Vodotoranj: princip rada, namjena, karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Vodotoranj je najjednostavniji dizajn dizajniran za autonomnu regulaciju protoka vode i tlaka u vodovodnom sustavu. Jednostavan princip rada vodotornja odredio je njegovu široku upotrebu.

Vrste vodotornja

Ovakve dizajne čovječanstvo koristi već nekoliko stoljeća. Vrhunac njihove popularnosti pada na kraj 19. - prvu polovicu 20. stoljeća. U to su vrijeme korištene u depoima i stanicama za servisiranje parnih lokomotiva. Od tada su izgubili svoj značaj, ali se još uvijek koriste, na primjer, za autonomnu vodoopskrbu prigradskih područja ili industrijskih poduzeća.

Prvi vodotornjevi građeni su uglavnom od crvene cigle, rjeđe od drveta. Tada su se pojavile armiranobetonske konstrukcije. U drugoj polovici 20. stoljeća, znanstvenik Rozhnovsky predložio je svoj dizajn od čeličnih limova.

Toranj Rožnovskog izgleda vrlo sličan granati s ručkom. Promjer baze vodotornja je 1,5-2 puta manji od promjera spremnika. Prednosti ovog dizajna su velika brzina montaže (šuplji cilindri su zavareni od čeličnih limova) i jednostavna montaža na licu mjesta, kao i relativno mala težina.

Sada se za vodoopskrbu najčešće ugrađuju pojedinačni spremnici u obliku volumetrijskih metalnih spremnika. Čelični ili armiranobetonski stupovi koriste se kao oslonci.

Princip vodotornja

Rad vodotornja bio bi nemoguć da nije bilo fenomena izjednačavanja tlaka u komunikacijskim posudama, odnosno hidrostatske ravnoteže. Pod utjecajem gravitacije voda u spremniku istiskuje tekućinu iz cijevi sve dok tlak u spremniku ne postane jednak tlaku u cjevovodnom sustavu. To je bila osnova za rad vodotornja prije pojave električnih pumpi.

Pojavom električnih pumpi, shema njihovog rada donekle se promijenila. Ako su ranije bili glavni izvori vode u sustavu, sada su počeli igrati ulogu rezerve. Crpna stanica djeluje kao "dobavljač" vode, koja dovodi tlak kroz cijevni sustav izravno do potrošača.

U isto vrijeme, pumpa pumpa vodu u spremnik tornja dok se potpuno ne napuni ili automatika proradi. U trenutku vršnog opterećenja, kada je potrošnja vode maksimalna, a crpna stanica se ne može nositi s radom, ventil spremnika se otvara i voda počinje teći u sustav iz rezerve. To se događa sve dok se vodoopskrbna stanica ponovno ne počne nositi sa svojim dužnostima. Nakoncijeli ciklus se ponavlja.

Elementi vodotornja

Bez obzira na vrstu i princip rada, vodotoranj se sastoji od 5-6 jedinica. Broj elemenata može značajno varirati i određen je namjenom objekta, njegovom lokacijom, udaljenošću primarnog izvora, kvalitetom vode i drugim kriterijima.

Ovako ili onako, svaki toranj sadrži:

1. Spremnik - čelični, armiranobetonski ili plastični rezervoar kapaciteta od nekoliko desetina do nekoliko tisuća kubičnih metara.
2. Nosač - okvir ili monolitna konstrukcija izrađena od armiranog betona, čeličnih greda ili crvene opeke visine ne više od 25-30 metara. Mora držati spremnik iznad razine svakog potrošača.
3. Okomiti vodovod - dovodna cijev koja dolazi iz izvora i odvoda, promjera 200 m, koja se polaže na vodovod.
4. Otvor za ventilaciju - na fotografiji vodotornja prikazan je strelicom. Potrebno je održavati volumen zraka u spremniku i spriječiti stagnaciju vode.
5. Crpna stanica s upravljačkim sustavima je zasebna struktura, obično se nalazi iznad izvora.

U dizajn vodotornja može se uvesti sustav filtriranja s različitim stupnjevima pročišćavanja vode, kao i jedinica za automatizaciju za kontrolu razine tekućine i sprječavanje njenog pada na kritičnu vrijednost.

