Wasserturm: Funktionsprinzip, Zweck, Eigenschaften

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Wasserturm ist das einfachste Design, das für die autonome Regulierung des Wasserflusses und -drucks im Sanitärsystem entwickelt wurde. Das einfache Funktionsprinzip des Wasserturms bestimmte seine weite Verbreitung.

Arten von Wassertürmen

Solche Designs werden von der Menschheit seit mehreren Jahrhunderten verwendet. Der Höhepunkt ihrer Popularität fällt auf das Ende des 19. - die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts. Sie wurden damals in Depots und Bahnhöfen zur Wartung von Dampflokomotiven eingesetzt. Seitdem haben sie ihre Bedeutung verloren, werden aber immer noch zum Beispiel für die autonome Wasserversorgung von Vorstädten oder Industriebetrieben genutzt.

Die ersten Wassertürme wurden hauptsächlich aus rotem Backstein gebaut, seltener aus Holz. Dann erschienen Stahlbetonkonstruktionen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts schlug der Wissenschaftler Rozhnovsky sein Design aus Stahlblech vor.

Rozhnovskys Turm sieht einer Granate mit Griff sehr ähnlich. Der Durchmesser der Basis des Wasserturms ist 1,5-2 mal kleiner als der Durchmesser des Tanks. Die Vorteile dieser Konstruktion sind eine hohe Montagegeschwindigkeit (Hohlzylinder werden aus Stahlblech geschweißt) und eine einfache Montage vor Ort sowie ein relativ geringes Gewicht.

Jetzt werden für die Wasserversorgung meistens einzelne Tanks in Form von volumetrischen Metalltanks installiert. Als Stützen werden Stahl- oder Stahlbetonstützen verwendet.

Das Prinzip des Wasserturms

Der Betrieb des Wasserturms wäre unmöglich ohne das Phänomen des Druckausgleichs in kommunizierenden Gefäßen oder des hydrostatischen Gleichgewichts. Unter dem Einfluss der Schwerkraft verdrängt das Wasser im Tank die Flüssigkeit aus den Rohren, bis der Druck im Tank dem Druck im Rohrleitungssystem entspricht. Dies war die Grundlage für den Betrieb von Wassertürmen vor dem Aufkommen elektrischer Pumpen.

Mit dem Aufkommen elektrischer Pumpen hat sich das Schema ihrer Arbeit etwas geändert. Wenn sie früher die Hauptwasserquellen im System waren, begannen sie jetzt, die Rolle einer Reserve zu spielen. Eine Pumpstation fungiert als „Lieferant“von Wasser, das über ein Rohrsystem Druck direkt zum Verbraucher liefert.

Gleichzeitig pumpt die Pumpe Wasser in den Tank des Turms, bis dieser ganz gefüllt ist oder die Automatik funktioniert. Im Moment der Spitzenlast, wenn der Wasserverbrauch maximal ist und die Pumpstation die Arbeit nicht bewältigen kann, öffnet sich das Tankventil und Wasser beginnt aus der Reserve in das System zu fließen. Dies geschieht so lange, bis die Wasserversorgungsstation ihren Aufgaben wieder nachkommt. Nachder ganze Zyklus wiederholt sich.

Wasserturmelemente

Unabhängig von Art und Wirkungsweise besteht der Wasserturm aus 5-6 Einheiten. Die Anzahl der Elemente kann erheblich variieren und wird durch den Zweck der Anlage, ihren Standort, die Abgelegenheit der Primärquelle, die Wasserqualität und andere Kriterien bestimmt.

Auf die eine oder andere Weise enthält jeder Turm:

1. Tank - ein Tank aus Stahl, Stahlbeton oder Kunststoff mit einem Fassungsvermögen von mehreren zehn bis mehreren tausend Kubikmetern.
2. Support - ein Rahmen oder eine monolithische Struktur aus Stahlbeton, Stahlträgern oder rotem Backstein mit einer Höhe von nicht mehr als 25-30 Metern. Er muss den Tank über dem Niveau jedes Verbrauchers h alten.
3. Vertikale Wasserversorgung - eine von der Quelle und dem Auslass kommende Versorgungsleitung mit einem Durchmesser von 200 m, die zum Wasserversorgungssystem verlegt wird.
4. Lüftungsklappe - auf dem Foto des Wasserturms ist sie mit einem Pfeil dargestellt. Es ist notwendig, das Luftvolumen im Tank aufrechtzuerh alten und Wasserstagnation zu vermeiden.
5. Pumpstation mit Steuersystemen ist eine separate Struktur, die sich normalerweise über der Quelle befindet.

Ein Filtersystem mit verschiedenen Wasserreinigungsgraden kann in das Design des Wasserturms eingeführt werden, ebenso wie eine Automatisierungseinheit, um den Flüssigkeitsstand zu kontrollieren und zu verhindern, dass er auf einen kritischen Wert abfällt.

