Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Porównanie rozwiązań sterowania ciśnieniem w modelach sieci wodociągowej

Przykłady sposobów zasilania w wodę - dokończenie
Budowa modelu hydraulicznego sieci wodociągowej jest procesem wymagającym zachowania określonej procedury postępowania...
Budowa modelu hydraulicznego sieci wodociągowej jest procesem wymagającym zachowania określonej procedury postępowania...
Fot. arch. redakcji
Ciąg dalszy artykułu...

Przedstawione formuły regulują prędkość obrotową wirnika pompy, utrzymując wysokość ciśnienia w węźle w1 w granicach 54,5–55,5 m. Model ma jednak pewną bezwładność wynikającą z przyjętego kroku czasowego, co może być przyczyną wahań ciśnienia również poza przyjęte granice regulacji (rys. 10).

W praktyce mamy do czynienia z podobnym zjawiskiem związanym z czasem reakcji pompy na zmianę parametrów elektrycznych. W rozpatrywanym przykładzie zastosowanie pompy sterowanej falownikiem pozwoliło na tylko nieznaczne obniżenie kosztów pompowania do 59,0 zł na dobę, na co niewątpliwie wpływ ma zmniejszenie sprawności pompy w wyniku obniżania prędkości obrotowej wirnika.

Powszechnie stosowanym rozwiązaniem jest zabudowa przetwornika ciśnienia sterującego pracą falownika bezpośrednio na rurociągu tłocznym zestawu pompowego. Takie rozwiązanie pozwala utrzymać zadane ciśnienie na wyjściu z pompowni, ale nie chroni przed wahaniami ciśnienia na końcówkach sieci, co obrazuje wykres zmian wysokości ciśnienia w węźle w15 (rys. 11).

Obecnie wdraża się rozwiązania, w których sterowanie pracą falownika odbywa się w oparciu o pomiar ciśnienia w wybranym punkcie sieci wodociągowej. Wykorzystując model hydrauliczny, można w prosty sposób wyznaczyć położenie takiego punktu, który pozwoli na optymalną stabilizację ciśnienia w całej sieci wodociągowej. Punkt ten można nazwać hydraulicznym środkiem ciężkości sieci wodociągowej. W badanym modelu jako przykładowy punkt do sterowania pracą falownika wybrano węzeł w10.

W rozpatrywanym przykładzie można zaobserwować, że falownik utrzymuje w miarę stałe ciśnienie w węźle w10. Konsekwencją są pewne nieznaczne wahania ciśnienia na wyjściu z pompowni (węzeł w1) oraz wyraźnie mniejsze wahania ciśnienia na końcówce sieci (węzeł w10) w porównaniu do poprzedniego wariantu.

Skutecznym rozwiązaniem pozwalającym na stabilizację ciśnienia w sieci wodociągowej jest zastosowanie zbiornika retencyjnego końcowego lub centralnego.

Rys. 10. Wysokość ciśnienia w węzłach – dla przykładu z falownikiem sterowanym pomiarem ciśnienia na rurociągu tłocznym Rys. 11. Sieć wodociągowa z pomiarem ciśnienia w węźle w10 do sterowania falownikiem
Rys. 10. Wysokość ciśnienia w węzłach – dla przykładu z falownikiem sterowanym pomiarem ciśnienia na rurociągu tłocznym; arch. autora Rys. 11. Sieć wodociągowa z pomiarem ciśnienia w węźle w10 do sterowania falownikiem; arch. autora

W rozpatrywanym przykładzie przyjęto zbiornik wieżowy o średnicy 6 m i wysokości czynnej 2,6 m wyniesiony ponad teren na wysokość ok. 40 m. Wielkość zbiornika można zmniejszyć, stosując odpowiednie rozwiązania pompowni, jednak w każdym przypadku zaleca się pozostawić pewną stałą rezerwę awaryjną i pożarową. Dzięki wykorzystaniu modelu hydraulicznego można dobrać zbiornik optymalnie pod względem wielkości i wysokości położenia, czego efektem jest pełne wykorzystanie objętości czynnej oraz bilansowanie się napełnienia zbiornika w cyklu pracy (rys. 12).

Koszt budowy zbiornika, zwłaszcza w przypadku niekorzystnych uwarunkowań terenowych, może być skuteczną przeszkodą eliminującą to rozwiązanie, jednak żadne z przedstawionych wcześniej rozwiązań nie zapewnia takiej stabilizacji ciśnienia w sieci wodociągowej jak zbiornik retencyjny (rys. 13).

W węźle w1 można zaobserwować prawie płaski wykres wysokości ciśnienia, co oznacza, że pompa pracuje niemalże ze stałą wydajnością. W węźle w15 wahania ciśnienia są zbliżone do wahań poziomu napełnienia zbiornika. Koszt pompowania wody w tym wariancie wyniósł 57,8 zł/d i jest oczywiście niższy niż w wariancie pierwszym.

Rys. 12. Wysokość ciśnienia w węzłach – dla przykładu z falownikiem sterowanym pomiarem ciśnienia w węźle w10
Rys. 13. Sieć wodociągowa współpracująca ze zbiornikiem retencyjnym
Rys. 12. Wysokość ciśnienia w węzłach – dla przykładu z falownikiem sterowanym pomiarem ciśnienia w węźle w10; arch. autora Rys. 13. Sieć wodociągowa współpracująca ze zbiornikiem retencyjnym; arch. autora

Podsumowanie

Funkcje programu Epanet pozwalają na zamodelowanie sieci wodociągowej w różnych wariantach zasilania w wodę. Dużą zaletą jest możliwość porównania układów zasilania pompowego pod względem kosztów eksploatacyjnych i tym samym optymalizacji rozwiązań projektowych.

Zastosowanie układów pompowych wyposażonych w falowniki usprawnia kontrolę ciśnienia w sieci wodociągowej i jest możliwe w kilku wariantach w zależności od przeznaczenia modelu. Najlepszy efekt stabilizacji ciśnienia w sieci wodociągowej można uzyskać dzięki zastosowaniu zbiorników retencyjnych, które dodatkowo zwiększają niezawodność pracy sieci wodociągowej.

Literatura

1. Rossman L.A., EPANET 2. Users Manual, Water Supply and Water Resources Division, National Risk Management Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, Ohio, 2000.
2. Walski T.M. et al., Advanced water distribution modeling and management, Haestad Methods, Waterbury, Connecticut, 2003.

Czytaj też: Koncepcja ograniczania strat wody w sieciach wodociągowych >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   31.08.2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak osiągnąć 99% skuteczność bakteriobójczej w wentylacji » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl