Водонапірні вежі в системі водопостачання. Чи потрібна заміна?

Основними заміськими схемами підйому і подання води є системи веж водопостачання на основі водонапірних веж Рожновского. Вода в таких системах подається зі свердловин. Підземні джерела, на відміну від відкритих джерел, не схильні до забруднення. Вода, що отримується з глибоких бурових(артезіанських) свердловин, зберігає первозданну чистоту. Так, проби води в контрольних свердловинах безпосередньо в зоні Чорнобильської АЕС впродовж декількох років після аварії показали відсутність радіоактивного забруднення.

Споживання водопровідної води протягом доби відрізняється крайньою нерівномірністю. Не те щоб водорозбір не можна було в якійсь мірі спрогнозувати(все-таки певні закономірності, безумовно, є присутніми), але при такому рваному режимі роботи насоси швидко зробляться непридатними. До того ж, водопостачання буде недостатньо комфортним із-за затримки подання води, пов'язаної з ненульовою протяжністю трубопроводів. Набагато зручніше мати деяку постійно заповнену місткість, що створює в мережі більш менш стабільний натиск.  Досягається це двома шляхами. Відкриті баки встановлюються на піднесеності, і натиск утворюється природним чином внаслідок тиску водного стовпа. У закритих місткостях натиск підтримується за допомогою повітряної камери з надмірним тиском.   

Водонапірні вежі - винахід досить древніший. За схожим принципом функціонував, наприклад, водопровід в Древньому Римі. Поблизу розташованого на піднесеності джерела споруджувалася водойма, в якій вода накопичувалася і по акведуках подавалася в міський водопровід. Існували і індивідуальні системи водопостачання, де вирите озерце обслуговувало лише одно будівлю. Для перекачування води застосовувалися і ручні помпи.

Сучасні водонапірні вежі дуже різноманітні на вигляд, але мають схожу конструкцію. Основними елементами устаткування водонапірної вежі являються резервуар і опора. Їх габарити(об'єм, висота) належить визначити в процесі розрахунку системи водопостачання. Бак має, як правило, круглу форму в плані і плоске або увігнуте днище.  Його місткість може коливатися в широких межах від пари сотень літрів(індивідуальна водонапірна конструкція готівковій присадибній ділянці) до декількох сотень кубометрів(водопостачання міста, підприємства). Водонапірні вежі можна порівняти з гідроакумуляторами в системах водопостачання. Башеное водопостачання служить для накопичення води, коли водоспоживання в системі невелике, і віддачі води в систему водопостачання в період найбільшої витрати води.

Водонапірні вежі створюють тиск води в системі, за рахунок підйому рівня води при наповненні, і тим самим надаючи стовпу води потенційну енергію, яка витрачається при зниженні рівня води у БР. Тиск на виході водонапірної вежі прямопропорционально її висоті. Тиск вежі визначається по формулі:

P = r х g х h

де

 r = 1000 кг/м3 - щільність води,

 g = 9,8 м/с2- прискорення вільного падіння

 h - висота стовпа рідини у водонапірній БР.

Звідси видно, що водонапірна БР 25 м3 висотою 16,5 метрів має робочий тиск - 1,5 атм. Тому, щоб підвищити тиск в системі водопостачанні, водонапірні вежі розміщують на найвищих точках місцевості(заміна величини h в нашій формулі на більше значення) і в максимальній близькості до споживачів, тим самим зменшуючи гідровтрати.

Окрім напірної функції, вежі також створюють запас води на випадок відключення електроенергії або поломки насоса. Вода може бути витрачена на протипожежні цілі, або віддана в систему водопостачання споживачам. Об'єм резервного запасу води залежить від типу водонапірної вежі, і як правило, більший при збільшенні загального об'єму водонапірної БР.

Останнім часом в інтернеті часто можна зустріти рекламу "Заміна водонапірних веж". "Заміна" відбувається шляхом застосування систем автоматичного регулювання подання насоса води в систему водопостачання, залежно від коливань добової витрати води споживачами в системі водопостачання. Регулювання відбувається за рахунок зміни частоти обертання двигуна насоса частотним перетворювачем, і тим самим регулювання подання насоса.   При цьому забезпечені прямоточний принцип подання води без проміжних місткостей і герметичність системи. Прямоточні схеми гарантують високий натиск, надійне водопостачання виробничого і житлового сектора села, економію води і електроенергії, зниження металоємності, а також повну екологічну безпеку : надійний захист питної води від будь-яких хімічних забруднень, бактерій і вірусів, радіації і тому подібне Чи потрібна заміна водонапірної вежі на перетворювач частоти вирішувати Вам. Заміна вежі на перетворювач частоти не завжди дає економію електроенергії. Це пояснюється тим, що вона визначається різницею ККД насосних агрегатів в порівнюваних схемах. Оскільки ККД в схемі вежі постійний і в дорівнює максимальній величині, а у частотно-регульованих насосів змінюється в діапазоні регулювання продуктивності, то в другому випадку середня величина ККД завжди буде менше за максимально можливу.  Але у більшості випадків підібрати насосний агрегат з робочою точкою в номіналі(максимальний ККД) не вдається і його ККД виявляється трохи менше, ніж з частотним регулюванням. Цим пояснюється маленька різниця витрат на електроенергію, яка в середньому складає 8 т різниці повних приведених витрат. Проте, це може бути актуальним при забезпеченні стабільного енергопостачання насосної станції, що залишається під великим знаком питання в сільській місцевості. Тому, "Добра стара водонапірна вежа Рожновского" - це те, що треба водоспоживачам села і дачних селищ, де відсутня центральна система водопостачання.

І якщо ви вирішили: куплю водонапірну вежу  нову, то її виробництво і монтаж водонапоной вежі краще довірити спеціалізованим профільним підприємствам, що мають ліцензію на виробництво монтажних робіт і досвід робіт у будівельній сфері. Так, наше підприємство упродовж 5-ти років займається будівництвом металевих водонапірних БР або залізобетонних водонапірних веж з металевим баком вгорі.  Як правило об'єм бака цегляних водонапірних БР понад 100 кубів, і розміри бака перевищують допустимі транспорные габарити, для перевезення водонапірної вежі до місця монтажу. Це накладає певні обмеження на виконання монтажних робіт. У таких схемах зварювання конструкцій вежі робиться на місці монтажних робіт. Виготовлення бака виконується на землі з рулонированной заготівлі і свальцованных ребер жорсткості. Рулонирование заготівлі робиться в заводських умовах за допомогою автоматичного зварювання карт з листа металу і згортанням отриманих полотнищ в котушки. Цей спосіб дозволяє скоротити час монтажних робіт, оскільки на монтажі бака вимагається зварити лише один подовжній шов.  Зварювання конічних елементів вежі виконується з елементів заводських заготівель. Для забезпечення точності розмірів виготовляється простий кондуктор.