Давление воды в водопроводе: Как повысить давление воды в водопроводе — Блог Яндекс.Услуги

Как увеличить давление воды в частном доме, улучшить напор Vodatyt

Зачастую, перед многими владельцами загородного жилья встаёт вопрос — как увеличить давление воды в частном доме. Причин для слабого давления в трубопроводной сети бывает множество, но все они приводят к значительному дискомфорту. Невозможно нормально принять душ, постирать бельё, а подчас и просто помыть посуду. В большинстве ситуаций решить такую проблему можно самостоятельно, не обращаясь за помощью к слесарю-сантехнику. Но для этого, изначально, следует разобраться, по какой причине может снизиться давление в водопроводной сети.

Содержание

1. Причины низкого давления воды в домашнем водопроводе
2. Причины понижения давления в водопроводе
3. Нормы давления в централизованном водопроводе
4. Что проверить в первую очередь
5. Искусственное увеличение давления в водопроводной системе
6. Включение в контур дополнительного насоса
7. На что обратить внимание при выборе насоса
8. Частичная переделка системы водоснабжения
9. Установка гидроаккумулятора
10. Вывод по теме

Причины низкого давления воды в домашнем водопроводе

Если ваш дом снабжается водой от централизованной магистрали, то, не стоит первоначально искать причину сниженного напора в домашней системе.

Поинтересуйтесь у соседей, как у них обстоят дела с давлением воды. Если она также снижено, значит, причина кроется в недостаточном давлении в магистральном трубопроводе. Претензии в такое ситуации следует предъявлять непосредственно ресурсоснабжающей организации, или в местное жилищно-коммунальное хозяйство.

Самостоятельно пытаться «разобраться» с магистральными трубопроводами не стоит, даже если у вас имеется соответствующее профессиональное образование. Такими полномочиями обладают исключительно работники обслуживающих организаций.

Если же у ваших соседей всё в порядке с напором, либо ваше жильё имеет автономное водоснабжение, следует внимательно обследоваться собственную трубопроводную систему.

Причины понижения давления в водопроводе

• Снижение внутреннего диаметра водопроводных труб из-за отложения на стенках минеральных солей и ржавчины. Подобной «болезнью» особенно страдают трубы из чёрной стали и, в несколько меньшей степени, чугуна. Шершавая внутренняя поверхность, а также склонность к коррозионным образованиям способствуют к достаточно быстрому зарастанию внутренних просветов, особенно на поворотах трубопровода, в местах уменьшения его диаметра. Пластиковые трубы практически не доставляют хлопот в этом смысле – их гладкие стенки не дают минеральным солям зацепиться.
• Засорение фильтра грубой очистки. Обычно он располагается на входе питающего трубопровода в дом, и предназначается для улавливания частиц песка и глинистой взвеси, попадающей в водопровод вместе с током воды из скважины.

• Если в вашей внутридомовой водопроводной системе также установлен фильтр тонкой очистки, причина падения давления может быть также в его засорении.
• Помимо водопроводных труб зарастать минеральными отложениями и ржавчиной может дополнительное сантехническое оборудование – краны, смесители, тройники и т.д. Очистив их от налёта, можно восстановить объём проходящих сквозь них воды.
• Уменьшение дебетового расхода водяной скважины вследствие падения уровня воды.
• Аварийные утечки воды из-за нарушения целостности водопровода.

Нормы давления в централизованном водопроводе

Определить водопроводное давление на выходе можно, присоединив к крану-смесителю при помощи резинового шланга обычный водяной манометр.

Показатели напора воды центрального водопровода регламентируются строительно-эксплуатационными нормативами.

Измеряться давление может в трёх единицах:

• Бар.
• Атмосфера.
• Кгс/см2
• МПа.

Между собой эти единицы соотносятся примерно так: 10 бар = 9,8 атм. = 1 МПа = 1Кгс/кв.см. Давление в 10 бар эквивалентно давлению водяного столба высотой 10м.

