного потока и аварийного обслуживания. Верхний конец аварийного запоминающего устройства обычно определяется как нижний компонент выравнивающего запоминающего устройства. Вода ниже аварийного хранилища в резервуаре считается «мертвым» объемом хранилища и не считается годной к употреблению.Это «мертвое» хранилище, особенно если это относительно большой объем и резервуар не часто переворачивают, может привести к проблемам с качеством воды в случаях, когда внутренние системы смешивания резервуаров отсутствуют.

• Напорные резервуары для хранения — Напорные резервуары для хранения воды также являются резервуарами для хранения воды на уровне земли, которые доступны в широком диапазоне размеров. Напорные трубы больше по высоте, чем по диаметру, и могут быть снабжены декоративными элементами, которые помогут гармонично вписаться в окружающую среду.Напорная труба сочетает в себе характеристики и производительность как наземного, так и приподнятого резервуара для хранения, с их более высокой конструкцией, позволяющей воде выше рабочего диапазона, как правило, обеспечивать давление под действием силы тяжести. Вода ниже рабочего диапазона обеспечивает резервное или аварийное хранение. Стояночные трубы часто используются в небольших системах, где требуется меньший объем, или в ситуациях, когда площадка резервуара имеет большую высоту по сравнению с давлением в системе.

• Надземный водохранилище.

• Надземные резервуары для хранения — Они состоят из двух основных компонентов: резервуара (или чаши, в которой содержится вода) и опорной конструкции или башни, которая поддерживает чашу. Эти типы резервуаров обычно строятся там, где высота земли недостаточна для использования резервуаров резервуарного типа или где требуется большая емкость для хранения, чем обычно может быть достигнута с помощью стояка. Существует несколько распространенных стилей приподнятых резервуаров, включая сферическую, рифленую колонну и композит (стальная чаша с бетонной опорной конструкцией).Эти резервуары обычно изготавливаются из сварной стали; однако в последнее время все большую популярность приобретают резервуары из композитных материалов. В композитных резервуарах используется стальная чаша на вершине бетонной башни. Композитные резервуары требуют меньших затрат на длительное обслуживание, поскольку бетонная башня не требует перекраски.

Что нужно знать об оборудовании, размерах и размещении?

Чтобы выбрать лучшее решение для сообщества, необходимо принять во внимание множество факторов.

• Насосные системы — Резервуары для хранения могут использовать как прямую, так и непрямую систему откачки. Система прямой откачки перекачивает воду из резервуара через подкачивающую насосную станцию ​​для обеспечения давления в системе. В системе непрямого перекачивания вода закачивается в наземный резервуар для хранения и «плавает» в системе и перетекает под действием силы тяжести из резервуара под давление в системе. Недавно разработанные надземные резервуары для хранения почти всегда являются косвенными системами и плавают при давлении подключенной системы.Непрямая перекачивающая система имеет несколько преимуществ перед прямой перекачивающей системой в водопроводной системе:

1. Снижение пиковой скорости откачки, поддержание постоянного и надежного водоснабжения и давления.
2. Стабилизация колебаний давления при изменении требований.
3. Работа балансировочного и выравнивающего насоса.
4. Снижение потребности в насосах широкого диапазона размеров.
5. Снижение затрат на энергопотребление — особенно с учетом повременных цен на электроэнергию.
6. Гашение экстремально низких и высоких низких давлений (разгрузка от перенапряжения).
7. Повышение эффективности аварийного реагирования при обрывах водопровода или отключении электричества.
8. Повышение скорости потока и давления при пожаре.

• Размер — Как правило, резервуары для хранения имеют размер, позволяющий удерживать примерно один дневный запас воды для населения, обслуживаемого вышкой. Если насосы выходят из строя (например, во время отключения электроэнергии), напорная труба или водонапорная башня должны удерживать достаточно воды, чтобы удовлетворить потребности населения в течение примерно одного дня.Кроме того, танк может сыграть важную роль во время пожара и повлиять на страховые ставки населения. Во время пожара потребность в воде значительно возрастает и может значительно превысить мощность насосов на коммунальной водопроводной станции.

• Высота — Высота резервуара для хранения и его рабочий уровень определяют давление воды в сообществе. Новые системы должны обеспечивать минимальное давление 20 фунтов на квадратный дюйм на уровне земли во всех точках распределительной системы при любых условиях потока.Обычно нормальное рабочее давление в распределительной системе составляет приблизительно от 60 до 80 фунтов на квадратный дюйм и не менее 35 фунтов на квадратный дюйм. Уровень воды в градирне должен быть достаточно высоким, чтобы обеспечивать такой уровень давления для всех потребителей в зоне, обслуживаемой градирней.

