Torre d'aigua: principi de funcionament, finalitat, característiques

2025 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2025-01-24 13:13

La torre d'aigua és el disseny més senzill dissenyat per a la regulació autònoma del cabal i la pressió d'aigua en el sistema de fontaneria. El principi senzill de funcionament de la torre d'aigua va determinar el seu ús generalitzat.

Tipus de torres d'aigua

Aquests dissenys han estat utilitzats per la humanitat durant diversos segles. El cim de la seva popularitat cau a finals del segle XIX, la primera meitat del segle XX. En aquella època s'utilitzaven en dipòsits i estacions per al servei de locomotores de vapor. Des d'aleshores, han perdut importància, però encara s'utilitzen, per exemple, per al subministrament d'aigua autònom a zones suburbanes o empreses industrials.

Les primeres torres d'aigua es van construir principalment amb maó vermell, menys sovint amb fusta. Després van aparèixer les estructures de formigó armat. A la segona meitat del segle XX, el científic Rozhnovsky va proposar el seu disseny a partir de làmines d'acer.

La torre de Rozhnovsky s'assembla molt a una granada amb un mànec. El diàmetre de la base de la torre d'aigua és 1,5-2 vegades menor que el diàmetre del dipòsit. Els avantatges d'aquest disseny són l' alta velocitat de muntatge (els cilindres buits es solden a partir de làmines d'acer) i la fàcil instal·lació in situ, així com un pes relativament baix.

Ara, pel que fa al subministrament d'aigua, s'instal·len més sovint dipòsits individuals en forma de dipòsits metàl·lics volumètrics. Com a suport s'utilitzen columnes d'acer o de formigó armat.

El principi de la torre d'aigua

El funcionament de la torre d'aigua seria impossible si no fos pel fenomen d'igualització de pressions en vasos comunicants, o per l'equilibri hidrostàtic. Sota la influència de la gravetat, l'aigua del dipòsit desplaça el líquid de les canonades fins que la pressió del dipòsit s'iguala a la pressió del sistema de canonades. Aquesta va ser la base per al funcionament de les torres d'aigua abans de l'arribada de les bombes elèctriques.

Amb l'arribada de les bombes elèctriques, l'esquema del seu treball ha canviat una mica. Si abans eren les principals fonts d'aigua del sistema, ara van començar a jugar el paper de reserva. Una estació de bombeig actua com a "proveïdor" d'aigua, que subministra pressió a través d'un sistema de canonades directament al consumidor.

Al mateix temps, la bomba bombeja aigua al dipòsit de la torre fins que està completament ple o l'automàtica funciona. En el moment de la càrrega màxima, quan el consum d'aigua és màxim i l'estació de bombeig no pot fer front al treball, la vàlvula del dipòsit s'obre i l'aigua comença a fluir al sistema des de la reserva. Això passa fins que l'estació de subministrament d'aigua torna a començar a fer front a les seves funcions. Despréstot el cicle es repeteix.

Elements de la torre d'aigua

Independentment del tipus i principi de funcionament, la torre d'aigua consta de 5-6 unitats. El nombre d'elements pot variar significativament i està determinat per la finalitat de la instal·lació, la seva ubicació, la distància de la font primària, la qualitat de l'aigua i altres criteris.

D'una manera o altra, cada torre conté:

1. Tanc: un dipòsit d'acer, formigó armat o plàstic amb una capacitat de diverses desenes a diversos milers de metres cúbics.
2. Suport: un marc o una estructura monolítica de formigó armat, bigues d'acer o maó vermell amb una alçada no superior a 25-30 metres. Ha de mantenir el dipòsit per sobre del nivell de cada consumidor.
3. Subministrament d'aigua vertical: una canonada de subministrament procedent de la font i la sortida, amb un diàmetre de 200 m, que es col·loca al sistema de subministrament d'aigua.
4. Escotilla de ventilació: a la foto de la torre d'aigua es mostra amb una fletxa. Cal mantenir el volum d'aire al dipòsit i evitar l'estancament de l'aigua.
5. L'estació de bombeig amb sistemes de control és una estructura separada, normalment situada a sobre de la font.

En el disseny de la torre d'aigua es pot introduir un sistema de filtratge amb diversos graus de purificació d'aigua, així com una unitat d'automatització per controlar el nivell de líquid i evitar que caigui a un valor crític..

Funcions principals de la torre d'aigua

Des del principi de funcionament de la torre d'aigua segueix la seva funció principal -alineació del calendari de treball de l'estació de bombeig. Imagineu una situació en què la bomba subministra aigua directament, sense un enllaç intermedi en forma de torre d'aigua.

