Υδάτινος πύργος: αρχή λειτουργίας, σκοπός, χαρακτηριστικά

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το Ο πύργος νερού είναι ο απλούστερος σχεδιασμός που έχει σχεδιαστεί για αυτόνομη ρύθμιση της ροής και της πίεσης του νερού στο υδραυλικό σύστημα. Η απλή αρχή λειτουργίας του υδάτινου πύργου καθόρισε την ευρεία χρήση του.

Τύποι υδάτινων πύργων

Τέτοια σχέδια έχουν χρησιμοποιηθεί από την ανθρωπότητα εδώ και αρκετούς αιώνες. Η κορύφωση της δημοτικότητάς τους πέφτει στα τέλη του 19ου - το πρώτο μισό του 20ού αιώνα. Εκείνη την εποχή χρησιμοποιούνταν σε αποθήκες και σταθμούς για την εξυπηρέτηση ατμομηχανών. Έκτοτε, έχουν χάσει τη σημασία τους, αλλά εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, για την αυτόνομη παροχή νερού σε προαστιακές περιοχές ή βιομηχανικές επιχειρήσεις.

Οι πρώτοι υδάτινοι πύργοι χτίστηκαν κυρίως από κόκκινο τούβλο, λιγότερο συχνά από ξύλο. Στη συνέχεια εμφανίστηκαν κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα. Στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, ο επιστήμονας Rozhnovsky πρότεινε το σχέδιό του από φύλλα χάλυβα.

Ο πύργος του Rozhnovsky μοιάζει πολύ με μια χειροβομβίδα με λαβή. Η διάμετρος της βάσης του πύργου νερού είναι 1,5-2 φορές μικρότερη από τη διάμετρο της δεξαμενής. Τα πλεονεκτήματα αυτού του σχεδίου είναι η υψηλή ταχύτητα συναρμολόγησης (οι κοίλοι κύλινδροι συγκολλούνται από χαλύβδινα φύλλα) και η εύκολη εγκατάσταση επί τόπου, καθώς και το σχετικά χαμηλό βάρος.

Τώρα για την παροχή νερού, εγκαθίστανται συχνότερα μεμονωμένες δεξαμενές με τη μορφή ογκομετρικών μεταλλικών δεξαμενών. Ως στηρίγματα χρησιμοποιούνται κολώνες από χάλυβα ή οπλισμένο σκυρόδεμα.

Η αρχή του υδάτινου πύργου

Η λειτουργία του υδάτινου πύργου θα ήταν αδύνατη αν δεν υπήρχε το φαινόμενο της εξισορρόπησης της πίεσης στα συγκοινωνούντα δοχεία, ή η υδροστατική ισορροπία. Υπό την επίδραση της βαρύτητας, το νερό στη δεξαμενή εκτοπίζει το υγρό από τους σωλήνες έως ότου η πίεση στη δεξαμενή γίνει ίση με την πίεση στο σύστημα σωληνώσεων. Αυτή ήταν η βάση για τη λειτουργία των πύργων νερού πριν από την εμφάνιση των ηλεκτρικών αντλιών.

Με την εμφάνιση των ηλεκτρικών αντλιών, το σχήμα της δουλειάς τους άλλαξε κάπως. Αν νωρίτερα ήταν οι κύριες πηγές νερού στο σύστημα, τώρα άρχισαν να παίζουν το ρόλο του αποθεματικού. Ένα αντλιοστάσιο λειτουργεί ως «προμηθευτής» νερού, το οποίο παρέχει πίεση μέσω ενός συστήματος σωληνώσεων απευθείας στον καταναλωτή.

Ταυτόχρονα, η αντλία αντλεί νερό στη δεξαμενή του πύργου μέχρι να γεμίσει εντελώς ή να λειτουργήσουν τα αυτόματα. Τη στιγμή του αιχμής φορτίου, όταν η κατανάλωση νερού είναι μέγιστη και το αντλιοστάσιο δεν μπορεί να αντεπεξέλθει στην εργασία, η βαλβίδα της δεξαμενής ανοίγει και το νερό αρχίζει να ρέει στο σύστημα από το απόθεμα. Αυτό συμβαίνει έως ότου ο σταθμός ύδρευσης αρχίσει και πάλι να ανταπεξέρχεται στα καθήκοντά του. Μετάολόκληρος ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Στοιχεία Water Tower