Согласно нормативам, минимально допустимое давление централизованного водоснабжения на входе в многоэтажный дом, должно равняться 4 бар. В этом случае будет обеспечен нормальный напор даже на верхних этажах здания. Для частного дома этот норматив меньше.

Определяя допустимый напор воды в частном доме, следует учитывать такой фактор, как технические характеристики подключённых к водопроводу сантехнических и бытовых приборов:

• Автоматическая стиральная машина будет функционировать при напоре, не меньшем, чем 2 атмосферы.
• Посудомоечная машина также требует минимального напора в системе не менее 2 атм.
• Если у вас в ванной установлена джакузи, либо душ-массажёр, то для них потребуется порядка 4 атмосфер водяного давления.
• Для обычного душа, кранов-смесителей установлен рабочий норматив в 2 атмосферы.
• Если вы используете домашний водопровод также для полива грядок, клумб и придомовых лужаек, то напор в системе должен быть не менее 4 атмосфер.

Исходя из этих показателей, и следует настраивать напор в домашнем водопроводе.

Что проверить в первую очередь

Если ваш дом оборудован насосной станцией, регулирующей работу всей водопроводной системы, следует проверить давление на выходе из неё. Проверка работоспособности насосной станции не займёт много времени — она всегда снабжается водяным манометром для автоматической регулировки включения-выключения скважинного насоса.

• Если давление на насосной станции в норме, приступаем к следующему этапу – проверке напора во всех точках внутридомовой водяной трассы. Для этого следует двигаться вдоль трубопровода, отмечая давление на разных его участках. Если ваша водопроводная система не снабжена контрольно-измерительными приборами, то следует подключать переносной манометр в точках водоразбора (смесителях, спускных кранах). Определив отрезок, на котором происходит падение давления, гораздо проще узнать его причину. Это либо засорение труб, или зарастание их отложениями, либо неисправность водозапорных кранов. Устраняется подобная неисправность специальной чисткой трубы или заменой участка водопровода, сантехнического оборудования.
• Если в домовой системе установлены фильтры грубой или тонкой очистки, обязательно проверьте их на предмет проходимости. Забитые мелким механическим мусором и взвесями, фильтры перестают пропускать воду в нужном объёме. Для этого фильтры грубой очистки снимаются, промываются, очищаются от накопившейся грязи и устанавливаются на место. Контроль состояния фильтра тонкой очистки необходимо производить, если установленная в вашем доме модель не имеет функции самоочищения.
• Целесообразно произвести ревизию смесителей. Очень часто, из-за повышенной минерализации воды в системе, краны и лейки душевых изнутри зарастают минеральными отложениями. Такой же напасти часто подвергаются внутренние механизмы водяных кранов. Такие сантехнические приборы следует тщательно прочистить, либо вовсе заменить их.

Искусственное увеличение давления в водопроводной системе

Если, после проведённой ревизии трубопроводной системы, не было обнаружено никаких неисправностей, можно попытаться увеличить напор в сети при помощи монтажа дополнительных водных насосов.

Искусственно увеличить давление в водопроводном контуре можно несколькими способами:

• Установление в водопроводной системе дополнительного сетевого насоса.
• Монтаж водонапорной станции и накопительной ёмкости.
• Установка в насосной станции в комплекте с баком-гидроаккумулятором.

Включение в контур дополнительного насоса

Установка в водяной контур дополнительного водонапорного оборудования позволяет увеличить объём воды, подаваемой к точкам раздачи воды. Установка дополнительного сетевого насоса позволяет повысить напор на 1-2 атм.

Если же показатели давления в сети чересчур малы, и увеличить подачу воды в сеть не представляется возможным, рекомендуется установить индивидуальную насосную станцию с накопительным баком. Слишком низкое давление делает невозможной работу большинства сантехнических приборов и бытового оборудования, сопряжённого с водопроводом. За то время, пока жильцы не пользуются водопроводом, в накопительном баке аккумулируется достаточный объём воды.