A petició de cada consumidor, s'encén i s'apaga, és a dir, funciona de manera caòtica. Com a resultat, el desgast dels seus mecanismes augmenta, el consum d'energia es torna desigual, la qual cosa augmenta la càrrega de la central elèctrica.

Com a resultat, les empreses de serveis es veuen obligades a gastar diners en reparacions cares. Per evitar que tot això passi, instal·len torres d'aigua.

La segona funció és mantenir la pressió a la canonada. L'aigua situada a una alçada considerable, sota la influència de la mateixa gravetat crea la pressió necessària al sistema. Com a resultat, la càrrega s'elimina de l'estació de bombeig.

Propòsit addicional

Un altre propòsit i principi de funcionament de la torre d'aigua estan estretament relacionats. L'aigua de la font molt poques vegades compleix les normes sanitàries establertes, de manera que si s'utilitza per a necessitats domèstiques o per beure, la torre d'aigua s'utilitza com a planta de filtració.

Els filtres gruixuts estan integrats al sistema de canonades de subministrament, que atrapen metalls pesants, òxids de ferro i plom, sorra i altres contaminants. Al dipòsit, la llar s'instal·la i es torna encara més neta. El sistema de cartutxos de neteja instal·lat al subministrament d'aigua pot purificar l'aigua dels bacteris patògens, lliurant aper al consumidor un producte perfectament pur.

La creació d'un subministrament d'aigua d'emergència, que es pot utilitzar en cas d'avaria o d'incendi, és una altra funció addicional de la torre d'aigua.

Treball de la torre amb una bomba automàtica

El principi de funcionament d'una torre d'aigua amb bomba automàtica pràcticament no és diferent de l'esquema de treball que hem descrit anteriorment. L'única excepció és el fet que en aquest sistema no hi ha cap estació de bombeig com a tal. La seva funció la realitza una bomba elèctrica compacta.

Quan el nivell d'aigua al dipòsit baixa per sota del valor llindar, el sistema d'automatització envia un senyal i la bomba comença a bombejar aigua al dipòsit. Un cop el dipòsit estigui ple, espereu fins que el nivell de líquid torni a baixar.

Aquests sistemes s'utilitzen més sovint a les zones privades i suburbanes. Un flotador actua com a indicador del nivell de líquid que, caient gairebé fins al fons, tanca els contactes i dóna un senyal al relé, en cas contrari ja controla el funcionament de la bomba.

Definició de característiques

Per tal que el sistema compleixi correctament les seves funcions, és necessari que l'alçada de la torre d'aigua sigui superior a l'alçada de qualsevol altra estructura de servei. És per això que sovint es poden veure dipòsits d'aigua als terrats d'edificis de diverses plantes (sobretot a les pel·lícules americanes). Si no es compleix aquesta condició, és possible l'estancament de l'aigua al dipòsit.

Un altre paràmetre important d'una torre d'aigua és el volum del dipòsit de treball. Aquest indicador ve determinat pel diagrama de fluxaigua pels consumidors. Normalment es selecciona la mida del recipient perquè el líquid acumulat sigui suficient per utilitzar-lo durant tot el dia. En aquest cas, la bomba s'encendrà només a la nit, cosa que reduirà la càrrega a la xarxa elèctrica.

Funcions de disseny de la fundació

L'alçada de la torre i el volum del tanc afecten directament el cost de la torre. I no parlem tant del cost de l'estructura de suport i del dipòsit, sinó del preu de la fonamentació. Abans de triar el tipus i la profunditat de la fonamentació, es fa un càlcul no només per a la càrrega estàtica, sinó també per a la dinàmica: durant l'ompliment del dipòsit, es poden produir vibracions que desequilibraran l'estructura.

L'estabilitat també es calcula tenint en compte la influència de la càrrega del vent. Com més alta sigui la torre, més s'allunyarà del pla vertical amb vents forts i ratxes. Balançant, la torre començarà a "pertorbar" l'aigua, apareixeran onades que augmentaran la pressió admissible de la torre d'aigua a la base diverses vegades. Com a resultat, l'estructura es col·lapsarà.

Per tant, quan instal·leu fins i tot una casa de camp, no descuideu l'ajuda dels professionals. Si gasteu diners ara, podreu tenir tranquil·litat sobre la fiabilitat i el rendiment de la vostra torre d'aigua en el futur.