Vandtårn: funktionsprincip, formål, egenskaber

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Vandtårn er det enkleste design designet til autonom regulering af vandflow og tryk i VVS-systemet. Vandtårnets simple funktionsprincip afgjorde dets udbredte brug.

Typer af vandtårne

Sådanne designs er blevet brugt af menneskeheden i flere århundreder. Toppen af deres popularitet falder i slutningen af det 19. - første halvdel af det 20. århundrede. På det tidspunkt blev de brugt i depoter og stationer til servicering af damplokomotiver. Siden har de mistet deres betydning, men bruges stadig f.eks. til autonom vandforsyning til forstadsområder eller industrivirksomheder.

De første vandtårne blev bygget hovedsageligt af røde mursten, sjældnere af træ. Så dukkede armerede betonkonstruktioner op. I anden halvdel af det 20. århundrede foreslog videnskabsmanden Rozhnovsky sit design ud fra stålplader.

Rozhnovskys tårn ligner meget en granat med et håndtag. Diameteren af bunden af vandtårnet er 1,5-2 gange mindre end tankens diameter. Fordelene ved dette design er høj monteringshastighed (hule cylindre er svejset af stålplader) og nem installation på stedet, samt relativt lav vægt.

Nu til vandforsyning er individuelle tanke i form af volumetriske met altanke oftest installeret. Stål eller armeret betonsøjler bruges som understøtninger.

Vandtårnets princip

Betjening af vandtårnet ville være umulig, hvis det ikke var for fænomenet trykudligning i kommunikerende fartøjer eller hydrostatisk ligevægt. Under påvirkning af tyngdekraften fortrænger vandet i tanken væsken fra rørene, indtil trykket i tanken bliver lig med trykket i rørsystemet. Dette var grundlaget for driften af vandtårne før fremkomsten af elektriske pumper.

Med fremkomsten af elektriske pumper har skemaet for deres arbejde ændret sig noget. Hvis de tidligere var de vigtigste vandkilder i systemet, begyndte de nu at spille rollen som en reserve. En pumpestation fungerer som en "leverandør" af vand, som leverer tryk gennem et rørsystem direkte til forbrugeren.

Pumpen pumper samtidig vand ind i tårnets tank, indtil den er helt fyldt, eller automatikken virker. I øjeblikket med spidsbelastning, når vandforbruget er maksim alt, og pumpestationen ikke kan klare arbejdet, åbner tankventilen, og vand begynder at strømme ind i systemet fra reserven. Dette sker, indtil vandforsyningsstationen igen begynder at klare sine pligter. Efterhele cyklussen gentages.

Vandtårnselementer

Uanset type og funktionsprincip består vandtårnet af 5-6 enheder. Antallet af elementer kan variere betydeligt og bestemmes af formålet med anlægget, dets placering, den primære kildes afsides beliggenhed, vandkvaliteten og andre kriterier.

På en eller anden måde indeholder hvert tårn:

1. Tank - en stål-, armeret beton- eller plasttank med en kapacitet på flere tiere til flere tusinde kubikmeter.
2. Støtte - en ramme eller monolitisk struktur lavet af armeret beton, stålbjælker eller røde mursten med en højde på ikke mere end 25-30 meter. Den skal holde tanken over niveauet for hver forbruger.
3. Lodret vandforsyning - et forsyningsrør, der kommer fra kilden og udløbet, med en diameter på 200 m, som lægges til vandforsyningssystemet.
4. Ventilationslem - på billedet af vandtårnet er det vist med en pil. Det er nødvendigt at opretholde luftmængden i tanken og for at forhindre vandstagnation.
5. Pumpestation med styresystemer er en separat struktur, norm alt placeret over kilden.

Et filtreringssystem med forskellige grader af vandrensning kan indføres i designet af vandtårnet, samt en automatiseringsenhed til at styre væskeniveauet og forhindre det i at falde til en kritisk værdi.

Vandtårnets hovedfunktioner

Fra princippet om driften af vandtårnet følger dets hovedfunktion -tilpasning af arbejdsplanen for pumpestationen. Forestil dig en situation, hvor pumpen leverer vand direkte, uden et mellemled i form af et vandtårn.