При необходимости, вода подаётся из накопителя в систему при помощи насосной станции, которая создаёт нужный показатель давления для бесперебойного функционирования бытовой техники. Минус такого метода – при опустошении накопительного бака придётся делать перерыв, и ждать, когда он вновь заполнится.

На что обратить внимание при выборе насоса

При выборе насосного оборудования следует обратить внимание на его рабочие параметры:

• Производительность оборудования – характеризуется подачей определённого объёма воды в литрах за минуту.
• Высота напора, в метрах.
• Выдаваемая мощность, в ваттах.

Подбирая насос, нужно учитывать средний расход воды в доме. Он зависти от количества жильцов, числа точек раздачи воды и этажности постройки.

Слишком слабый насос не сможет решить проблемы с низким давлением, а чересчур мощный может привести к преждевременному выходу из строя водопроводного оборудования – разрыву стыков труб, выдавливанию уплотнительных прокладок и т.д.

Если вы не уверены в правильности своих расчётов, рекомендуется обратиться с этим вопросом к инженерам-сантехникам.

Частичная переделка системы водоснабжения

Иногда причиной недостаточного давления бывает неправильно собранная трубопроводная сеть. Чаще всего такое бывает, если система собрана самостоятельно жильцами-непрофессионалами, без консультации со специалистом. При этом возможно занижение необходимых параметров труб, когда из-за малого диаметра пропускная способность водопровода недостаточна для нормального обеспечения водой всего дома. Замена слишком тонких труб позволит увеличить напор в водопроводной сети до приемлемых показателей.

Установка гидроаккумулятора

Неплохой альтернативой открытому накопителю с насосной станцией может стать установка в доме гидроаккумулятора, он же гидробак. Функции его примерно такие же – накопление и подача в сеть воды. Однако, давление в нём создаётся не за счёт сетевого насоса, а за счёт силы упругости внутренней диафрагмы и сжимаемого ей воздуха. Принцип действия его таков:

1. На приборе выставляется нижнее и верхнее значение давления. При нижнем показателе давления автоматика включает скважинный насос, и бак заполняется водой. При этом мембрана растягивается, давление в гидроаккумуляторе растёт.
2. Когда давление достигнет определённого верхнего уровня, насос автоматически выключается, а вода под напором подаётся в сеть.
3. По мере расходования воды, давление в сети падает, и когда оно доходит до нижнего установленного значения, автоматика гидроаккумулятора вновь включает в работу скважинный насос.

Вывод по теме

Как видим, причин, вследствие которых уменьшается давление в водопроводной сети частного дома, бывает множество. И лишь правильно определяя неполадку, можно увеличить напор в системе до нормативных показателей.

В большинстве случаев сделать ремонт или модернизацию реально выполнить своими руками. Если же вам не удалось это сделать самостоятельно, либо объём ремонтных работ слишком велик, есть смысл обратиться к профессиональным сантехникам.

Способы увеличить давление воды в доме

Причин снижения напора в трубе несколько – сужение ее диаметра условного прохода из-за отложений на стенках, увеличение количества потребителей, износ оборудования, протечки и ряд других. И все они создают массу неудобств, связанных с перебоями в работе некоторых образцов бытовой техники (а то и срабатыванием автоматики защиты), невозможностью принять душ, организовать полив территории и так далее. Добиваться от коммунальщиков устранения данной проблемы, учитывая их нерасторопность, можно месяцами. Следовательно, решение параллельно самому принять меры по повышению давления, но не во всей магистрали, а лишь в собственном доме, вполне логично и реализуемо. Конечно, если знать, как это сделать.