Glavne funkcije vodotornja

Iz principa rada vodotornja slijedi njegova glavna funkcija -usklađivanje rasporeda rada crpne stanice. Zamislite situaciju u kojoj pumpa opskrbljuje vodu izravno, bez posredne karike u obliku vodotornja.

Na zahtjev svakog potrošača se uključuje i isključuje, odnosno radi kaotično. Kao rezultat toga, trošenje njegovih mehanizama se povećava, potrošnja energije postaje neujednačena, što povećava opterećenje elektrane.

Kao rezultat toga, uslužne tvrtke su prisiljene trošiti novac na skupe popravke. Da se sve to ne dogodi, postavljaju vodotornjeve.

Druga funkcija je održavanje tlaka u cjevovodu. Voda koja se nalazi na znatnoj visini, pod utjecajem same gravitacije stvara potreban tlak u sustavu. Kao rezultat toga, opterećenje se uklanja s crpne stanice.

Dodatna namjena

Ostala namjena i princip rada vodotornja usko su povezani. Voda u izvorištu vrlo rijetko zadovoljava utvrđene sanitarne standarde, pa ako se koristi za kućne potrebe ili za piće, vodotoranj se koristi kao postrojenje za filtriranje.

U sustav dovodnih cjevovoda ugrađeni su grubi filteri koji zadržavaju teške metale, željezo i olovne okside, pijesak i druge onečišćujuće tvari. U spremniku se ognjište taloži i postaje još čišće. Sustav spremnika za čišćenje instaliran na dovodnom vodoopskrbi može pročistiti vodu od patogenih bakterija, dostavljajućipotrošaču savršeno čist proizvod.

Stvaranje hitne opskrbe vodom, koja se može koristiti u slučaju kvara vodovoda ili požara, još je jedna dodatna funkcija vodotornja.

Rad tornja s autopumpom

Načelo rada vodotornja s automatskom pumpom praktički se ne razlikuje od sheme rada koju smo ranije opisali. Jedina iznimka je činjenica da u takvom sustavu ne postoji crpna stanica kao takva. Njegovu funkciju obavlja kompaktna električna pumpa.

Kada razina vode u spremniku padne ispod granične vrijednosti, automatizirani sustav šalje signal i pumpa počinje pumpati vodu u spremnik. Kada se spremnik napuni, pričekajte dok razina tekućine ponovno ne padne.

Ovakvi sustavi se najčešće koriste u privatnim i prigradskim područjima. Plovak djeluje kao indikator razine tekućine, koji, padajući gotovo do samog dna, zatvara kontakte i daje signal releju, inače već kontrolira rad crpke.

Definicija karakteristika

Da bi sustav ispravno obavljao svoje dužnosti, potrebno je da visina vodotornja bude veća od visine bilo koje druge servisirane građevine. Zato se spremnici za vodu često mogu vidjeti na krovovima višekatnica (osobito u američkim filmovima). Ako ovaj uvjet nije ispunjen, tada je moguća stagnacija vode u spremniku.

Još jedan važan parametar vodotornja je volumen radnog spremnika. Ovaj pokazatelj je određen dijagramom tokavode od strane potrošača. Obično je veličina posude odabrana tako da je nakupljena tekućina dovoljna za korištenje tijekom dana. U tom slučaju, crpka će se uključiti samo noću, što će smanjiti opterećenje električne mreže.

Značajke dizajna temelja

Visina tornja i volumen spremnika izravno utječu na cijenu tornja. I ne govorimo toliko o cijeni potporne konstrukcije i rezervoara, već o cijeni temelja. Prije odabira vrste i dubine temelja, izračunava se ne samo za statičko opterećenje, već i za dinamičko – tijekom punjenja spremnika može doći do vibracija koje će debalansirati konstrukciju.

Stabilnost se također izračunava uzimajući u obzir utjecaj opterećenja vjetrom. Što je toranj viši, to će više odstupati od okomite ravnine pri jakom i udarnom vjetru. Zamahujući, toranj će početi "ometati" vodu, pojavit će se valovi koji će nekoliko puta povećati dopušteni pritisak vodotornja na bazu. Kao rezultat toga, struktura će se srušiti.

Stoga, kada instalirate čak i seosku kuću, nemojte zanemariti pomoć profesionalaca. Trošeći novac sada, možete biti mirni u pogledu pouzdanosti i performansi vašeg vodotornja u budućnosti.