• Местоположение — Доступная земля для новых резервуаров для хранения воды и местоположение идут рука об руку, чтобы также определить требуемую высоту резервуара. Водонапорные башни обычно расположены на возвышенности и достаточно высоки, чтобы обеспечивать необходимое давление.Выбрав высокую площадку, можно уменьшить высоту башни, что снизит стоимость строительства. Однако выбор места может быть затруднен множеством факторов. Например, может потребоваться перемещение воздушных или подземных коммуникационных кабелей. Переезд коммунальных предприятий требует времени и требует предварительного планирования и согласования с коммунальными предприятиями и регулирующими органами. При размещении приподнятого резервуара рекомендуется учитывать следующие критерии:

1. Поддержание давления в распределительной системе: Рабочая высота резервуара обычно составляет 200 футов (от земли до перелива) над зоной обслуживания для поддержания давления 60-80 фунтов на квадратный дюйм.Предпочтительнее возвышаться над землей, так как водонапорные башни могут быть менее 200 футов в высоту.
2. Расположение в зоне давления: Чтобы максимизировать преимущества гидравлического давления воды в зоне давления, резервуар должен быть расположен в центральной части или на дальней стороне зоны, это позволяет резервуару удовлетворять потребности во время пикового использования и приводят к более высокому сервисному давлению. Однако следует также учитывать оборот резервуара, чтобы ограничить длительное время пребывания и связанные с этим эксплуатационные проблемы.Башня на краю системы может простаивать в течение долгих периодов времени, что приводит к низкому содержанию остаточного хлора, термической стратификации и образованию льда. Размещение резервуара для хранения требует сбалансированного подхода к максимальному увеличению давления при оптимизации качества воды и операций.
3. Расстояние от существующей водопроводной магистрали: Резервуары для хранения требуют больших потоков как для заполнения резервуара, так и для слива для удовлетворения пикового использования. Резервуары, расположенные дальше от магистральных водопроводных магистралей с высокой пропускной способностью, могут потребовать инвестиций в соединительную магистраль за дополнительную плату.
4. Площадь участка, наличие и доступность: Требуется соответствующая территория для строительства и будущего обслуживания резервуара. Участок должен быть доступен для покупки, желательно незастроенный, чтобы преодолеть сопротивление со стороны других владельцев недвижимости. Площадка должна обеспечивать соответствующий доступ для строительного и ремонтного оборудования. Необходимо учитывать расходы, связанные с получением посылки.

• Конструкция фундамента — Резервуары для хранения и связанный с ними объем воды приводят к большому весу, который необходимо поддерживать.Стояночные трубы и приподнятые резервуары для хранения также должны быть спроектированы так, чтобы противостоять опрокидыванию из-за ветровых нагрузок. Требования к проекту фундамента делают выбор места для новой водонапорной башни важным, а иногда и трудным. Инженеры должны провести подробные геотехнические исследования, чтобы понять основные свойства почвы на потенциальных участках. Это важный шаг для подготовки конструкции фундамента резервуара для воды, чтобы противостоять осадке и опрокидыванию.

• Water Age — На качество воды влияет поддержание свежей воды в системе.Это означает переворачивание воды в градирне и уменьшение застойных условий. Увеличение возраста воды может привести к ухудшению качества воды, например, к увеличению образования побочных продуктов дезинфекции (ППД), нитрификации и потере остатков дезинфекции. Проблемы со вкусом и запахом также могут быть результатом чрезмерного старения воды. Поэтому место для водонапорной башни нужно выбирать с пониманием того, как вода движется по водораспределительной системе. Плохое расположение участка может серьезно повлиять на качество воды в распределительной системе.

Каковы потребности в долгосрочном техническом обслуживании?

Техническое обслуживание — После того, как место найдено, правильное обслуживание хранилища воды имеет решающее значение. Резервуары для воды необходимо периодически проверять и чистить, чтобы поддерживать хорошее качество воды в системе распределения воды в общине и продлевать срок службы резервуара для хранения. Регулярные осмотры резервуаров также могут помочь выявить небольшие проблемы и предотвратить развитие серьезных проблем, которые могут создать проблемы со здоровьем, ведущие к дорогостоящему ремонту или преждевременному разрушению конструкции резервуаров.Резервуары, которые не подвергаются периодической чистке, могут вызвать загрязнение, которое может нанести вред здоровью человека или вызвать эстетические жалобы.