1. Установка насоса (дополнительного)

По той роли, которую они играют в схеме водоснабжения, их называют подпорными, дожимающими, проточными. Основное назначение такого перекачивающего устройства – повысить давление в системе. Оно устанавливается, как правило, на центральной «нитке», подающей в дом воду. В ряде случаев – на входе отдельных бытовых приборов, для которых в паспорте оговорен предельный минимум по напору в подводящей трубе. Как примеры – колонка газовая, некоторые модели стиральных и посудомоечных машинок.

Что учесть

• Использование дожимного насоса позволяет поднять давление в трубе до 2 бар, не более.
• Некоторая инерционность устройства. При снижении напора оно его повысит с задержкой в несколько секунд.
• Дожимающий насос не является универсальным решением проблемы. Ряд модификаций машин стиральных, посудомоечных, проточных водонагревателей в такой системе работать не смогут. Причина – в их клапанах на входе, которые при скачках давления периодически станут закрываться/открываться.

Подробнее о насосах, которые могут использоваться в качестве проточных устройств, их характеристиках и стоимости можно узнать на этой странице.

2. Включение в схему гидроаккумулятора

Эти компактные резервуары в системах водоснабжения используются повсеместно. Об их устройстве, о том, какие они решают задачи, подробно изложено в этой статье. Достаточно отметить, что основная функция ГА – стабилизация давления в трубах. Поэтому его падение на входе никак не отразиться на работе бытовых приборов и напоре воды из крана.

3. Накопительная емкость

В случаях, когда объем поступающей воды снижается (причины этого – вопрос отдельный), или на время ее подача прекращается полностью, рациональное решение поддержания давления на уровне. В данном случае нехватка жидкости в трубе компенсируется ее запасом в накопительном баке. С некоторыми моделями и ценами на них можно познакомиться по этой ссылке.

4. Насосная станция

Если речь идет о монтаже системы водопровода в строящемся доме или о реконструкции (капитальном ремонте) схемы, то такие установки – неплохое решение проблемы. В отличие от насоса станция представляет собой «комплект», в который входит гидроаккумулятор и вся необходимая автоматика.

Более полная информация о таких устройствах и стоимости образцов – здесь.

Получается, что устранить проблему падения давления в системе водопровода можно несколькими способами. Каждый из них по-своему эффективен, но лишь при условии, если «диагноз» снижения напора поставлен правильный.

Дело в том, что это вызывается двумя основными причинами – нехваткой жидкости в «источнике» (как пример, изменение дебита скважины), или же когда ее достаточно, но насосная группа (в той же водонапорной башне) не справляется с нагрузкой. В принципе, разобраться в этом в большинстве случаев можно и самостоятельно. Трудности возникнут потом.

• Какой тип и модель насоса выбрать? Где его установить, как правильно подключить к автоматике? Ее грамотная регулировка с учетом характеристик дожимного устройства и особенностей схемы водопровода также представляет определенную сложность. Только по этому пункту вопросов возникает масса.
• Гидроаккумулятор. Просто купить бак – как правило, деньги на ветер. Более того, если он большего, чем требуется, размеров, возникнет масса проблем. О них и возможных последствиях хорошо рассказывается здесь.

То же касается и насосной станции, накопительного резервуара – на какие характеристики изделий ориентироваться, где для них выбрать место в доме, как грамотно включить в схему?

Вывод – для решения проблемы недостаточного напора воды нужны точные инженерные расчеты. И здесь без услуг профессионала не обойтись. Практика показывает, что попытки самостоятельно повысить давление в трубе зачастую приводят к тому, что деньги и время потрачены, а эффект намного ниже ожидаемого.

«АЛЬФАТЕП» всегда готова оказать помощь собственникам частных строений, расположенных в Подмосковье, в плане организации водоснабжения и устранения возникших «дефектов» системы. Нужно лишь обратиться за консультацией к ее сотрудникам (номер контактного телефона 8 (499) 643-48-05, и они, после уточнения ряда деталей, дадут дельный совет. Но помощь не ограничивается только дистанционным консультированием. На складах компании есть все необходимое, а в штате – профильные специалисты. По желанию клиента мастера сами доставят нужное оборудование на место, скорректируют схему, произведут монтаж и опробование системы в работе.