Ανεξάρτητα από τον τύπο και την αρχή λειτουργίας, ο πύργος νερού αποτελείται από 5-6 μονάδες. Ο αριθμός των στοιχείων μπορεί να ποικίλλει σημαντικά και καθορίζεται από τον σκοπό της εγκατάστασης, τη θέση της, την απόσταση της κύριας πηγής, την ποιότητα του νερού και άλλα κριτήρια.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, κάθε πύργος περιέχει:

1. Δεξαμενή - δεξαμενή από χάλυβα, οπλισμένο σκυρόδεμα ή πλαστική δεξαμενή χωρητικότητας από πολλές δεκάδες έως πολλές χιλιάδες κυβικά μέτρα.
2. Στήριγμα - πλαίσιο ή μονολιθική κατασκευή από οπλισμένο σκυρόδεμα, δοκούς χάλυβα ή κόκκινο τούβλο με ύψος όχι μεγαλύτερο από 25-30 μέτρα. Πρέπει να διατηρεί τη δεξαμενή πάνω από το επίπεδο κάθε καταναλωτή.
3. Κάθετη παροχή νερού - ένας σωλήνας παροχής που προέρχεται από την πηγή και την έξοδο, με διάμετρο 200 m, ο οποίος τοποθετείται στο σύστημα ύδρευσης.
4. Καταπακτή εξαερισμού - στη φωτογραφία του πύργου νερού φαίνεται με ένα βέλος. Είναι απαραίτητο να διατηρηθεί ο όγκος του αέρα στη δεξαμενή και να αποφευχθεί η στασιμότητα του νερού.
5. Το αντλιοστάσιο με συστήματα ελέγχου είναι μια ξεχωριστή κατασκευή, που συνήθως βρίσκεται πάνω από την πηγή.

Ένα σύστημα φιλτραρίσματος με διάφορους βαθμούς καθαρισμού νερού μπορεί να εισαχθεί στη σχεδίαση του πύργου νερού, καθώς και μια μονάδα αυτοματισμού για τον έλεγχο της στάθμης του υγρού και την αποφυγή πτώσης του σε κρίσιμη τιμή.

Κύριες λειτουργίες του υδάτινου πύργου

Από την αρχή λειτουργίας του υδάτινου πύργου προκύπτει η κύρια λειτουργία του -ευθυγράμμιση του χρονοδιαγράμματος εργασιών του αντλιοστασίου. Φανταστείτε μια κατάσταση όπου η αντλία τροφοδοτεί απευθείας νερό, χωρίς ενδιάμεσο σύνδεσμο με τη μορφή πύργου νερού.

Μετά από επιθυμία του κάθε καταναλωτή ανάβει και σβήνει, λειτουργεί δηλαδή χαοτικά. Ως αποτέλεσμα, η φθορά των μηχανισμών του αυξάνεται, η κατανάλωση ενέργειας γίνεται ανομοιόμορφη, γεγονός που αυξάνει το φορτίο στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.

Ως αποτέλεσμα, οι εταιρείες παροχής υπηρεσιών αναγκάζονται να ξοδεύουν χρήματα σε ακριβές επισκευές. Για να μην συμβούν όλα αυτά, εγκαθιστούν πύργους νερού.

Η δεύτερη λειτουργία είναι η διατήρηση της πίεσης στον αγωγό. Το νερό που βρίσκεται σε σημαντικό ύψος, υπό την επίδραση της ίδιας της βαρύτητας δημιουργεί την απαιτούμενη πίεση στο σύστημα. Ως αποτέλεσμα, το φορτίο αφαιρείται από το αντλιοστάσιο.

Πρόσθετος σκοπός

Ο άλλος σκοπός και η αρχή λειτουργίας του υδάτινου πύργου συνδέονται στενά. Το νερό στην πηγή πολύ σπάνια πληροί τα καθιερωμένα υγειονομικά πρότυπα, επομένως εάν χρησιμοποιείται για οικιακές ανάγκες ή για πόση, ο πύργος νερού χρησιμοποιείται ως μονάδα διήθησης.

Χονδροειδή φίλτρα είναι ενσωματωμένα στο σύστημα αγωγών παροχής, τα οποία παγιδεύουν βαρέα μέταλλα, οξείδια σιδήρου και μολύβδου, άμμο και άλλους ρύπους. Στη δεξαμενή, η εστία κατακάθεται και γίνεται ακόμα πιο καθαρή. Το σύστημα των φυσιγγίων καθαρισμού που είναι εγκατεστημένα στην παροχή νερού μπορεί να καθαρίσει το νερό από παθογόνα βακτήρια, παραδίδονταςστον καταναλωτή ένα απολύτως αγνό προϊόν.