Обычно сообщество должно планировать выполнение внутреннего и внешнего осмотра своих резервуаров для воды один раз в три-пять лет. В некоторых штатах требуется, чтобы внутренняя и внешняя часть всех водохранилищ емкостью 10 000 галлонов или более проверялась и обслуживалась не реже одного раза в пять лет профессиональной фирмой по инспекции резервуаров или зарегистрированным профессиональным инженером.Кроме того, внутренние и внешние покрытия стальных надземных резервуаров для хранения воды должны проверяться лицом, обученным оценивать целостность системы окраски. В настоящее время резервуары, окрашенные до конца 1970-х годов, редки, но могут иметь покрытие из свинцовой краски, если исходная краска не была удалена пескоструйной очисткой до голого металла. Убедиться, что это было сделано, должно быть в центре внимания любой проверки старых резервуаров.

Инспекции — Сроки инспекций могут быть непростыми, потому что цистерну необходимо вывести из эксплуатации для всестороннего внутреннего осмотра.Первый вопрос, на который нужно ответить, — можно ли отключить башню и, если да, то на какой срок. Тестовое отключение — хороший способ выявить любые потенциальные проблемы до начала работы. Многочисленные факторы будут определять, когда вам легче всего вывести танк из эксплуатации. Местоположение резервуара, требуемый расход, пиковая нагрузка, возможность изолировать водонапорную башню от системы и возможность обледенения водонапорной башни (зимой и весной) — все это факторы, влияющие на окончательное решение.

Надземные резервуары для хранения лучше всего проверять в теплую погоду с конца весны до начала осени. Если водонапорная башня подвержена образованию льда, осмотр невозможен, пока лед полностью не выйдет из башни. Существуют также методы проверки, которые могут выполняться без вывода градирни из эксплуатации. Один из методов — использовать дистанционно управляемое транспортное средство (ROV). В качестве альтернативы можно нанять водолазов для визуального осмотра внутренних поверхностей. Эти альтернативные методы ROV / водолаза обычно ограничиваются визуальным осмотром и не могут оценить систему внутреннего покрытия в той же степени, что позволяет сухой осмотр.

Разрешения — Разрешение от регулирующих органов обычно не требуется для проверки, очистки, ремонта или окраски резервуара. Однако разрешение потребуется, если в резервуар будут внесены какие-либо изменения, такие как установка вентиляционных отверстий, люков, переливов или любого типа смесительных устройств. Перед проверкой или очисткой резервуара рекомендуется проинформировать местные регулирующие органы. После подводного осмотра и / или очистки и перед вводом резервуара в эксплуатацию пробы воды из резервуара должны быть проанализированы на наличие остаточного хлора и / или бактерий группы кишечной палочки.Если бактерии группы кишечной палочки отсутствуют и остаточный хлор приемлем, резервуар можно снова ввести в эксплуатацию. В противном случае продолжайте отбор проб воды до тех пор, пока две последовательные пробы на колиформные бактерии не будут отрицательными. При необходимости емкость следует продезинфицировать.

Какие системы оцениваются во время проверок?

По результатам проверки резервуара, потребности в улучшении и техническом обслуживании могут включать любое из следующего:

Перекраска — Самым распространенным видом обслуживания резервуаров для воды является перекраска.Срок службы системы покрытия зависит от типа продукта, метода нанесения и нанесения повторного покрытия. Как правило, повторные покрытия необходимы в течение 15-30 лет с момента первого нанесения. Учитывая высоту и форму водонапорных башен и выбор систем покрытия с разным сроком службы, это может быть сложным процессом. Внутренние покрытия резервуаров должны быть скоординированы, чтобы обеспечить общую систему, отвечающую текущим стандартам для питьевой воды, в том числе продукты, соответствующие сертификации третьей стороной.

Система катодной защиты — Чтобы продлить срок службы покрытия и обеспечить более высокий уровень защиты от коррозии, в стальной резервуар для хранения воды можно добавить систему катодной защиты (CP). Внутренняя коррозия стальных резервуаров часто начинается с проколов или просветов в системе покрытия, что приводит к локализованной концентрированной коррозии и точечной коррозии стали. Системы CP работают путем установки / подвешивания анода внутри резервуара, который защищает непокрытые поверхности.Существуют два основных типа систем CP: 1) пассивные гальванические системы, в которых используются такие металлы, как цинк и магний, которые преимущественно корродируют по сравнению со сталью, или 2) прессованные. текущие системы, в которых используется внешний источник питания и выпрямитель переменного / постоянного тока.При правильной установке и обслуживании системы CP работают в тандеме с системой покрытия для ограничения коррозии и могут значительно продлить время, необходимое для перекрытия краски. Системы CP требуют регулярных испытаний и технического обслуживания для поддержания анодных систем в рабочем состоянии.

Система охраны здоровья и безопасности — При проверках следует учитывать действующие стандарты проектирования и правила техники безопасности. Правила постоянно меняются, примеры включают обновления количества и размера люков доступа, вентиляционных отверстий, высоты окончания переливной трубы и надлежащего экранирования, а также систем защиты от падения / безопасности.Регулярные проверки дают возможность выявить любые необходимые улучшения для модернизации систем безопасности.