Объяснение потока и давления в трубах. Практическая инженерия

Во всех трубах, по которым проходят жидкости, возникают потери давления, вызванные трением и турбулентностью потока. Он затрагивает, казалось бы, простые вещи, такие как сантехника в вашем доме, вплоть до проектирования массивных, гораздо более сложных трубопроводов большой протяженности. Я говорил о многих проблемах, с которыми сталкиваются инженеры при проектировании трубопроводных систем, включая гидравлический удар, вовлечение воздуха и силы тяги. Но я никогда не говорил о факторах, влияющих на реальное количество жидкости, протекающей по трубе, и о давлениях, при которых это происходит. Итак, сегодня мы собираемся немного повеселиться, протестировать несколько различных конфигураций трубопроводов и посмотреть, насколько хорошо инженерные уравнения могут предсказывать давление и расход. Надеюсь, даже если вы не собираетесь использовать уравнения, вы получите некоторую интуицию, прочитав, как они работают в реальной ситуации. Сегодня мы говорим о гидравлике закрытых трубопроводов и падении давления в трубах.

Я люблю инженерные аналогии, и в данном случае между электрическими цепями и жидкостями в трубах есть много общего. Подобно тому, как все обычные проводники имеют некоторое сопротивление потоку тока, все трубы оказывают некоторое сопротивление потоку жидкости внутри, обычно в виде трения и турбулентности. На самом деле, это прекрасная аналогия, потому что сопротивление проводника зависит как от площади поперечного сечения, так и от длины проводника: чем больше и короче провод, тем меньше сопротивление. То же самое и с трубами, но причины немного другие. Скорость жидкости в трубе зависит от скорости потока и площади трубы. Учитывая скорость потока, большая труба будет иметь меньшую скорость, а маленькая труба будет иметь более высокую скорость. Эта концепция имеет решающее значение для понимания гидравлики конструкции трубопровода, поскольку трение и турбулентность в основном являются результатом скорости потока.

В своем видео я построил демонстрацию, которая должна помочь нам увидеть это на практике. Это коллектор для проверки различных конфигураций труб и наблюдения за их влиянием на поток и давление жидкости внутри. Он подключен к моему обычному крану слева. Вода проходит через расходомер и клапан, мимо нескольких манометров, через соответствующую трубу для отбора проб и, наконец, через насадку для душа. Я выбрал насадку для душа, так как для многих из нас это наиболее ощутимая и непосредственная связь с проблемами в сантехнике. Вероятно, это один из самых важных факторов, определяющих разницу между хорошим душем и плохим. Не волнуйтесь, вся эта вода будет отдана моим растениям, которые в ней нуждаются прямо сейчас.

Я использовал эти прозрачные трубы, потому что они выглядят круто, но внутри особо не на что смотреть. Вся необходимая нам информация будет отображаться на датчиках (при условии, что я каждый раз стравливаю весь воздух из линий). Первый измеряет расход в галлонах в минуту, второй измеряет давление в трубе в фунтах на квадратный дюйм, а третий измеряет разницу давлений до и после образца (также называемую потерей напора) в дюймах. воды. Другими словами, этот манометр измеряет, сколько давления теряется из-за трения и турбулентности в образце — это то, за чем нужно следить. Проще говоря, это говорит о том, насколько вы должны открыть клапан, чтобы достичь определенной скорости потока. Я знаю, что люди, занимающиеся метрикой, хихикают над этими единицами измерения. В этом видео я собираюсь нарушить свое правило о предоставлении обеих систем измерения, потому что эти значения в любом случае являются просто примерами. Это просто приятные круглые числа, которые легко сравнить с реальным приложением вне демоверсии. Если хотите, замените свои предпочтительные единицы, потому что это не повлияет на выводы.

Инженеры используют несколько методов для оценки потерь энергии в водопроводных трубах, но одним из самых простых является уравнение Хазена-Вильямса. Его можно изменить несколькими способами, но этот способ удобен, потому что в нем есть переменные, которые мы можем измерить. В нем говорится, что потеря напора (другими словами, падение давления от одного конца трубы к другому) является функцией скорости потока, а также диаметра, длины и шероховатости трубы. Теперь — это много переменных, поэтому давайте попробуем пример, чтобы показать, как это работает. Во-первых, мы исследуем влияние длины трубы на потери напора. Я начинаю с короткого отрезка трубы в коллекторе и тестирую все при трех скоростях потока: 0,3, 0,6 и 0,9.галлонов в минуту (или галлонов в минуту).

При 0,3 галлона в минуту мы видим, что перепад давления в трубе практически незначителен, чуть менее половины дюйма. При 0,6 гал/мин потеря напора составляет около дюйма. А при расходе 0,9 галлона в минуту потеря напора составляет чуть более 3 дюймов. Сейчас меняю образец на гораздо более длинную трубу того же диаметра. В данном случае это в 20 раз больше, чем в предыдущем примере. Длина имеет показатель степени 1 в уравнении Хазена-Вильямса, поэтому мы знаем, что если мы удвоим длину, мы должны получить двойную потерю напора. И если мы умножим длину на 20, мы увидим, что падение давления также увеличится в 20 раз. И действительно, при скорости потока 0,3 галлона в минуту мы видим падение давления на трубе диаметром 7,5 дюймов, примерно в 20 раз по сравнению с короткой трубой. 4,3, что составляет лишь малую долю от потерь, измеренных с исходным образцом. Давайте посмотрим, так ли это. При 0,3 галлона в минуту падение давления в основном незначительно, как и в прошлый раз. На 0,6 и 0,9галлонов в минуту, падение давления практически такое же, как и исходное. Очевидно, что потеря напора связана не только со свойствами самой трубы, и, возможно, вы уже уловили это. В уравнении Хейзена-Вильямса есть что-то бросающееся в глаза. Он оценивает трение в трубе, но не включает трение и турбулентность, возникающую при резких изменениях направления или расширении и сжатии потока. Их называют малыми потерями, потому что для длинных труб они обычно незначительны. Но в некоторых ситуациях, таких как сантехника в зданиях или моя небольшая демонстрация здесь, они могут быстро складываться.

Каждый раз, когда жидкость делает резкий поворот (например, вокруг локтя), расширяется или сжимается (например, через эти быстроразъемные фитинги), она испытывает дополнительную турбулентность, что создает дополнительную потерю давления. Думайте об этом, как будто вы идете по коридору с поворотом. Вы предвидите поворот и соответствующим образом корректируете свой путь. Воды нет, поэтому она должна врезаться в борт, а затем изменить направление. И на самом деле есть формула для этих незначительных потерь. В нем говорится, что они являются функцией квадрата скорости жидкости и коэффициента k, который был измерен в ходе лабораторных испытаний для любого количества изгибов, расширений и сжатий. В качестве еще одного примера этого, вот образец трубы с четырьмя 9Изгибы 0 градусов. Если бы вы просто рассчитывали потери давления от потока в трубе, вы бы ожидали, что они будут незначительными. Короткая гладкая труба соответствующего диаметра. Реальность такова, что при каждом расходе, испытанном в исходном образце прямой трубы, этот имеет примерно двойную потерю напора, достигая максимального перепада давления почти 6 дюймов при 0,9 галлона в минуту. Инженеры должны включить «незначительные» потери в расчетные потери на трение внутри трубы, чтобы оценить общую потерю напора. В моей демонстрации здесь, за исключением 20-футовой трубы, большая часть перепада давления между двумя точками измерения вызвана незначительными потерями через различные фитинги в коллекторе. Вот почему в этом примере падение давления практически такое же, как и в оригинале. Несмотря на то, что труба намного больше в диаметре, расширение и сжатие, необходимые для перехода на эту большую трубу, компенсируют разницу.

