หอเก็บน้ำ : หลักการทำงาน วัตถุประสงค์ ลักษณะ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

หอเก็บน้ำเป็นการออกแบบที่เรียบง่ายที่สุดที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมการไหลของน้ำและแรงดันในระบบประปาโดยอิสระ หลักการทำงานอย่างง่ายของอ่างเก็บน้ำกำหนดการใช้งานอย่างแพร่หลาย

ประเภทหอเก็บน้ำ

การออกแบบดังกล่าวถูกใช้โดยมนุษย์มาหลายศตวรรษแล้ว ความนิยมสูงสุดของพวกเขาตกอยู่ที่ปลายศตวรรษที่ 19 - ครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ในเวลานั้นใช้ในคลังน้ำมันและสถานีบริการรถจักรไอน้ำ ตั้งแต่นั้นมา สิ่งเหล่านี้ได้สูญเสียความสำคัญไป แต่ยังคงใช้อยู่ ตัวอย่างเช่น สำหรับการจ่ายน้ำอัตโนมัติไปยังเขตชานเมืองหรือสถานประกอบการอุตสาหกรรม

หอคอยเก็บน้ำแห่งแรกสร้างด้วยอิฐสีแดงเป็นหลัก ส่วนใหญ่ใช้ไม้น้อยกว่า จากนั้นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กก็ปรากฏขึ้น ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ Rozhnovsky เสนอการออกแบบของเขาจากแผ่นเหล็ก

หอคอยของโรจนอฟสกีดูคล้ายกับระเบิดมือที่มีด้ามจับมาก เส้นผ่านศูนย์กลางของฐานของหอเก็บน้ำน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของถัง 1.5-2 เท่าข้อดีของการออกแบบนี้คือความเร็วในการประกอบสูง (กระบอกสูบกลวงเชื่อมจากแผ่นเหล็ก) และติดตั้งง่ายบนไซต์งาน รวมทั้งน้ำหนักเบาด้วย

ตอนนี้สำหรับการจ่ายน้ำ ส่วนใหญ่มักจะติดตั้งแท็งก์แบบแยกส่วนในรูปแบบของถังโลหะเชิงปริมาตร ใช้เสาเหล็กหรือคอนกรีตเสริมเหล็กเป็นฐานรองรับ

หลักการของหอเก็บน้ำ

การทำงานของหอเก็บน้ำคงเป็นไปไม่ได้ ถ้าไม่ใช่เพราะปรากฏการณ์ของการทำให้เท่าเทียมกันของแรงดันในภาชนะสื่อสารหรือสมดุลอุทกสถิต ภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง น้ำในถังจะถ่ายเทของเหลวออกจากท่อจนกว่าแรงดันในถังจะเท่ากับแรงดันในระบบท่อ นี่เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของหอเก็บน้ำก่อนการมาถึงของปั๊มไฟฟ้า

กับการมาถึงของปั๊มไฟฟ้า รูปแบบการทำงานของมันเปลี่ยนไปบ้าง ถ้าก่อนหน้านี้เป็นแหล่งน้ำหลักในระบบ ตอนนี้พวกเขาเริ่มมีบทบาทในการสำรอง สถานีสูบน้ำทำหน้าที่เป็น "ผู้จัดหา" น้ำ ซึ่งจ่ายแรงดันผ่านระบบท่อไปยังผู้บริโภคโดยตรง

ในขณะเดียวกันปั๊มก็สูบน้ำเข้าไปในถังของหอคอยจนเต็มหรือทำงานอัตโนมัติ ในขณะที่ปริมาณการใช้น้ำสูงสุดและสถานีสูบน้ำไม่สามารถรับมือกับงานได้วาล์วถังจะเปิดขึ้นและน้ำเริ่มไหลเข้าสู่ระบบจากแหล่งสำรอง สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าสถานีจ่ายน้ำจะเริ่มปฏิบัติหน้าที่อีกครั้ง หลังจากวนซ้ำทั้งรอบ

