статья опубликована в журнале: Бассейн и его сотрудники, выпуск 10/2015
Мысли о резервуаре для хранения сырой воды
Обычно он ведет одинокое существование, резервуар для хранения сырой воды. Он был никому не нужен, теперь он необходим для переливного лотка. Раньше все было так просто, теперь нужно думать о том, когда серый резервуар в земле нуждается в новой воде. Иногда даже закрадывается подозрение, что он просто выпивает воду. Необходимый «выбор» вещей, которые поступают в резервуар из переливного лотка, точно не стимулирует к необузданному энтузиазму. Кажется, что все так просто: «Много (объем резервуара) помогает много!", но как это часто бывает в жизни, не все так просто. Так как большой объем стоит много денег, большой объем имеет большую поверхность и производит много потерь и, следовательно, опять стоит денег. Большой резервуар требует также много места, которое не всегда имеется. В то же время существует риск, что небольшой резервуар будет периодически переливаться, и таким образом вода будет расходоваться впустую. Интересы архитектора понятны, с одной стороны - риск, с другой стороны - гонорар.
Фотография: aqua&pools, Рейхенбах Вогтланд
Процесс вычисления в соответствии с DIN
Если следовать DIN 19643, то объем в этом резервуаре для хранения сырой воды складывается из 3 компонентов:
- VV: объем воды бассейна, вытесняемый посетителями бассейна, в м3,
- VW: объем воды волны пропуска (объем сырой (неочищенной) воды), в м3,
- VР: запас воды для промывки фильтра, в м3, VР ≥4 × AF,
Любой, кто в последних двух выпусках этой серии удивлялся многочисленным формулам, в этой статье будет доволен! То, что каждый (теоретический) посетитель бассейна вытесняет 75 литров воды из бассейна в резервуар для хранения сырой воды, это, обратившись к формуле (1) сможет понять каждый. Будут ли здесь несколько тяжеловесных американцев, авторы нам не сообщили.
Согласно DIN, на каждого человека приходится 4,5м² бассейна, не важно к какому поколению этот человек принадлежит - U10 или Ü70, таким образом, 56 человек должны быть в воде нашего бассейна, чтобы вытеснить воду 4,2м³.
Но объем потока воды выглядит очень интересно:
Для простоты рассмотрим бассейн из предыдущей статьи и произведем расчеты 25×10-метрового плавательного бассейна. Циркуляционная мощность будет составлять 110 м³/ч, а периметр бассейна = длина желоба 70м.
Правильно, остается еще VР. Хотя поверхность фильтра будет обсуждаться в следующей статье, она потребуется нам сейчас. Для краткости, мы работаем не с соленой водой, поэтому, скорость фильтрации в примере составляет 30 м/ч. Используя значения, приведенные выше:
Прошу обратить внимание всех любителей физики и математики на то, что неравные единицы я не придумал. Это соответствует принципу «так написано!"
Экзаменационная задача (будем надеяться) сдана, все в строгом соответствии с DIN 19643 рассчитано. Нам нужен резервуар c 27м³ воды в качестве нетто-массы.
Почему VW, если мы рассчитываем поток воды? Не зависит ли VW первоначально от ветра? В чем разница между бассейном открытого типа на побережье Северного моря и закрытым бассейном, расположенном в санатории и лишенном воздушного притока? Что, если использовать намывные фильтры с небольшим потреблением воды? Прежде чем лоббист почувствует себя в опасности, заметим, что другие фильтры тоже экономично используют промывочную воду. Но ясно ли в отношении к планировки здания, какое направление примет тендер на гидротехнику? На какой отметке мы установим догрузку резервуара для хранения сырой воды, на 27м³ или на половине или при нуле, незадолго перед тем, как резервуар опустеет?
На этот раз поговорим об описании функции
Не утверждая, что этот расчет не верен, мне хотелось бы обратиться к теме функции резервуара для хранения сырой воды. Итак, представим резервуар для хранения сырой воды в нашем бассейне, не определяя точный объем.
Вся установка находится в состоянии покоя, как это принято в математике, объем воды Vх сейчас случайно имеется в резервуаре. Что произойдет, если установка заработает?