Смесители для резервуаров — В резервуарах для хранения могут возникать очаги застоя воды в зависимости от ряда факторов, включая общий размер / объем резервуара, потребность / расход в резервуаре и из резервуара, а также конфигурацию входных / выходных труб. Например, стояки и водонапорные башни, которые плавают непосредственно на распределительной системе, довольно часто имеют единственную впускную / выпускную трубу, которая соединяет резервуар с общей системой.Такая конфигурация часто приводит к короткому замыканию воды в резервуаре для хранения или ситуации «последний пришел — первым ушел». Это может привести к тому, что участки или карманы с водой в этом резервуаре застаиваются, что приведет к проблемам с качеством воды, таким как потеря остатков дезинфекции, образование ДАД, термическое расслоение и образование льда.Для решения этих проблем в резервуар могут быть добавлены системы смешивания интерьер. Эти системы смешивания различаются по используемому методу, но, как правило, их можно разделить на два типа:

1. Пассивные смесительные системы: Эти системы используют преимущества градиентов давления и потока во время циклов наполнения / слива резервуара для стимулирования перемешивания.Однако системы пассивного смешивания обычно не дают активных преимуществ, когда резервуар не заполняется активно. Примеры пассивных систем включают впускные трубы с несколькими портами для увеличения смешивания во время заполнения, специальные впускные / выпускные трубы для улучшения характеристик пробкового потока и системы обратных клапанов, которые могут быть добавлены к одной впускной / выпускной трубе для имитации специальной конфигурации впуск / выпуск .
2. Активные системы смешивания: Эти системы используют внешний источник смешивания, который может работать непрерывно.Преимущество этих систем в том, что смешивание может быть обеспечено в любое время (а не только при начальном заполнении), что обеспечивает больший контроль над процессом смешивания. Системы активного смешивания могут включать погружные рабочие колеса, установленные у дна резервуара, поверхностные аэраторы и внешние воздушные компрессоры / воздуходувки, которые создают вынужденное перемешивание с турбулентностью, вызванной воздушными пузырьками. Дополнительным преимуществом активных систем смешивания является то, что DBP летучие и могут быть удалены с помощью методов воздушной десорбции с помощью этих механических систем.Системы требуют внешнего источника энергии для облегчения перемешивания.

Определение идеального типа хранилища, его размеров, местоположения и оборудования для нужд каждого сообщества в воде — это процесс с высокой степенью индивидуальности. Проверки, защитные покрытия, изменения в правилах и модернизация оборудования могут повлиять на частоту и интенсивность обслуживания водохранилищ. Операционные потребности также могут повлиять на возможность слива резервуаров для осмотра или определения сроков для более крупных проектов, таких как полная подготовка поверхности и повторное покрытие внешних и внутренних влажных / сухих поверхностей.Задержка с обслуживанием этих критически важных компонентов системы распределения может привести к нарушениям качества воды, жалобам потребителей и перебоям в обслуживании. HR Green имеет обширный опыт проектирования, строительства, обслуживания и ремонта резервуаров для хранения воды как для государственного, так и для частного использования. Мы готовы ответить на ваши вопросы и помочь вашему сообществу оценить варианты хранения воды, а также связанные с ними обязательства по эксплуатации и техническому обслуживанию.

Рави Джаяраман, ЧП, старший менеджер проекта, обслуживающий различные проекты коммунальной инфраструктуры государственного и частного секторов.Его проектный опыт включает проектирование и строительство систем очистки и распределения воды; системы сбора и очистки сточных вод; проекты по модернизации канализационной системы и реабилитации канализационных сетей; и другие проекты муниципальной инфраструктуры. С Рави можно связаться по адресу [email protected].

Джош Скэнлон, ЧП, является менеджером проекта, специализирующимся на системах питьевой воды, с упором на очистные сооружения подземных и поверхностных вод, моделирование качества воды и гидравлическое компьютерное моделирование распределительных систем.Он имеет большой опыт в проектировании, выдаче разрешений и строительстве скважин для подачи грунтовых вод, водозаборов для поверхностных вод, магистралей распределительных систем, магистралей электропередач, дожимных насосных станций, надземных и наземных резервуаров для хранения и обращения с отходами очистки. С Джошем можно связаться по адресу [email protected].