องค์ประกอบหอเก็บน้ำ

โดยไม่คำนึงถึงประเภทและหลักการทำงาน อ่างเก็บน้ำประกอบด้วย 5-6 ยูนิต จำนวนขององค์ประกอบอาจแตกต่างกันอย่างมากและถูกกำหนดโดยวัตถุประสงค์ของโรงงาน ที่ตั้ง ความห่างไกลของแหล่งที่มาหลัก คุณภาพน้ำ และเกณฑ์อื่นๆ

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง แต่ละหอคอยประกอบด้วย:

1. ถัง - เหล็ก คอนกรีตเสริมเหล็ก หรือถังพลาสติกที่มีความจุหลายสิบถึงหลายพันลูกบาศก์เมตร
2. รองรับ - โครงหรือโครงสร้างเสาหินที่ทำด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก คานเหล็ก หรืออิฐสีแดงที่มีความสูงไม่เกิน 25-30 เมตร ต้องรักษาระดับถังให้อยู่เหนือระดับผู้บริโภคแต่ละคน
3. น้ำประปาแนวตั้ง - ท่อจ่ายน้ำที่มาจากต้นทางและทางออก มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 200 ม. ซึ่งวางอยู่บนระบบน้ำประปา
4. ช่องระบายอากาศ - ในรูปของหอเก็บน้ำมีลูกศรแสดงอยู่ จำเป็นต้องรักษาปริมาณอากาศในถังและป้องกันน้ำนิ่ง
5. สถานีสูบน้ำพร้อมระบบควบคุมเป็นโครงสร้างแยก ปกติจะตั้งอยู่เหนือต้นทาง

ระบบกรองน้ำที่มีระดับการทำน้ำให้บริสุทธิ์หลายระดับสามารถนำมาใช้ในการออกแบบหอเก็บน้ำได้ เช่นเดียวกับหน่วยอัตโนมัติเพื่อควบคุมระดับของเหลวและป้องกันไม่ให้ตกลงไปที่ค่าวิกฤต

หน้าที่หลักของอ่างเก็บน้ำ

จากหลักการทำงานของหอเก็บน้ำตามหน้าที่หลัก -การจัดตำแหน่งตารางการทำงานของสถานีสูบน้ำ ลองนึกภาพสถานการณ์ที่เครื่องสูบน้ำจ่ายน้ำโดยตรงโดยไม่มีจุดเชื่อมต่อในรูปแบบของหอเก็บน้ำ

เปิดปิดตามคำเรียกร้องของผู้บริโภคแต่ละคนคือทำงานอย่างโกลาหล ส่งผลให้การสึกหรอของกลไกเพิ่มขึ้น การใช้พลังงานจะไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มภาระในโรงไฟฟ้า

ส่งผลให้บริษัทบริการต้องเสียเงินค่าซ่อมแพงๆ เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น พวกเขาติดตั้งหอเก็บน้ำ

หน้าที่ที่สองคือการรักษาแรงดันในท่อ น้ำตั้งอยู่ในระดับความสูงมากภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงทำให้เกิดแรงดันในระบบ เป็นผลให้โหลดออกจากสถานีสูบน้ำ

วัตถุประสงค์เพิ่มเติม

วัตถุประสงค์และหลักการทำงานอื่นของหอเก็บน้ำมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด น้ำในแหล่งกำเนิดไม่ค่อยเป็นไปตามมาตรฐานสุขอนามัยที่กำหนดไว้ ดังนั้นหากใช้สำหรับความต้องการใช้ในบ้านหรือเพื่อดื่ม หอเก็บน้ำจะใช้เป็นโรงกรอง

ตัวกรองหยาบถูกสร้างขึ้นในระบบท่อส่งซึ่งดักจับโลหะหนัก เหล็กและตะกั่วออกไซด์ ทราย และสารมลพิษอื่นๆ ในถัง เตาจะเกาะตัวและสะอาดยิ่งขึ้น ระบบของตลับทำความสะอาดที่ติดตั้งบนการจ่ายน้ำประปาสามารถทำให้น้ำบริสุทธิ์จากแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคส่งไปยังสู่ผู้บริโภคด้วยผลิตภัณฑ์ที่บริสุทธิ์อย่างแท้จริง