Одно пояснение к этой демонстрации, которое я хочу сделать: я регулировал этот клапан каждый раз, чтобы поддерживать постоянную скорость потока в каждом примере, чтобы мы могли провести объективное сравнение. Но мы не так принимаем душ или пользуемся кранами. Может быть, вы делаете это по-другому, но я просто поворачиваю вентиль до упора. Результирующий расход зависит от давления в кране и конфигурации трубопровода на пути. Больше давления или меньшее трение и турбулентность в трубах и фитингах даст больший поток (и наоборот).

Итак, давайте свяжем все эти новые знания с примером конвейера. Вместо того, чтобы просто знать общее падение давления от одного конца до другого, инженеры предпочитают постоянно измерять давление вдоль трубы. Это называется линией гидравлического уклона, и удобно, что она представляет собой высоту, на которую поднялась бы вода, если бы вы вставили вертикальную трубу в основную трубу. С гидравлической нивелирной линией очень легко увидеть, как теряется давление из-за трения трубы. Изменение расхода или диаметра трубы изменяет наклон линии гидравлического уклона. Также легко увидеть, как фитинги создают незначительные потери в трубе. Этот тип диаграммы выгоден во многих отношениях. Например, вы можете наложить номинальное давление трубы и посмотреть, превышаете ли вы его. Вы также можете увидеть, где вам могут понадобиться дожимные насосные станции на длинных трубопроводах. Наконец, вы можете визуализировать, как изменения в конструкции, такие как размер трубы, скорость потока или длина, влияют на гидравлику на этом пути.

Трение в трубах? Не обязательно самое увлекательное гидравлическое явление. Но большая часть инженеров идет на компромиссы, обычно между стоимостью и производительностью. Вот почему так полезно понимать, как изменение дизайна может склонить чашу весов. Такие формулы, как формула Хазена-Вильямса и уравнения малых потерь, столь же полезны для инженеров, проектирующих трубопроводы, по которым огромные объемы жидкости поступают к домовладельцам, чинящим водопровод в своих домах. Интуитивно понятно, что уменьшение длины трубы, увеличение ее диаметра или уменьшение количества изгибов и фитингов гарантирует, что большее давление жидкости дойдет до конца линии. Но инженеры не могут полагаться только на интуицию. Эти уравнения помогают нам понять, какого улучшения можно ожидать, не выходя в гараж и не тестируя его, как это сделал я. Трубопроводные системы важны для нас, поэтому очень важно, чтобы мы могли спроектировать их так, чтобы они пропускали нужное количество потока без слишком большого падения давления от одного конца к другому.

Предотвращение разрывов труб с помощью управления давлением

by Roger Lah

Управление давлением уже много лет используется во многих частях мира в качестве метода экономии воды. Предпосылка, лежащая в основе этого подхода к управлению трубопроводом, заключается в том, что снижение давления в системе в периоды низкого потребления предотвратит разрывы, сведет к минимуму фоновые утечки и даже уменьшит чрезмерное использование.

Серьезные исследования природы и масштабов утечек в трубопроводных системах выявили удивительно высокие потери в большинстве систем и подтверждают концепцию управления давлением как способа продления срока службы трубопровода. Исследователи только недавно обнаружили новую информацию о снижении частоты разрывов труб в результате использования управления давлением.

Усовершенствованный клапан управления давлением (PMV) Cla-Val серии 98 представляет собой клапан с гидравлическим приводом, который автоматически регулирует давление в трубопроводе в зависимости от требований системы. Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Фактически, недавние исследования доказали, что простое снижение давления в условиях низкой потребности, особенно ночью, может иметь существенное значение. В некоторых случаях частота разрывов труб сократилась более чем на 50%, а утечка уменьшилась на столько же или даже больше, чем процент снижения давления.