Mountain House Накопительная и подкачивающая насосная станция для питьевой воды

Mountain House (недалеко от Трейси), Калифорния

PACE предоставила услуги по проектированию и управлению строительством нового многозонного хранилища питьевой воды и подкачивающей насосной станции для района коммунальных услуг Mountain House.Конструкция включала в себя два отдельных комплекта подкачивающих насосов питьевой воды в архитектурно приятной конструкции насосной станции, клапанную и измерительную станцию ​​понижения / поддержания давления и два сдвоенных резервуара для хранения предварительно напряженной воды DYK на 3,7 миллиона галлонов. Резервуары диаметром 150 футов и высотой 31 фут были построены частично под землей, чтобы уменьшить эстетическое воздействие на прилегающий общественный колледж и жилую застройку. Дожимная насосная станция состояла из сдвоенных насосных систем на 3500 галлонов в минуту, обеспечивающих питьевую воду и противопожарную защиту примерно 8 500 домов и связанных с ними коммерческих и образовательных объектов.Станция имеет резервные насосы, автоматическое резервное питание, ввод дезинфекции и мониторинг, а также полностью удаленные системы телеметрии и безопасности с полным видеонаблюдением. PACE также предоставила инженерные разрешения для подачи заявок муниципалитетом и округом и проверила содержание водных балансов, выполненных для муниципалитета. Одновременно PACE также предоставила те же услуги по проектированию дополнительной удаленной насосной станции на западной стороне проекта с гарантированной производительностью 5 500 галлонов в минуту.

Дополнительные элементы:

• Двойные частично погруженные бетонные резервуары на 3,7 миллиона галлонов
• Двухзонная подкачивающая насосная станция питьевой воды на 7 300 галлонов в минуту
• Встроенная станция понижения давления
• Установки для контроля остаточного хлора и закачки
• Дистанционное радиоуправление SCADA и PLC.
• Двухзонная бытовая и пожарная насосная станция (макс. 3000 галлонов в минуту для дома плюс 3500 галлонов в минуту для пожаротушения)

Вода | Бесплатный полнотекстовый | Исследование оптимизации энергопотребления городских систем водоснабжения с использованием потенциальных элементов

2.1. Краткий обзор предыдущих работ

Некоторые насосные станции состоят из параллельно подключенных насосов с фиксированной скоростью и расходом, регулируемым количеством работающих насосов. В этой процедуре очень сложно определить график работы насосов с минимальными затратами энергии, не ставя под угрозу полную доставку суточной потребности и обеспечивая подходящий уровень в резервуаре для следующего рабочего цикла. Согласно Фельдману [27], основные улучшения в энергоэффективности могут быть получены с помощью: (1) насосных станций и улучшения конструкции системы; (2) установки VSD; (3) эффективная работа насосов; и (4) минимизация потерь воды за счет регулирования давления.Мощность, потребляемая насосом в системе водоснабжения P, в Вт, и потребление электроэнергии W, Втч, можно рассчитать с помощью следующих уравнений: где γ — удельный вес воды, Н / м ³ ; Q — расход насоса, м ³ / с; H _p — напор насоса для рабочей точки, м; η — общий КПД насосной станции; и T _p — период работы, ч. Удельный расход энергии w,%, для оптимального периода работы T _p насосов можно оценить как:

w = ∫0TpPdt∑i = 124QiHiηiγTp⋅100

(3)

где Q _i , H _i и η _i — характеристики насоса при классической работе в i-й час дня; и ∫0TpP dt — потребление энергии в течение интервала T _p при разрядах, отличных от Q _i .

Большинство существующих насосных станций, требующих регулирования расхода, используют байпасные линии, дроссельные клапаны или регуляторы скорости насоса.

Большинство систем распределения воды питаются от некоторых типов центробежных насосов, характеризующихся кривой напор – расход (H-Q). Центробежный насос имеет двигатель, который вращает деталь внутри насоса, называемую крыльчаткой. Если используемый насос является насосом с фиксированной скоростью, рабочая точка принудительно перемещается по кривой насоса, соответствующей постоянной номинальной скорости. Существует два метода регулировки расхода воды в трубопроводной сети с помощью насоса с фиксированной скоростью:

Скорость можно регулировать несколькими способами, наиболее популярным типом VSD является частотно-регулируемый привод (VFD) или регулятор переменной скорости.

