2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31
La torre dell'acqua è il design più semplice progettato per la regolazione autonoma del flusso e della pressione dell'acqua nell'impianto idraulico. Il semplice principio di funzionamento della torre dell'acqua ne determinò l'uso diffuso.
Tipi di torri d'acqua
Questi modelli sono stati usati dall'umanità per diversi secoli. Il picco della loro popolarità cade alla fine del 19esimo - la prima metà del 20esimo secolo. A quel tempo erano utilizzati nei depositi e nelle stazioni per la manutenzione delle locomotive a vapore. Da allora hanno perso il loro significato, ma sono ancora utilizzati, ad esempio, per l'approvvigionamento idrico autonomo di aree suburbane o imprese industriali.
Le prime torri idriche furono costruite principalmente in mattoni rossi, meno spesso in legno. Poi sono apparse le strutture in cemento armato. Nella seconda metà del 20° secolo, lo scienziato Rozhnovsky propose il suo progetto da lamiere di acciaio.
La torre di Rozhnovsky sembra molto simile a una granata con un manico. Il diametro della base della torre dell'acqua è 1,5-2 volte inferiore al diametro del serbatoio. I vantaggi di questo design sono l'elevata velocità di assemblaggio (i cilindri cavi sono saldati da lamiere di acciaio) e la facile installazione in loco, nonché il peso relativamente basso.
Ora per l'approvvigionamento idrico, vengono spesso installati serbatoi singoli sotto forma di serbatoi volumetrici in metallo. Come supporto vengono utilizzate colonne in acciaio o cemento armato.
Il principio della torre dell'acqua
Il funzionamento della torre dell'acqua sarebbe impossibile se non fosse per il fenomeno dell'equalizzazione della pressione nei vasi comunicanti, o dell'equilibrio idrostatico. Sotto l'influenza della gravità, l'acqua nel serbatoio sposta il liquido dai tubi fino a quando la pressione nel serbatoio diventa uguale alla pressione nel sistema di tubazioni. Questa era la base per il funzionamento delle torri d'acqua prima dell'avvento delle pompe elettriche.
Con l'avvento delle elettropompe, lo schema del loro lavoro è leggermente cambiato. Se prima erano le principali fonti d'acqua nel sistema, ora hanno iniziato a svolgere il ruolo di riserva. Una stazione di pompaggio funge da "fornitore" di acqua, che fornisce pressione attraverso un sistema di tubazioni direttamente al consumatore.
Allo stesso tempo, la pompa pompa l'acqua nel serbatoio della torre fino a quando non è completamente pieno o l'automazione non funziona. Al momento del picco di carico, quando il consumo d'acqua è massimo e la stazione di pompaggio non è in grado di far fronte al lavoro, la valvola del serbatoio si apre e l'acqua inizia a fluire nel sistema dalla riserva. Ciò accade fino a quando la stazione di approvvigionamento idrico non ricomincia a far fronte ai suoi compiti. Dopol'intero ciclo si ripete.
Elementi della torre dell'acqua
Indipendentemente dal tipo e dal principio di funzionamento, la torre dell'acqua è composta da 5-6 unità. Il numero di elementi può variare in modo significativo ed è determinato dallo scopo della struttura, dalla sua ubicazione, dalla lontananza dalla fonte primaria, dalla qualità dell'acqua e da altri criteri.
In un modo o nell' altro, ogni torre contiene:
- Serbatoio: un serbatoio in acciaio, cemento armato o plastica con una capacità da alcune decine a diverse migliaia di metri cubi.
- Supporto: un telaio o una struttura monolitica in cemento armato, travi in acciaio o mattoni rossi con un' altezza non superiore a 25-30 metri. Deve mantenere il serbatoio al di sopra del livello di ciascun consumatore.
- Rifornimento idrico verticale - un tubo di alimentazione proveniente dalla sorgente e dall'uscita, con un diametro di 200 m, che viene posato al sistema di approvvigionamento idrico.
- Sportello di ventilazione - nella foto della torre dell'acqua è mostrato con una freccia. È necessario mantenere il volume d'aria nel serbatoio ed evitare ristagni d'acqua.
- La stazione di pompaggio con sistemi di controllo è una struttura separata, solitamente situata sopra la sorgente.
Nel progetto della torre dell'acqua può essere introdotto un sistema di filtraggio con vari gradi di purificazione dell'acqua, nonché un'unità di automazione per controllare il livello del liquido ed evitare che scenda a un valore critico.