В недавней статье два авторитета в области давления, Джулиан Торнтон и Алан Ламберт, обнаружили, что «снижение частоты новых разрывов оказалось значительным, обычно в пределах от 25% до 90% и в среднем около 50%».

Копию документа можно найти здесь: http://www.leakssuite.com/Documents/Papers/010_JulianThorntonandAllanLambert.pdf

Предсказать снижение частоты разрывов труб было не так просто, как то, что они обнаружили в своем исследовании снижение потерь воды. Однако, когда они собрали результаты со всего мира, стало очевидно, что большинство перерывов произошло ночью, когда давление в системе было самым высоким. Это привело их к выводу, что чрезмерное давление часто является «соломинкой, которая ломает хребет верблюду».

Редукционные клапаны

Широко распространенный в водопроводной промышленности редукционный клапан (PRV) предназначен для поддержания постоянного давления на выходе. Такие клапаны обычно используются для подачи воды в определенные зоны и устанавливаются достаточно высоко, чтобы обеспечить адекватное давление во всех зонах зоны, даже при пиковых расходах. Это означает, что давление должно быть достаточно высоким, чтобы компенсировать потери на трение трубы при пиковых расходах. Использование этих клапанов может быть достаточным для снижения ненужного избыточного давления в некоторых областях, где потери на трение не особенно велики.

Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

Эти же клапаны являются основой систем управления давлением. Клапаны PRV можно использовать для автоматического снижения давления при низком расходе и повышения давления при увеличении расхода, чтобы компенсировать потери на трение в трубопроводе. В наиболее распространенном варианте используется сигнал расходомера и программируемая логика для регулировки заданного давления либо механически с помощью управляющего привода, либо с помощью камеры смещения диафрагмы. В некоторых случаях для переключения между пилотным управлением с низкой и высокой уставкой используется таймер с батарейным питанием. Все эти методы требуют некоторой формы электроэнергии, либо от местного источника питания, либо от батарей.

Недавно разработанные все гидравлические клапаны управления давлением PRV способны обнаруживать внутренние изменения потребности в расходе (без использования дифференциальных устройств производства) и автоматически корректировать заданное давление без использования электроэнергии. Это становится особенно привлекательным, когда нет питания или замена батарей в электронных устройствах нецелесообразна. Регулировки, позволяющие адаптировать реакцию клапана к потерям на трение в системе, позволяют устанавливать этот клапан в различных условиях.

В конце концов, многие водные районы могут решить выбрать как электрические, так и гидравлические альтернативы, чтобы повлиять на управление давлением в своих системах. В некоторых случаях округ может предпочесть иметь возможность удаленно изменять заданные значения давления через SCADA. С другой стороны, измерение расхода через сам клапан может стать экономичной альтернативой на удаленных участках, где электроэнергия и SCADA недоступны или нецелесообразны.

Заключение

Управление давлением является жизнеспособным вариантом в сочетании стратегий продления срока службы водной инфраструктуры. Его относительная низкая стоимость по сравнению с другими альтернативами делает его особенно привлекательным, поскольку замена устаревших подземных водопроводов является чрезвычайно дорогостоящей и сопряжена со многими препятствиями, в том числе с постоянно непопулярным повышением тарифов на воду.

Об авторе:

Роджер Ла (Roger Lah) — менеджер по продуктам для управления давлением в компании Cla-Val. Он занимается разработкой продуктов и обучением; тестирование продукции; и создание решений для заказчиков, которым нужны более эффективные средства управления давлением и потоком в их системах водораспределения. Во время ежегодной конференции и выставки AWWA (ACE08) в Атланте на Форуме информации о продуктах Ла представит 30-минутный обзор управления давлением в системах распределения воды.