Hauptfunktionen des Wasserturms

Aus dem Funktionsprinzip des Wasserturms folgt seine Hauptfunktion -Ausrichtung des Arbeitsplans der Pumpstation. Stellen Sie sich eine Situation vor, in der die Pumpe direkt Wasser liefert, ohne Zwischenverbindung in Form eines Wasserturms.

Auf Wunsch jedes Verbrauchers sch altet es ein und aus, dh es funktioniert chaotisch. Infolgedessen nimmt der Verschleiß seiner Mechanismen zu, der Energieverbrauch wird ungleichmäßig, was die Belastung des Kraftwerks erhöht.

Infolgedessen sind Serviceunternehmen gezwungen, Geld für teure Reparaturen auszugeben. Um das alles zu verhindern, bauen sie Wassertürme auf.

Die zweite Funktion besteht darin, den Druck in der Rohrleitung aufrechtzuerh alten. Wasser, das sich in beträchtlicher Höhe befindet, erzeugt unter dem Einfluss der Schwerkraft selbst den erforderlichen Druck im System. Dadurch wird die Pumpstation entlastet.

Zusätzlicher Zweck

Anderer Zweck und Funktionsprinzip des Wasserturms sind eng miteinander verbunden. Das Wasser in der Quelle erfüllt nur sehr selten die festgelegten Hygienestandards. Wenn es also für den häuslichen Bedarf oder zum Trinken verwendet wird, wird der Wasserturm als Filteranlage genutzt.

In das Versorgungsleitungssystem sind Grobfilter eingebaut, die Schwermetalle, Eisen- und Bleioxide, Sand und andere Schadstoffe zurückh alten. Im Tank beruhigt sich der Herd und wird noch sauberer. Das an der Wasserversorgung installierte System von Reinigungspatronen kann Wasser von pathogenen Bakterien reinigen und lieferndem Verbraucher ein vollkommen reines Produkt.

Eine weitere Zusatzfunktion des Wasserturms ist die Schaffung einer Notwasserversorgung, die bei einem Wasserleitungsausfall oder einem Brand genutzt werden kann.

Arbeit des Turms mit einer Autopumpe

Das Funktionsprinzip eines Wasserturms mit automatischer Pumpe unterscheidet sich praktisch nicht von dem zuvor von uns beschriebenen Arbeitsschema. Die einzige Ausnahme ist die Tatsache, dass es in einem solchen System keine Pumpstation als solche gibt. Ihre Funktion übernimmt eine kompakte Elektropumpe.

Wenn der Wasserstand im Tank unter den Schwellenwert fällt, sendet das Automatisierungssystem ein Signal und die Pumpe beginnt, Wasser in den Tank zu pumpen. Wenn der Tank voll ist, warten Sie, bis der Flüssigkeitsstand wieder sinkt.

Solche Systeme werden am häufigsten im privaten und vorstädtischen Bereich eingesetzt. Ein Schwimmer dient als Indikator für den Flüssigkeitsstand, der, wenn er fast bis zum Boden fällt, die Kontakte schließt und ein Signal an das Relais gibt, andernfalls steuert er bereits den Betrieb der Pumpe.

Definition von Merkmalen

Damit das System seine Aufgaben ordnungsgemäß erfüllen kann, muss die Höhe des Wasserturms größer sein als die Höhe aller anderen bedienten Strukturen. Auf den Dächern von Hochhäusern sind deshalb (besonders in amerikanischen Filmen) oft Wassertanks zu sehen. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, ist eine Stagnation des Wassers im Tank möglich.

Ein weiterer wichtiger Parameter eines Wasserturms ist das Volumen des Arbeitstanks. Dieser Indikator wird durch das Flussdiagramm bestimmtWasser durch Verbraucher. Üblicherweise wird die Größe des Behälters so gewählt, dass die angesammelte Flüssigkeit für den ganzen Tag ausreicht. In diesem Fall sch altet sich die Pumpe nur nachts ein, wodurch das Stromnetz entlastet wird.

Foundation-Designmerkmale

Die Höhe des Turms und das Volumen des Tanks wirken sich direkt auf die Kosten des Turms aus. Und wir sprechen nicht so sehr über die Kosten der Tragstruktur und des Reservoirs, sondern über den Preis des Fundaments. Vor der Auswahl der Art und Tiefe des Fundaments wird nicht nur die statische, sondern auch die dynamische Belastung berechnet - während des Befüllens des Tanks können Vibrationen auftreten, die die Struktur aus dem Gleichgewicht bringen.

Die Stabilität wird auch unter Berücksichtigung des Einflusses der Windlast berechnet. Je höher der Turm, desto mehr weicht er bei starkem und böigem Wind von der Vertikalen ab. Beim Schwingen beginnt der Turm, das Wasser zu „stören“, es treten Wellen auf, die den zulässigen Druck des Wasserturms auf der Basis mehrmals erhöhen. Infolgedessen wird die Struktur zusammenbrechen.

Vernachlässigen Sie daher auch bei der Installation eines Landhauses nicht die Hilfe von Fachleuten. Wenn Sie jetzt Geld ausgeben, können Sie sich in Zukunft auf die Zuverlässigkeit und Leistung Ihres Wasserturms verlassen.