Ранее пустой переливной лоток и водопроводные трубы заполняются водой, потому что они используют перепад высот для транспортировки. Теперь мы можем использовать наш расчет из двух предыдущих статей (но кто же выполнил этот расчет ...) и точно рассчитать, сколько и при каком объемном расходе находится в переливном лотке и трубах ИЛИ мы будем действовать по принципу «больше нельзя» и установим полные объемы. Для переливного лотка мы выбираем 0,04м² поперечного сечения с окружностью 70 м и получаем 2,8м³. Перепад высот еще неясен, но мы выбираем трубопровод DN200 и расстояние до резервуара 15м, то мы приходим к 2,2м³.
Фотография: aqua&pools, Neuruppin Фонтан Therme
Если установка введена в эксплуатацию, то из резервуара для хранения сырой воды исчезают максимум 5м³. Назовем это VQ. Более низкий уровень воды не может быть достигнут (если бассейн герметичен) но, конечно, уровень воды не может быть равен нулю. Но если это и так, следует сразу же проверить подвал. Таким образом, перед запуском установки в резервуаре должны быть 5м³ плюс резерв для безопасной эксплуатации насосов.
Но что, если объемный поток составляет 75% значения соответствовать этому неравенству? Где же вода? Или 50%? Или где-то между этими значениями? Само собой разумеется, можно было бы взять формулы из предыдущей статьи и произвести расчет. Если это подготовлено, это не займет много времени. Но будет проще с терпением, если система работает, вы можете легко в реальности произвести расчеты путем изменения объемного потока и протоколирования поведения. Вот хороший пример, уже со средними значениями из 5 измерений.
| wdt_ID | объемный расход | уровень воды |
|---|---|---|
| 1 | 0.00 м³/ч | 2.30 м |
| 2 | 20.00 м³/ч | 1.90 м |
| 3 | 40.00 м³/ч | 1.60 м |
| 4 | 60.00 м³/ч | 1.40 м |
| 5 | 80.00 м³/ч | 1.20 м |
| 6 | 100.00 м³/ч | 1.10 м |
| 7 | 120.00 м³/ч | 1.05 м |
| 8 | 140.00 м³/ч | 0.95 м |
| 9 | 160.00 м³/ч | 0.88 м |
| 10 | 180.00 м³/ч | 0.85 м |
В конце получается математическая функция, которая описывает зависимость уровня наполнения в резервуаре от объемного потока.
На диаграмме это выглядит следующим образом, при отображении данных:
Воспользовавшись таблицей Excel, на графике можно увидеть линии тренда. Сначала я попробовал его с экспоненциальной линией тренда (потому что я надеялся, что снова найду там ссылку на формулу DIN), но потом все же решился на красную полиномиальную линию третьей степени. Формула отображается позади и довольно хорошо переносится в управление, но об этом я напишу позже.
Как правило, насосы для сырой воды не устанавливаются под резервуаром. Для того, чтобы они могли качать воду без воздуха, в резервуаре должна быть вода. В зависимости от конструкции, сборки и автоматизации насоса уровень воды в резервуаре может составлять 10 ... 50см. Назовем этот объем VНоль и оценим его в 2,0 м³. Итак, теперь мы знаем, сколько воды должно быть в резервуаре, для того, чтобы мы могли (при отсутствии ветра) запустить установку. Vх= 7м³.
Если сейчас, как мы ожидаем, 56 человек прыгнут в бассейн, уровень воды повысится на 4,2м³. Но люди вытеснят меньше воды, чем было использовано в каналах и трубах. Содержание воды в резервуаре составит теперь 6,2м³.
Когда осуществляется промывка фильтра
... это важный вопрос! Мы планировали, провести эту работу во время открытия бассейна? Знакома ли планировщику мечта об ограничении сверхурочных часов? Планировщик думал о том, что в случае с ОДНИМ фильтром нельзя 100% отключить, при 2 фильтрах даже 50% остаточного объема потока будет мало и при 3 фильтрах 66% остаточного объемного потока может быть достаточно. Необходимое для промывки фильтра количество воды разделено уже на три части, 5м³ (из расчета DIN) будут достаточны для одного из трех фильтров.
В случае, если установка находится в состоянии покоя, эти 5м3 в резервуаре для хранения сырой воды будут находиться в запасе! Поскольку в этом состоянии в желобах и откосах труб ничего не потребляется. Но мы же не хотим выгнать всех посетителей бассейна и закрыть бассейн. При 66% объемном потоке количество воды в желобах значительно уменьшается, но этого не достаточно для промывки.
В то же время мы не можем заставить 56 стандартных купающихся или некоторых других, увлекающихся употреблением безалкогольных напитков, гамбургеров и картофеля фри, и, как следствие, более полных, остаться в воде для промывки фильтра. Таким образом, вопрос ставится немного по-другому: Стоит ли вообще осуществлять промывку резервуара для хранения сырой воды? Если да, то размеры нашего резервуара должны быть на 5м³ больше, таким образом, сейчас мы получаем Vх= 7м³ + 5м³ = 12м³.
Аргумент прыжка "бомбочкой".
Для крытого бассейна нам было бы достаточно этого расчета. Но, да, здесь у многих закрадываются мысли о том, что было с водо-вытеснителями, если они с помощью 10-метровой башни создадут в желобе мини-цунами. Даже если цунами отправит в желоб 5м³ - в ближайшие несколько секунд желоб не получит никакой дополнительной воды, так как она будет отсутствовать в бассейне. Желоб и трубы действовуют в качестве временного буфера, они распределяют такие потоки на более длительное время. Таким образом, прыжок в стиле "бомбочка" не имеет никакого влияния на резервуар для хранения сырой воды. Этот чрезвычайно преувеличенный пример должен также продемонстрировать, что волны в бассейне не влияют на резервуар, потому что они всегда состоят из гребня волны и впадины волны. Почти философски, почти Инь и Янь.
Ветер
... конечно, имеет значение для открытого бассейна. В зависимости от той или иной силы, ветер может привести к тому, что вода будет двигаться в каком-либо направлении. Это само по себе было бы не плохо, потому что мы рассчитали большой резерв для водосточного желоба, так что эта вода может стекать. В большей степени мы должны учитывать, что ветер немного «скашивает» уровень воды. Это происходит в зависимости от силы ветра и длины бассейна по направлению ветра. Чтобы оставаться в тематике морского языка, с одной стороны бассейна мы должны рассчитывать на штормовой нагон воды.
Если бы наш бассейн был бы таких же размеров, как Балтийское море, то мы могли бы рассчитывать на 2 метра перепада высот. Сейчас мы немного меньше с нашим 25м бассейном. Все проверяется на практике, в течение 20 лет я постоянно измерял значения максимум до 2 ‰, то есть 2мм на каждый метр, измерял. С одной стороны, уровень воды остается неизменным, потому что гребень водослива остается независимо от ветра на одной высоте, с другой стороны, уровень воды падает в нашем примере бассейна на 50 мм. Сколько это?
Возможно среди нас найдется кто-то, кто зафиксировал скорость ветра и перепад. Тогда я прошу этого человека дополнить мои рассуждения! У меня не было анемометра в кармане. Для открытого бассейна расчет означает, что резерв (см. вверху) резервуара должен быть увеличен. Поскольку ветру все равно, работает ли циркуляция или нет.
Для (безветренного) состояния мы рассчитали Vх= 7m³ + 5m³ = 12m³. Итак, резервуар в настоящее время имеет размер
Что делать с поплавковыми выключателями?
Выбросить в мусорный контейнер! Вместо этого, следует поторопить планировщика (или программиста в большинстве случаев безумно дорогой автоматизации бассейна) если не установлена аналоговая система. Аналоговая система может отображать, насколько высок актуальный уровень в резервуаре, будь то за счет давления, с помощью звука или микроволн. Все возможно! Потому что невозможно, сказать этим обоим поплавковым выключателям, сколько воды сейчас в пути, сколько воды вытесняется из бассейна, закричит ли фильтр в ближайшие минуты после промывки. Автоматизация знают большую часть из этого, почему она не говорит это резервуару для хранения сырой воды? Потому что он просто глупый резервуар? Тогда позвольте догрузке выполнять задачи умной автоматики.
Фотография: Bernburger Leisure ГмбХ
Возвратимся здесь к линии тренда из диаграммы. Итак, догрузка должна сравнить текущий уровень воды с объемным потоком, прибавить к этому резерв воды для промывки, а затем решить, должен ли быть открыт клапан.
Добавив несколько строк в код программы, получаем значение HSoll в качестве функции объемного расхода. И если это значение будет существенно ниже минимального значения, то тогда можно осуществлять догрузку.
Может быть немного больше?
Если автоматическая система настроена на эти взаимосвязи, то можно избежать аварийной остановки насосов. Поскольку автоматика в этом случае знает, что уменьшение объемного потока может в краткосрочной перспективе улучшить уровень воды в резервуаре для хранения сырой воды и реагирует соответствующим образом.