Использование преобразователей частоты для замены насосов с фиксированной скоростью позволяет экономить электроэнергию. Уменьшение потребления энергии может снизить затраты, связанные с работой насоса. Насосы с регулируемой скоростью могут предотвратить избыточное давление в водораспределительной системе, в которой нет резервуара, плавающего в системе (т. Е. Нет резервуара, в котором линия гидравлического уровня (HGL) в резервуаре совпадает с HGL в системе) [ 6]. Насосы с регулируемой скоростью соединены с двигателем, который управляется частотно-регулируемым приводом. Наиболее распространенной формой частотно-регулируемого привода является преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с источником напряжения.Основная задача частотно-регулируемого привода состоит в том, чтобы изменять основное питание для изменения скорости двигателя, обеспечивая при этом требуемый крутящий момент с более высокой эффективностью. В результате при изменении скорости насоса кривая насоса настраивается для различных условий эксплуатации. Регулирование расхода (рис. 1) достигается путем изменения кривой насоса H (при разных скоростях насоса n ₁ и n ₂ ) на фиксированной кривой системы H _r . Кривая работы трубы H _r начинается с точки (0, H _g ), где H _g — геодезическая головка.Рабочая точка F ₂ соответствует уменьшенному напору насоса H _{F 2} . Аппроксимация, введенная в соотношение мощность-скорость, подразумевает, что эффективность останется постоянной для скоростей n ₁ и n ₂ , т. Е. , что кривая КПД сместится влево только в случае снижения скорости. Изменение КПД в зависимости от скорости насоса обеспечивается следующей аналитической зависимостью [29]:

η2 = 1− (1 − η1) (n1n2) 0,1

(4)

где n ₁ и n ₂ — две разные скорости, а η ₁ , η ₂ — соответствующие коэффициенты полезного действия.Следовательно, как указано в [30], для конкретного случая больших насосов изменениями эффективности можно пренебречь, если изменения скорости не превышают 1/3 от номинальной скорости насоса. На рисунке 2 показаны кривые изменения напора (H), расхода (Q), мощности (P) и КПД (η) для центробежных насосов в зависимости от скорости насоса n. Можно заметить, что снижение скорости насоса на 20% приведет к снижению потребляемой мощности на 50% при постоянном КПД насоса. Таким образом, существует возможность снизить потребление энергии накачки за счет использования частотно-регулируемых приводов.Насосы с регулируемой скоростью полезны в приложениях, требующих эксплуатационной гибкости, например, когда скорость потока изменяется быстро, но необходимое давление остается постоянным [6]. Эти насосы могут работать в различных требуемых условиях эксплуатации в системах водоснабжения. В частности, снижение потребления энергии использует возможность снижения напора или расхода в системе. На рисунке 1 показан случай, когда требуемый расход меньше фактической рабочей точки.Такая ситуация может иметь место в системе передачи воды, где насосы используются для перемещения воды из нижнего бака в верхний. Поскольку объем откачки в определенное время года может быть рассчитан на пиковый день, насос будет обеспечивать расход, связанный с рабочей точкой, несмотря на то, что требуемая нагрузка снижается. Однако такая стратегия эксплуатации может быть экономически удобной, если в системе имеется достаточный объем хранилища, чтобы насосы можно было включать только в период непикового тарифа.Центробежные насосы с параллельным подключением часто используются в насосных системах с сильно изменяющимся расходом [31,32]. Производительность параллельно включенных центробежных насосов в системе можно регулировать с помощью двухпозиционных, дроссельных или вращательных методов управления скоростью. В простейшем случае параллельно подключенные насосы работают с двухпозиционным методом управления, когда дополнительные параллельные насосы запускаются и останавливаются в соответствии с желаемой скоростью потока. В системах, где требуется более точное регулирование расхода, регулировка может выполняться путем применения дросселирования или регулирования скорости вращения для одного насоса, в то время как другие насосы управляются методом включения-выключения.Преобразователи частоты

оснащены двигателем, который может изменять скорость насоса в зависимости от состояния системы. Большинство электродвигателей, используемых в насосах, относятся к асинхронному типу. Наиболее распространенный тип частотно-регулируемого привода регулирует поток электричества к двигателю насоса и, следовательно, регулирует скорость вращения насоса. Обратите внимание, что в системах с регулируемым приводом дополнительные потери генерируются в двигателе частотно-регулируемым приводом. Другая проблема может заключаться в более низкой надежности насосов как из-за более низкого качества электрического импульса, так и из-за условий эксплуатации, отличных от линии точки наилучшего КПД (BEP).

