Накопительные емкости для воды

Необходимость в накопительной емкости для Вашей системы водоснабжения зависит от нескольких факторов:

1. Способность источника воды обеспечить максимальное водопотребление
2. Надежность электроснабжения (в зависимости от требуемой надежности системы водоснабжения)
3. Возможность пожаротушения (в случае возникновения повреждения в системе электропитания).

Производительность источника по сравнению с максимальным водопотреблением

Если источник воды не может полностью обеспечить максимальное водопотребление, необходимо установить резервуар для воды, из которого она будет доставляться при пиковой нагрузке.

Для небольших пиковых нагрузок, составляющих 0-10 м³/ч, наиболее удобным вариантом будет напорный бак большого объема с предварительно сжатым воздухом. Чтобы понять преимущества такого бака, сначала посмотрим, как работает напорный бак без сжатого воздуха.

Для обычного наполненного водой напорного бака без устройства контроля уровня воды связь между водой, воздухом и давлением будет такой, как показано на рисунке выше.

Рис.98 Зависимость между водой, воздухом и давлением в напорном баке

Насос, подающий воду, начинает работать при давлении включения, равном 2 бара, и останавливается при давлении отключения 3 бара. Из рисунка видно, что при давлении 3 бара 75% объема бака заполнено водой, и воздух был сжат до 25% объема (см. рис.99).

Во время пользования водой из бака воздушная подушка будет давить на воду, пока 2/3 бака заполнены водой, а 1/3 занята воздухом. Когда давление упадет до 2 бар, насос начнет работать. Если производительность насоса ниже, чем количество воды, забираемое из бака, запасы емкости будут уменьшаться, пока объем воздуха в баке не увеличится и давление не упадет до уровня ниже необходимого давления в кранах. Затем необходимо восстановить баланс между потреблением и доставкой воды.

В напорном баке без контроля уровня воды необходимо каждые 6 месяцев производить ее слив, чтобы обновлять в нем воздух, так как происходит постепенное растворение его в воде.

Если объем бака составляет 1 м³ и минимальное допустимое давление в кранах для нормальной работы соответствует 1 бару, запас воды должен составлять 16,7% от объема бака, т.е. 167 литров. Такого количества воды недостаточно, чтобы покрыть разницу между производительностью насоса и максимальным водопотреблением. Необходимо установить бак большего объема, но предпочтительно, чтобы он был с предварительно сжатым воздухом.

Рис.99 Зависимость между водой, воздухом и давлением в напорном баке

Рис.100 Напорный бак с контролем уровня воды

Бак с предварительно сжатым воздухом предназначен для поддержания необходимого давления в системе.

Чтобы контролировать объем воздуха, необходимо установить устройство контроля уровня воды (ниже середины бака) и воздушный компрессор.

Если устройство контроля установлено таким образом, что в баке находятся равные части воздуха и воды при давлении включения, напорная производительность бака между остановкой и пуском насоса увеличится до 50-100%, в зависимости от перепада давления.

Если устройство контроля установлено таким образом, что в баке находятся равные части воздуха и воды при давлении отключения, напорная производительность бака между остановкой и пуском насоса увеличится до 100-150%, в зависимости от манометрической разницы.

Идеальный контроль за уровнем воды в баке может быть обеспечен следующими двумя способами:

1. Установка автоматического контроля воздуха для насосов, всасывающих воду с некоторой глубины.
2. Установка электрического устройства контроля уровня воды и воздушного компрессора для насосов, не всасывающих воду с нижнего уровня, таких как погружные насосы.

Устройство автоматического контроля воздуха

Принцип работы

Во время пуска насоса во всасывающей камере образуется вакуум. Вакуум передается через медную соединяющую трубку в полость, где находится пружина (4), и вытягивает мембрану (5), преодолевая сопротивление пружины. Таким образом, происходит всасывание атмосферного воздуха через форсунку (6) и щелевой клапан (7) в камеру (8).

При остановке насоса давление в баке передается во всасывающую камеру и во всасывающий клапан. Это означает, что в камерах 4 и 8 давление одинаковое. Это позволяет пружине давить на мембрану в противоположном направлении и выталкивать воздух через форсунку (9) и щелевой клапан (10) в напорный бак.

Это происходит тогда, когда в баке очень много воды и поплавок (2) находится либо в горизонтальном положении, либо поднимается вверх. Когда в бак нагнетается очень много воздуха, так, что поплавок (2) опускается ниже горизонтального положения, то открывается щелевой клапан (10), и устройство автоматического контроля воздуха втягивает воздух в форсунку (9) вместо форсунки (6). Таким образом, воздух попадает в бак и выводится из него, и в случае, если уровень воды такой низкий, что поплавок находится ниже горизонтали, воздух из атмосферы никогда в бак не попадет.

Рис.101 Устройство автоматического контроля воздуха

Рис.102 Альтернативное устройство контроля

Для того чтобы устройство автоматического контроля воздуха могло работать, между насосом и напорным баком не устанавливают обратный клапан. При этом высота всасывания должна быть около 2 метров, и необходимый подпор должен обеспечиваться закрытием клапана, установленного на всасывающем трубопроводе.

Рис.103 Электрическое устройство контроля уровня воды и воздушный компрессор

Электрический регулятор уровня воды и воздушный компрессор

Вода в напорном баке будет поглощать кислород из воздушной подушки, которая постоянно пополняется компрессором. Компрессор должен быть подсоединен таким образом, чтобы он включался только во время работы насоса, во избежание разрыва бака или трубы. Это может быть достигнуто с помощью поплавкового выключателя, указывающего на очень высокий уровень воды в баке. Электрическое подсоединение, к примеру, может быть выполнено по принципу, показанному далее.

Рис.104 Упрощенная схема управления компрессором в системе напорного бака с предварительно нагнетенным давлением