Vodotoranj: princip rada, namjena, karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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

Vrste vodotornja

Ovakve dizajne koristi čovečanstvo nekoliko vekova. Vrhunac njihove popularnosti pada na kraj 19. - prvu polovinu 20. vijeka. U to vrijeme korištene su u depoima i stanicama za servisiranje parnih lokomotiva. Od tada su izgubili na značaju, ali se i dalje koriste, na primjer, za autonomno vodosnabdijevanje prigradskih područja ili industrijskih preduzeća.

Prvi vodotornjevi građeni su uglavnom od crvene cigle, rjeđe od drveta. Tada su se pojavile armiranobetonske konstrukcije. U drugoj polovini 20. veka, naučnik Rožnovski je predložio svoj dizajn od čeličnih limova.

Toranj Rožnovskog izgleda veoma slično granati sa drškom. Prečnik baze vodotornja je 1,5-2 puta manji od prečnika rezervoara. 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 vodosnabdijevanje najčešće ugrađuju pojedinačni rezervoari u obliku volumetrijskih metalnih rezervoara. Kao oslonci se koriste čelični ili armirano-betonski stubovi.

Princip vodotornja

Rad vodotornja bio bi nemoguć da nije bilo fenomena izjednačavanja pritiska u komunikacionim sudovima, odnosno hidrostatičke ravnoteže. Pod uticajem gravitacije, voda u rezervoaru istiskuje tečnost iz cevi sve dok pritisak u rezervoaru ne postane jednak pritisku u cevovodnom sistemu. Ovo je bila osnova za rad vodotornja prije pojave električnih pumpi.

Pojavom električnih pumpi, shema njihovog rada se donekle promijenila. Ako su ranije bili glavni izvori vode u sistemu, sada su počeli igrati ulogu rezerve. Crpna stanica se ponaša kao "dobavljač" vode, koja dovodi pritisak kroz cevovod direktno do potrošača.

U isto vrijeme pumpa pumpa vodu u rezervoar tornja dok se potpuno ne napuni ili automatika proradi. U trenutku vršnog opterećenja, kada je potrošnja vode maksimalna, a crpna stanica ne može da se nosi sa radom, ventil rezervoara se otvara i voda počinje da teče u sistem iz rezerve. To se događa sve dok vodovodna stanica ponovo ne počne da se nosi sa svojim dužnostima. Poslijecijeli ciklus se ponavlja.

Elementi vodotornja

Bez obzira na tip 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.

Na ovaj ili onaj način, svaki toranj sadrži:

1. Rezervoar - čelični, armirano-betonski ili plastični rezervoar kapaciteta od nekoliko desetina do nekoliko hiljada kubnih metara.
2. Nosač - okvir ili monolitna konstrukcija od armiranog betona, čeličnih greda ili crvene cigle visine ne više od 25-30 metara. Mora držati rezervoar iznad nivoa svakog potrošača.
3. Vertikalni vodovod - dovodna cijev koja dolazi od izvora i odvoda, prečnika 200 m, koja se polaže na vodovod.
4. Otvor za ventilaciju - na fotografiji vodotornja prikazan je strelicom. Potrebno je održavati zapreminu vazduha u rezervoaru i sprečiti stagnaciju vode.
5. Crpna stanica sa kontrolnim sistemima je posebna struktura, obično se nalazi iznad izvora.

U dizajn vodotornja može se uvesti sistem za filtriranje sa različitim stepenom prečišćavanja vode, kao i jedinica za automatizaciju za kontrolu nivoa tečnosti i sprečavanje njegovog pada na kritičnu vrednost.

Glavne funkcije vodotornja

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

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

Kao rezultat toga, servisne kompanije su prisiljene da troše novac na skupe popravke. Da se sve ovo ne dogodi, postavljaju vodotornjeve.

Druga funkcija je održavanje pritiska u cjevovodu. Voda koja se nalazi na znatnoj visini, pod uticajem same gravitacije stvara potreban pritisak u sistemu. Kao rezultat toga, opterećenje se uklanja sa pumpne stanice.

Dodatna namjena

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

Grubi filteri su ugrađeni u sistem dovodnih cevovoda, koji zadržavaju teške metale, okside gvožđa i olova, pesak i druge zagađivače. U rezervoaru se ognjište taloži i postaje još čistije. Sistem kertridža za čišćenje instaliran na dovodnom vodovodu može prečistiti vodu od patogenih bakterija, dovodeći dopotrošaču savršeno čist proizvod.

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

Rad tornja sa autopumpom

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

Kada nivo vode u rezervoaru padne ispod granične vrednosti, sistem automatizacije šalje signal i pumpa počinje da pumpa vodu u rezervoar. Kada se rezervoar napuni, sačekajte da nivo tečnosti ponovo padne.

Ovakvi sistemi se najčešće koriste u privatnim i prigradskim područjima. Plovak služi kao indikator nivoa tečnosti, koji, padajući skoro do samog dna, zatvara kontakte i daje signal releju, inače već kontroliše rad pumpe.

Definicija karakteristika

Da bi sistem pravilno obavljao svoje dužnosti, potrebno je da visina vodotornja bude veća od visine bilo koje druge servisirane građevine. Zato se rezervoari za vodu često mogu vidjeti na krovovima višekatnica (posebno u američkim filmovima). Ako ovaj uslov nije ispunjen, tada je moguća stagnacija vode u rezervoaru.

Još jedan važan parametar vodotornja je zapremina radnog rezervoara. Ovaj indikator je određen dijagramom tokavode od strane potrošača. Obično je veličina posude odabrana tako da akumulirana tekućina bude dovoljna za korištenje tijekom dana. U ovom slučaju, pumpa će se uključiti samo noću, što će smanjiti opterećenje električne mreže.

Karakteristike dizajna temelja

Visina tornja i zapremina rezervoara direktno utiču na cenu tornja. I ne govorimo toliko o cijeni potporne konstrukcije i rezervoara, koliko o cijeni temelja. Prije odabira vrste i dubine temelja, vrši se proračun ne samo za statičko opterećenje, već i za dinamičko - tokom punjenja rezervoara može doći do vibracija koje će dovesti do debalansa konstrukcije.

Stabilnost se takođe izračunava uzimajući u obzir uticaj opterećenja vetrom. Što je toranj viši, to će više odstupati od vertikalne ravni u slučaju jakog i udarnog vjetra. Zamahujući, toranj će početi "ometati" vodu, pojavit će se valovi koji će nekoliko puta povećati dozvoljeni pritisak vodotornja na bazu. Kao rezultat toga, struktura će se srušiti.

Stoga, prilikom postavljanja čak i seoske kuće, nemojte zanemariti pomoć profesionalaca. Trošeći novac sada, možete biti mirni u pogledu pouzdanosti i performansi vašeg vodotornja u budućnosti.