På opfordring fra hver enkelt forbruger tænder og slukker den, det vil sige, den fungerer kaotisk. Som et resultat stiger sliddet på dets mekanismer, energiforbruget bliver ujævnt, hvilket øger belastningen på kraftværket.

Som et resultat er servicevirksomheder tvunget til at bruge penge på dyre reparationer. For at forhindre alt dette i at ske, installerer de vandtårne.

Den anden funktion er at opretholde trykket i rørledningen. Vand placeret i en betydelig højde, under påvirkning af tyngdekraften selv skaber det nødvendige tryk i systemet. Som et resultat fjernes belastningen fra pumpestationen.

Yderligere formål

Andet formål og driftsprincip for vandtårnet er tæt forbundet. Vandet i kilden opfylder meget sjældent de etablerede sanitære standarder, så hvis det bruges til husholdningsbehov eller til drikke, bruges vandtårnet som et filtreringsanlæg.

Grove filtre er indbygget i forsyningsrørledningssystemet, som fanger tungmetaller, jern- og blyoxider, sand og andre forurenende stoffer. I tanken sætter ildstedet sig og bliver endnu renere. Systemet med rensepatroner installeret på forsyningsvandforsyningen kan rense vand fra patogene bakterier og levere tilfor forbrugeren et helt rent produkt.

Oprettelse af en nødforsyning af vand, som kan bruges i tilfælde af en vandledningsfejl eller en brand, er en anden yderligere funktion af vandtårnet.

Tårnets arbejde med en autopumpe

Princippet for driften af et vandtårn med en automatisk pumpe adskiller sig praktisk t alt ikke fra det tidligere beskrevne arbejdsskema. Den eneste undtagelse er, at der i et sådant system ikke er nogen pumpestation som sådan. Dens funktion udføres af en kompakt elektrisk pumpe.

Når vandstanden i tanken falder til under tærskelværdien, sender automatiseringssystemet et signal, og pumpen begynder at pumpe vand ind i tanken. Når tanken er fuld, skal du vente, indtil væskestanden falder igen.

Sådanne systemer bruges oftest i private og forstadsområder. En flyder fungerer som en indikator for væskeniveauet, som falder næsten til bunden, lukker kontakterne og giver et signal til relæet, ellers styrer det allerede pumpens drift.

Definition af karakteristika

For at systemet kan udføre sine opgaver korrekt, er det nødvendigt, at højden af vandtårnet er større end højden af enhver anden serviceret struktur. Derfor kan vandtanke ofte ses på tagene af bygninger i flere etager (især i amerikanske film). Hvis denne betingelse ikke er opfyldt, er stagnation af vand i tanken mulig.

En anden vigtig parameter for et vandtårn er volumen af arbejdstanken. Denne indikator bestemmes af flowdiagrammetvand hos forbrugerne. Norm alt vælges beholderens størrelse, så den akkumulerede væske er nok til brug hele dagen. I dette tilfælde vil pumpen kun tænde om natten, hvilket vil reducere belastningen på elnettet.

Foundation designfunktioner

Tårnets højde og tankens volumen påvirker direkte prisen på tårnet. Og vi taler ikke så meget om omkostningerne ved støttestrukturen og reservoiret, men om prisen på fundamentet. Inden der vælges type og dybde af fundamentet, foretages en beregning ikke kun for den statiske belastning, men også for den dynamiske - under påfyldningen af tanken kan der opstå vibrationer, der vil ubalancere strukturen.

Stabilitet beregnes også under hensyntagen til vindbelastningens indflydelse. Jo højere tårnet er, jo mere vil det afvige fra det lodrette plan i stærk og kraftig vind. Svingende begynder tårnet at "forstyrre" vandet, bølger vil dukke op, der vil øge det tilladte tryk af vandtårnet på basen flere gange. Som et resultat vil strukturen kollapse.

Derfor, når du installerer selv et landsted, forsøm derfor ikke hjælpen fra fagfolk. Ved at bruge penge nu kan du få ro i sindet om dit vandtårns pålidelighed og ydeevne i fremtiden.