Если автоматическая система настроена на разность давлений фильтров, то необходимая промывочная вода может быть сохранена в краткосрочной перспективе, не нужно будет ее постоянно подвозить. Затем можно отобразить, когда необходимо промывать фильтр - и если воды в настоящее время не хватает.
Если автоматическая система настроена на время работы, тогда забор воды может быть закреплен на определенное время дня - а именно, когда это «наиболее удобно» водоснабжающей компании.
Я уверен, еще есть несколько аргументов для того, чтобы поразмышлять, чуть больше, чем в стандарте DIN, о резервуаре для хранения сырой воды. Давайте рассмотрим ...
... присоединение впускных отверстий.
Теперь, я надеюсь, мы достаточно поломали голову над вопросом, когда и сколько воды должно быть в резервуаре.
В гильдии инженеров-конструкторов часто высказывается мнение, что впускные отверстия для подачи воды должны быть расположены выше (рассчитанного ими в соответствии с DIN) уровня воды. Почему? Потому что таким образом хотят пренебречь вентиляцией? Или потому что внутренняя вода может быть сильнее, чем внешняя вода? Или потому что в DIN не указано, когда какой уровень воды следует ожидать в резервуаре? Этот небольшой упрек не стоит принимать во внимание после вышеприведенных объяснений. То, что кажется так просто спланировать, опираясь на рекомендации DIN, стоит в итоге много денег. Тут мне хотелось позхвалить резервуар для хранения сырой воды, которой не растрачивает высоту и, следовательно, меньше стоит.
Но результат должен быть: нижняя точка труб расположена несколько выше нормальной рабочей точки уровня воды! Так что вода без всякой необходимости не попадает в глубину, и объем не расходуется впустую. Но это только теория, потому что это может быть точно рассчитано только на более позднем этапе планирования.
Что, если трубы при нормальном уклоне слишком высоко расположены в резервуаре? Решение можно найти в общих технических условиях подземного строительства. Там разница высот перед шахтой преодолевается с помощью сливной трубы и горизонтального перелива. Если не снаружи, то сливная труба должна быть установлена по крайней мере в резервуаре. Благодаря этому отпадает причина для соединения над воображаемым уровнем воды, с чистой разводкой и небольшой смекалкой.
Кто хочет попробовать, здесь еще один совет: Ни в коем случае не забыть о вентиляции и пересчитать систему всплеска воды на геодезическом потоке! Гейзеры в желобе выразительно докажут малейшую ошибку!
Что, если трубы пролегают слишком глубоко? Конечно, не ниже уровня земли резервуара, в этом случае необходимо произвести расчет и соответствующим образом настроить поперечное сечение трубы. В трубе уровень скопившейся воды должен быть такой высоты, чтобы разницы по отношению к уровню воды в резервуаре было достаточно, для достижения необходимого объемного расхода. При необходимости, номинальный внутренний диаметр трубы должен быть больше.
Поток
Большинство из нас знает, что оседает в резервуаре для хранения сырой воды. И давайте будем честны, кто контролирует резервуар каждый день?. Так что все остается внутри, что попало с водой в резервуар? Но вы можете подумать об этой проблеме заранее, и не оставлять это на волю случая. Правильное, по касательной, расположение впускных отверстий создает вращательное движение в воде и, следовательно, все направляется к насосам. Как уже сказано, если вода не падает с верху! Можно сейчас перестараться и потребовать, пустить в ход естественный водоворот, закручивающийся по часовой стрелке в Северном полушарии, что объясняет закон Кориолиса, вместо того, чтобы бороться с ним. Но наши резервуары для хранения сырой воды, к счастью, слишком малы для действия «большой» физики.
Благословение и проклятие одновременно, если мы создадим турбулентное движение в воде, тогда все в конце концов окажется в волкноуловителе насосов. Но очистить его проще, чем весь резервуар, или?
В следующем статье мы поговорим именно о этом волокноуловителе и о насосах, которые к ним подвешены. Благодарим Вас за проявленный интерес! ♦
Просмотр печати
Если невозможно осуществить просмотр, пожалуйста, подождите несколько секунд или обновите страницу.
Спасибо!
Загрузка ...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке
Для зарегистрированных пользователей здесь имеется версия для печати в формате PDF:
[wpdm_package ID =»1767′]
Оставьте ответ
Ты должен быть вошел в систему добавить комментарий.