Funzioni principali della torre dell'acqua
Dal principio di funzionamento della torre dell'acqua segue la sua funzione principale -allineamento del programma di lavoro della stazione di pompaggio. Immagina una situazione in cui la pompa fornisce acqua direttamente, senza un collegamento intermedio sotto forma di una torre dell'acqua.
Su richiesta di ogni consumatore, si accende e si spegne, ovvero funziona in modo caotico. Di conseguenza, l'usura dei suoi meccanismi aumenta, il consumo di energia diventa irregolare, il che aumenta il carico sulla centrale.
Di conseguenza, le società di servizi sono costrette a spendere soldi per riparazioni costose. Per evitare che ciò accada, installano torri d'acqua.
La seconda funzione è mantenere la pressione nella tubazione. L'acqua situata ad un' altezza considerevole, sotto l'influenza della gravità stessa crea la pressione richiesta nel sistema. Di conseguenza, il carico viene rimosso dalla stazione di pompaggio.
Ulteriori scopi
Altri scopo e principio di funzionamento della torre dell'acqua sono strettamente correlati. L'acqua della sorgente soddisfa molto raramente gli standard sanitari stabiliti, quindi se viene utilizzata per i bisogni domestici o per bere, la torre dell'acqua viene utilizzata come impianto di filtrazione.
I filtri grossolani sono integrati nel sistema di tubazioni di alimentazione, che intrappolano metalli pesanti, ossidi di ferro e piombo, sabbia e altri inquinanti. Nella vasca il focolare si deposita e diventa ancora più pulito. Il sistema di cartucce di pulizia installate sulla rete idrica di alimentazione può purificare l'acqua dai batteri patogeni, erogando aal consumatore un prodotto perfettamente puro.
La creazione di un approvvigionamento idrico di emergenza, che può essere utilizzato in caso di guasto alla rete idrica o di incendio, è un' altra funzione aggiuntiva della torre dell'acqua.
Lavori della torre con autopompa
Il principio di funzionamento di una torre idrica con una pompa automatica non è praticamente diverso dallo schema di lavoro da noi descritto in precedenza. L'unica eccezione è il fatto che in un tale sistema non esiste una stazione di pompaggio in quanto tale. La sua funzione è svolta da una pompa elettrica compatta.
Quando il livello dell'acqua nel serbatoio scende al di sotto del valore di soglia, il sistema di automazione invia un segnale e la pompa inizia a pompare acqua nel serbatoio. Una volta che il serbatoio è pieno, attendere che il livello del liquido scenda di nuovo.
Tali sistemi sono usati più spesso in aree private e suburbane. Un galleggiante funge da indicatore del livello del liquido, che, cadendo quasi fino in fondo, chiude i contatti e dà un segnale al relè, altrimenti controlla già il funzionamento della pompa.
Definizione delle caratteristiche
Affinché il sistema possa svolgere correttamente i suoi compiti, è necessario che l' altezza della torre dell'acqua sia maggiore dell' altezza di qualsiasi altra struttura servita. Ecco perché spesso si possono vedere serbatoi d'acqua sui tetti di edifici a più piani (soprattutto nei film americani). Se questa condizione non è soddisfatta, è possibile il ristagno di acqua nel serbatoio.
Un altro parametro importante di una torre dell'acqua è il volume del serbatoio di lavoro. Questo indicatore è determinato dal diagramma di flussoacqua da parte dei consumatori. Di solito la dimensione del contenitore è selezionata in modo che il liquido accumulato sia sufficiente per l'uso durante il giorno. In questo caso, la pompa si accenderà solo di notte, riducendo il carico sulla rete elettrica.
Caratteristiche del design della fondazione
L' altezza della torre e il volume del serbatoio influiscono direttamente sul costo della torre. E non stiamo parlando tanto del costo della struttura portante e del serbatoio, ma del prezzo della fondazione. Prima di scegliere il tipo e la profondità della fondazione si calcola non solo il carico statico, ma anche quello dinamico - durante il riempimento della vasca possono verificarsi vibrazioni che sbilanciano la struttura.
La stabilità viene calcolata anche tenendo conto dell'influenza del carico del vento. Più alta è la torre, più devierà dal piano verticale in caso di vento forte e rafficato. Oscillando, la torre inizierà a "disturbare" l'acqua, appariranno onde che aumenteranno più volte la pressione consentita della torre dell'acqua sulla base. Di conseguenza, la struttura crollerà.
Pertanto, quando installi anche una casa di campagna, non trascurare l'aiuto di professionisti. Spendendo denaro ora, puoi stare tranquillo sull'affidabilità e le prestazioni della tua torre dell'acqua in futuro.
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