Η δημιουργία μιας παροχής νερού έκτακτης ανάγκης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περίπτωση βλάβης του δικτύου ύδρευσης ή πυρκαγιάς, είναι μια άλλη πρόσθετη λειτουργία του πύργου νερού.

Εργασία του πύργου με αυτόματη αντλία

Η αρχή λειτουργίας ενός πύργου νερού με αυτόματη αντλία πρακτικά δεν διαφέρει από το σχήμα εργασίας που περιγράφηκε νωρίτερα. Η μόνη εξαίρεση είναι το γεγονός ότι σε ένα τέτοιο σύστημα δεν υπάρχει αντλιοστάσιο ως τέτοιο. Η λειτουργία του εκτελείται από μια συμπαγή ηλεκτρική αντλία.

Όταν η στάθμη του νερού στη δεξαμενή πέσει κάτω από την τιμή κατωφλίου, το σύστημα αυτοματισμού στέλνει ένα σήμα και η αντλία αρχίζει να αντλεί νερό στη δεξαμενή. Μόλις γεμίσει η δεξαμενή, περιμένετε μέχρι να πέσει ξανά η στάθμη του υγρού.

Τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε ιδιωτικές και προαστιακές περιοχές. Ως ένδειξη της στάθμης του υγρού λειτουργεί ένας πλωτήρας, ο οποίος, πέφτοντας σχεδόν στο κάτω μέρος, κλείνει τις επαφές και δίνει σήμα στο ρελέ, διαφορετικά ελέγχει ήδη τη λειτουργία της αντλίας.

Ορισμός χαρακτηριστικών

Για να εκτελεί σωστά το σύστημα τα καθήκοντά του, είναι απαραίτητο το ύψος του πύργου νερού να είναι μεγαλύτερο από το ύψος οποιασδήποτε άλλης κατασκευής που εξυπηρετείται. Γι' αυτό συχνά φαίνονται δεξαμενές νερού στις στέγες πολυώροφων κτιρίων (ειδικά σε αμερικανικές ταινίες). Εάν δεν πληρούται αυτή η προϋπόθεση, τότε είναι δυνατή η στασιμότητα του νερού στη δεξαμενή.

Μια άλλη σημαντική παράμετρος ενός πύργου νερού είναι ο όγκος της δεξαμενής εργασίας. Αυτός ο δείκτης καθορίζεται από το διάγραμμα ροήςνερό από τους καταναλωτές. Συνήθως το μέγεθος του δοχείου επιλέγεται έτσι ώστε το συσσωρευμένο υγρό να είναι αρκετό για χρήση όλη την ημέρα. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντλία θα ενεργοποιηθεί μόνο τη νύχτα, γεγονός που θα μειώσει το φορτίο στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Χαρακτηριστικά σχεδιασμού θεμελίωσης

Το ύψος του πύργου και ο όγκος της δεξαμενής επηρεάζουν άμεσα το κόστος του πύργου. Και δεν μιλάμε τόσο για το κόστος της δομής στήριξης και της δεξαμενής, αλλά για την τιμή του θεμελίου. Πριν από την επιλογή του τύπου και του βάθους της θεμελίωσης, γίνεται ένας υπολογισμός όχι μόνο για το στατικό φορτίο, αλλά και για το δυναμικό - κατά το γέμισμα της δεξαμενής, ενδέχεται να εμφανιστούν κραδασμοί που θα αποδυναμώσουν τη δομή.

Η σταθερότητα υπολογίζεται επίσης λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση του φορτίου ανέμου. Όσο πιο ψηλά είναι ο πύργος, τόσο περισσότερο θα αποκλίνει από το κατακόρυφο επίπεδο σε δυνατούς και θυελλώδεις ανέμους. Με αιώρηση, ο πύργος θα αρχίσει να «ταράζει» το νερό, θα εμφανιστούν κύματα που θα αυξήσουν την επιτρεπόμενη πίεση του πύργου νερού στη βάση αρκετές φορές. Ως αποτέλεσμα, η δομή θα καταρρεύσει.

Γι' αυτό, κατά την εγκατάσταση ακόμη και εξοχικής κατοικίας, μην παραμελείτε τη βοήθεια επαγγελματιών. Ξοδεύοντας χρήματα τώρα, μπορείτε να έχετε το κεφάλι σας ήσυχο σχετικά με την αξιοπιστία και την απόδοση του πύργου νερού σας στο μέλλον.