Работа гидропневмоустановки переменного давления
Вначале бак заполняется воздухом под давлением, равным требуемому напору во внутренней водопроводной сети (Рmin). Затем бак заполняется водой и давление становится больше требуемого (Рmax). В этот момент реле давления отключает насос. Вода из бака поступает в сеть за счёт давления сжатого воздуха. При понижении уровня воды давление уменьшается до минимального (Рmin). Реле давления через шкаф управления отключает насос.
Потери воздуха, растворённого в воде под давлением, 1-2 раза в неделю пополняются компрессором или регулятором расхода воздуха. Для устранения потери воздуха бак делят эластичной мембраной на две части. В этом случае можно пользоваться передвижными компрессорами, отказавшись от стационарных.
Для уменьшения перепада давления в сети на подающем трубопроводе устанавливают регулятор давления «после себя». А для плавного регулирования перепадом давления применяют два или три насоса, поочерёдно включающиеся с повышением уровня воды в пневмобаке и таким же образом выключающиеся с понижением этого уровня.
Гидропневмоустановка постоянного давления
Работа гидропневмоустановки постоянного давления
Воздух закачивается в воздушный бак компрессором. Через регулятор давления воздух поступает в гидропневмобак, где поддерживается постоянное давление. Таким образом, водоразбор осуществляется под постоянным давлением.
При достижении минимального уровня воды включается насос и компрессор. Насос повышает уровень воды, а компрессор откачивает лишний воздух и подаёт его в пневмобак. Поэтому сжатие воздуха не происходит и давление в гидропневмобаке остаётся постоянным. При максимальном уровне воды и насос, и компрессор отключаются датчиком уровня.
Расчёт гидропневмоустановки переменного давления
Гидропневмоустановка работает в повторно-кратковременном режиме. В общем объёме бака объём воды на тушение пожара не предусматривается.
,
где - коэффициент запаса вместимости бака; = 1,2 – 1,3;
А – отношение абсолютных давлений: минимального к максимальному; принимается равным 0,8 для пневмоустановок с подпором в водопроводной сети перед насосными установками.
;
W – регулирующий объём воды.
,
где n – число включений насоса в течение часа; n = 6-10 при
работе насосов в автоматическом режиме.
Рmin = Hgeom + + Нf;
.
Напор насоса гидропневмоустановки.
,
где hк - потери напора в коммуникациях насосной
установки.
Остальные обозначения – в параграфе 5..3.
5.3. Насосные повысительные установки
Насосные установки предусматривают при постоянном или периодическом недостатке напора в системах водоснабжения, а так же при принудительной циркуляции в централизованных системах горячего водоснабжения.
Центробежные насосные установки не имеют недостатков, характерных для напорных баков. Не нарушается герметичность подачи воды, что обеспечивает её высокое качество. Они удобны в эксплуатации и просты при монтаже.
Однако центробежные насосы шумят и вибрируют при работе. Поэтому они, как правило, помещаются в отдельно – стоящие здания, например, в бойлерные, котельные, ЦТП. Это правило не распространяется на противопожарные насосные установки.
Центробежные насосные установки нерационально расходуют электроэнергию, особенно в ночные часы, когда высокого напора не требуется.
Схема насосной установки
Насосы обвязываются стальными трубопроводами в пределах насосных станций. Всасывающая линия за пределами ЦТП – тоже из стальных труб. Обратные клапаны устанавливаются на напорных линиях и на обводной линии. На напорной линии обратный клапан предотвращает движение воды во всасывающую линию после остановки насоса.
Насосные агрегаты устанавливают на виброизолирующих основаниях. На напорных и всасывающих линиях предусматривают установку виброизолирующих вставок из резиновых гофрированных рукавов длиной 1 м. Мероприятия по виброизоляции не предусматривают:
а) в производственных зданиях, где не требуется защита от шума;
б) в противопожарных насосных установках;
в) в ЦТП при расположении от ближайшего здания не менее 25 м.
Насосы и двигатели устанавливают на металлическую фундаментную плиту или на раму, закреплённую на кирпичном или бетонном фундаменте. Фундамент насосов возвышается над полом на 20-30 см и заглубляется на 0,5 м не менее.
Расстояние между насосами и электродвигателями – 1 м, между насосами с электродвигателями и стенами – 1 м в незаглублённых ЦТП. Расстояния между насосами и распределительными электрощитами – 2 м.
Число рабочих и резервных насосов и их компоновка выбираются согласно требованию СНИП 2.04.02 – 84* «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». При этом учитываются категории надёжности электроснабжения, приводимые в СНИП 2.04.01-85*[3, п.12.23].
Категории надёжности электроснабжения
1 категория – при расходе воды на внутреннее пожаротушение более 2,5 л/с, а также для насосной установки, перерыв в работе которой не допускается.
2 категория:
а) при расходе воды на внутреннее пожаротушение – 2,5 л/с;
б) для жилых зданий высотой 10-16 этажей при суммарном расходе воды 5 л/с;
в) для насосных установок, допускающих кратковременный перерыв в работе на время, необходимое для ручного включения резервного электропитания.
Число рабочих насосов одной группы, кроме пожарных, должно быть не менее двух. При обосновании допускается 1 рабочий насос в насосной установке второй категории.
Число резервных насосов, при числе рабочих насосов до 6:
- для 1 категории – 2 шт.;
- для 2 категории – 1 шт.
При наличии в здании систем холодного и цетрализованного горячего водоснабжения и закрытой схеме теплоснабжения, насосы устанавливают до водонагревателей. Таким образом, одна насосная установка обеспечивает водой системы холодного и горячего водоснабжения.
При давлении в наружной водопроводной сети меньше 0,05 МПа перед насосной установкой предусматривают приёмный резервуар, ёмкостью 5-10 % максимального часового расхода воды.
Производительность хозпитьевых и производственных насосных установок принимают в зависимости от наличия регулирующей ёмкости:
а) не менее максимального секундного расхода воды при отсутствии регулирующей ёмкости;
б) не менее максимального часового расхода воды при наличии водонапорного или гидропневматического бака и насосов, работающих в повторно-кратковременном режиме.
Напор хозяйственно-питьевых насосов определяют после гидравлического расчёта водопроводной сети (холодного и горячего водоснабжения) и подбора оборудования. При необходимости тушения внутреннего пожара хозяйственно-питьевые насосы должны обеспечить требуемый напор. В противном случае подбирают противопожарные насосы на суммарный хозяйственно-питьевой и противопожарный расход.
1. Напор насосов, работающих в повторно-кратковременном режиме с гидропневмобаками переменного давления.
;
;
Рmin = Hgeom + + Нf;
где - высота подъёма воды от поверхности земли
у городского водопроводного колодца до
верха гидропневмобака;
- потери напора на вводе до бака,м;
- потери напора в водомере ЦТП, м;
hк - потери напора в насосной установке, м;
Нg - гарантированный минимальный напор в
наружной сети, м;
- потери напора в сети после гидропневмобака до
диктующей точки водоразбора, м;
- потери напора в водомерах диктующего дома и
диктующей квартиры, м;
Нf - нормативный напор у диктующей водоразборной арматуры, м.
2. Напор насосов, подающих воду в напорный бак.
,
где - нормативный напор у наполнительного
поплавкового клапана, м
3. Напор насосов, работающих в схеме без регулирующей ёмкости
.