การสร้างแหล่งน้ำฉุกเฉิน ซึ่งสามารถใช้ได้ในกรณีที่น้ำหลักล้มเหลวหรือไฟไหม้ เป็นหน้าที่เพิ่มเติมอีกประการหนึ่งของหอเก็บน้ำ

งานหอคอยกับปั๊มอัตโนมัติ

หลักการทำงานของหอเก็บน้ำพร้อมปั๊มอัตโนมัตินั้นแทบไม่แตกต่างจากแผนงานที่เราอธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือระบบดังกล่าวไม่มีสถานีสูบน้ำ การทำงานของปั๊มไฟฟ้าขนาดกะทัดรัด

เมื่อระดับน้ำในถังลดลงต่ำกว่าค่าเกณฑ์ ระบบอัตโนมัติจะส่งสัญญาณ และปั๊มจะเริ่มสูบน้ำเข้าไปในถัง เมื่อเต็มถังแล้วให้รอจนกว่าระดับของเหลวจะลดลงอีกครั้ง

ระบบดังกล่าวมักใช้ในพื้นที่ส่วนตัวและชานเมือง ทุ่นทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ระดับของเหลวซึ่งตกลงมาเกือบถึงด้านล่างสุดปิดหน้าสัมผัสและให้สัญญาณไปยังรีเลย์มิฉะนั้นจะควบคุมการทำงานของปั๊มอยู่แล้ว

นิยามของคุณลักษณะ

เพื่อให้ระบบทำงานได้อย่างถูกต้อง ความสูงของหอเก็บน้ำจะต้องมากกว่าความสูงของโครงสร้างบริการอื่นๆ นั่นคือเหตุผลที่มักจะเห็นถังเก็บน้ำบนหลังคาของอาคารหลายชั้น (โดยเฉพาะในภาพยนตร์อเมริกัน) หากไม่เป็นไปตามเงื่อนไข น้ำในถังอาจซบเซาได้

พารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งของหอเก็บน้ำคือปริมาตรของถังทำงาน ตัวบ่งชี้นี้ถูกกำหนดโดยแผนภูมิการไหลน้ำจากผู้บริโภค มักจะเลือกขนาดของภาชนะเพื่อให้ของเหลวที่สะสมเพียงพอสำหรับการใช้งานตลอดทั้งวัน ในกรณีนี้ ปั๊มจะเปิดเฉพาะตอนกลางคืนเท่านั้น ซึ่งจะช่วยลดภาระในโครงข่ายไฟฟ้า

คุณสมบัติการออกแบบฐานราก

ความสูงของหอคอยและปริมาตรของถังส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนของหอคอย และเรากำลังพูดถึงไม่มากเกี่ยวกับต้นทุนของโครงสร้างรองรับและอ่างเก็บน้ำ แต่เกี่ยวกับราคาของมูลนิธิ ก่อนเลือกประเภทและความลึกของฐานราก ไม่เพียงแต่การคำนวณสำหรับโหลดแบบคงที่ แต่ยังรวมถึงแบบไดนามิกด้วย - ระหว่างการเติมถัง อาจเกิดการสั่นสะท้านซึ่งจะทำให้โครงสร้างไม่สมดุล

ความเสถียรยังคำนวณโดยคำนึงถึงอิทธิพลของแรงลม ยิ่งหอคอยสูงเท่าไหร่ก็ยิ่งเบี่ยงเบนจากระนาบแนวตั้งในลมแรงและลมกระโชกแรง แกว่งหอคอยจะเริ่ม "รบกวน" น้ำคลื่นจะปรากฏขึ้นซึ่งจะเพิ่มแรงดันที่อนุญาตของหอเก็บน้ำบนฐานหลายครั้ง เป็นผลให้โครงสร้างจะยุบ

ดังนั้นในการติดตั้งแม้แต่บ้านในชนบทอย่าละเลยความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญ ด้วยการใช้จ่ายเงินตอนนี้ คุณจะวางใจได้ในความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของอ่างเก็บน้ำในอนาคต