Общее выражение эффективности насосной системы с регулируемой скоростью дано Marchi et al. [29]: где η _м — КПД двигателя; η _VFD — КПД преобразователя частоты; и η _p — КПД насоса. Изменение расхода в насосных системах может происходить в результате нескольких ситуаций, таких как необходимость включать насосы только при необходимости (работа с частичной нагрузкой), использование байпаса для возврата часть откачиваемого нагнетания во всасывающий бак, использование всасывающего бака с переменным уровнем, внесение потерь напора в систему за счет дросселирования регулирующих клапанов, изменение скорости насоса за счет гидравлической или электрической связи между насосом и электродвигателя, либо использование насосов, работающих параллельно [33].Согласно Гибсону [34], VSD являются энергоэффективной альтернативой для управления расходом насоса. Автор сообщил, что эффективность VSD в управлении потоком зависит от взаимодействия между характеристической кривой (H-Q) и кривой системы. Это включает использование величины требуемого изменения скорости для получения максимального и минимального требуемых расходов в дополнение к нестабильным участкам кривой насоса, которые обычно находятся в диапазоне ниже 33% от номинального потока. расход воды в зависимости от потребности в воде и для обеспечения необходимого давления с использованием минимальной энергии можно использовать устройство автоматического регулирования скорости насоса, разработанное и описанное в [29], или систему диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), развернутую в промышленности.Если несколько насосов должны работать параллельно, скорость вращения может быть изменена для одного насоса (в то время как другие насосы работают с номинальной скоростью и номинальным расходом), а преобразователь частоты автоматически подключается к другим насосам. Таким образом, насосная станция должна быть оборудована количеством насосов n _p = n _c + n _v , где n _c — количество классических (фиксированных) насосов (p _f ) и n _v — количество насосов с регулируемой скоростью (p _v ).

2.2. Пример из практики

Пример из практики представлен для демонстрации эффективности ранее проанализированных методов управления (управление клапанами и скоростью). Пример состоит из насосной станции, работающей с 6 насосами 12 типов NDS – 1450 в системе водоснабжения крупного городского центра в Румынии, которая должна обеспечивать ежедневную подачу воды на 172 800 м ³ .

Полученные численные результаты, основанные на характеристических кривых, приведенных на рисунке 3, для различных конструкций насосов с параллельным подключением, представлены в таблице 1.В этой таблице сравниваются удельное потребление энергии w и экономия энергии ΔW, полученная в течение 360-дневного периода эксплуатации (T _p ) за счет применения дросселирования или регулирования скорости вращения и классического управления (старт-стоп). Кривая напора системы H _r1 соответствует управлению пуском-остановом. Если насосы частично закрываются управлением клапаном, кривая системы принимает вид H _r2 .

Результаты показывают потенциальный выигрыш в энергоэффективности при использовании управления скоростью вращения в насосной системе.

Следует отметить, что оптимизированная работа насосной станции с использованием управления скоростью вращения приводит к удельному потреблению энергии 80% по сравнению с 88% при использовании управления клапанами. По сравнению с классической работой насосной станции регулирование скорости вращения обеспечивает экономию энергии в размере 2280 МВтч / год (20%), а регулирование клапана обеспечивает экономию 1345 МВтч / год (11,6%).

Таким образом, управление скоростью насоса обеспечивает дополнительную экономию энергии примерно на 9% по сравнению с управлением дроссельной заслонкой.

Бак для хранения воды, дожимная насосная станция, новый водопровод и модернизация распределительной системы, Спенсер, Массачусетс

Бак для хранения воды, дожимная насосная станция, новый водопровод и модернизация системы распределения

Город Спенсер, Массачусетс

Tata & Howard в настоящее время предоставляет услуги по администрированию строительства нового монолитного бетонного резервуара для воды емкостью 0,5 миллиона галлонов, дожимной насосной станции, примерно 12 600 погонных футов нового водопровода диаметром 12 дюймов и модернизации различных распределительных систем.Строительство линейных запорных клапанов, удаление существующих сводов редукционных клапанов (PRV), новая общесистемная система SCADA и новые высокоподъемные насосы на водоочистных сооружениях и на буровой площадке также были включены в проект Tata & Howard. Цель этого проекта — разделить текущую систему с одной зоной на две зоны давления, как того требует приказ об административном согласии от MassDEP.

Создание системы с двумя зонами давления требует замены существующего насоса мощностью 200 л.с. на водоочистной станции Meadow Road и насоса мощностью 150 л.с. на скважине Cranberry Brook Well с более низким напором, высокоэффективными насосами и двигателями.Средство Meadow Road является основным источником водоснабжения города; поэтому замена этого насоса требует согласования с Департаментом коммунальных служб и сооружений и общей последовательности строительства двух зон давления, чтобы минимизировать время отключения этого источника.

Tata & Howard также проверила гидравлическую модель города, которая использовалась для выбора наилучшего места для нового резервуара и выбора размера водопровода для передачи и противопожарной защиты. Модель также использовалась для определения границы между двумя зонами давления.В настоящее время готовится План эффективности капиталовложений ™. При необходимости будет оказана помощь для просвещения общественности по проекту и во время городских собраний. Этот проект финансируется Законом о восстановлении и реинвестировании Америки через Оборотный фонд штата Массачусетс (SRF). Из-за жесткого графика, требуемого в соответствии с требованиями финансирования, весь дизайн; разрешения, связанные с планированием, зонированием и водно-болотными угодьями; тендеры по проекту были завершены и одобрены в течение шести месяцев.

Проект улучшения водоснабжения в районе Этова | Город Хендерсонвилль, Северная Каролина

Город Хендерсонвилл совершенствует систему водоснабжения в районе Этова, чтобы поддерживать безопасное и надежное водоснабжение. Эта работа началась осенью 2019 года и должна быть завершена весной 2021 года.

Какие изменения происходят?

Существующее давление воды в районе Этова колеблется от 20 до 85 фунтов на квадратный дюйм (psi). После завершения проекта весной 2021 года давление может увеличиться примерно на 40 фунтов на квадратный дюйм по сравнению с текущим давлением воды.

Как узнать, находится ли моя собственность в зоне изменения зоны давления?

Недвижимость в рамках предстоящей модификации давления в районе Этова получит следующее:

• Письмо о первоначальном изменении зоны давления, отправленное по почте не менее чем за 4 месяца до изменения
• Второе письмо с уведомлением, отправленное по почте примерно за 4 недели до изменения
• Напоминание за 1-2 недели до внедрения

Что мне делать, если моя собственность находится в зоне модификации?

Обратите внимание на дату изменения давления для вашего региона в сообщениях, которые вы получаете, и рассмотрите возможность выполнения следующих действий перед внедрением:

Убедитесь, что в вашей водопроводной системе установлен редукционный клапан (PRV)

PRV — это устройство который снижает и стабилизирует давление воды, поступающей на территорию, обычно составляет от 50 до 80 фунтов на квадратный дюйм, помогая защитить водопровод, когда давление в городских водопроводах выше.Сантехнический кодекс штата Северная Каролина требует, чтобы PRV был установлен на частных водопроводных системах, где давление в муниципальных водопроводных линиях, обслуживающих это имущество, превышает 80 фунтов на квадратный дюйм.

В то время как внутренние водопроводные трубы и фитинги обычно рассчитаны на давление выше 80 фунтов на квадратный дюйм, домашние сантехнические материалы, как правило, служат дольше и имеют меньше утечек при использовании при более низких давлениях. PRV обычно располагаются внутри здания перед любыми другими соединениями на входящей линии водоснабжения. Если у вас есть пространство для обхода, PRV может быть установлен прямо внутри фундаментной стены.Если нет места для обхода, PRV может находиться в туалете в передней части жилого дома. В бизнесе это обычно в аппаратной. Однако следует отметить, что установка PRV внутри здания не защищает находящиеся в частной собственности трубопроводы за пределами здания от повышенного давления воды.

Город Хендерсонвилль не несет ответственности за повреждение вашего имущества в результате описанных выше модификаций зоны давления. Поэтому до предполагаемой даты завершения проекта (весна 2021 г.) мы настоятельно рекомендуем вам проверить наличие, расположение и надлежащую работу предохранительного клапана на вашем трубопроводе водоснабжения.Если вам требуется помощь, обратитесь к лицензированному сантехнику, чтобы он предоставил вам эту услугу.

Оцените свою автоматическую систему полива

Автоматические системы полива могут быть оборудованы PRV и, как и PRV вашей собственности, проверять, установлен ли он, работает или нужен ли он. Предотвращение обратного потока не означает, что ваша система орошения защищена от высокого давления. При необходимости проконсультируйтесь со своим подрядчиком по ирригации.

Решения для нефтегазовой промышленности и добычи нефти и газа

Винтовые насосы NEMO ^® спроектированы таким образом, что они могут работать и в обратном направлении, и используются для извлечения нефти из подземных резервуаров.

Когда крупная энергетическая трубопроводная компания попыталась оптимизировать свою насосную систему для своих резервуаров для хранения нефти, они обратились к NETZSCH с просьбой разработать и изготовить индивидуальные вертикальные шнековые насосы для снижения эффективности обслуживания и повышения эффективности эксплуатации.

Загляните за кулисы

Вдоль трубопровода заказчика расположены насосные станции, необходимые для подачи жидкого топлива по трубопроводу. На каждой насосной станции имеется подземный резервуар для хранения, который используется как точка сбора излишков нефти в результате сервисных работ, выполняемых на насосах магистральных трубопроводов.Когда сборные резервуары наполняются до предела, заказчику необходимо перекачивать жидкость из резервуара обратно в напорный трубопровод.

Вызов принят

Этот процесс состоял из системы с двумя насосами — с консольным насосом, используемым для подъема излишков масла из резервуара, и поршневым насосом впрыска высокого давления для подачи масла обратно в трубопровод система.

Превосходно решено

Винтовые насосы NETZSCH разработаны специально для этого применения, их размеры соответствуют существующему подземному резервуару заказчика.Эти насосы также предназначены для работы в обратном направлении, при этом требуется, чтобы уплотнение находилось на стороне нагнетания, а весь корпус находился под давлением.