Давление в водопроводной сети: показатели по СНиПу и способы определения

Давление воды в водопроводе в квартире по нормам СНиП

Вступление

Все мы с вами знаем устойчивое выражение «слабый напор воды». Это негативная характеристика излива воды из водопровода иначе слабо давление воды в системе водопровода. Именно про давление воды в водопроводе в квартире поговорим в этой статье.

Почему важно знать давление воды в водопроводе

Городская квартира, по определению, предполагает для жильцов использование воды централизованного водоснабжения, чаще раздельного, горячего (ГВС) и холодного (ХВС) водоснабжения.

Водопровод в многоквартирном доме устроен таким образом, что жилец не может влиять на давление воды в стояках водопровода.

Однако он (жилец) может это давление либо замерить, установив манометр на водопроводные вводы, либо собрать тестовый манометр для измерения давления или оценить напор воды визуально. Читать статью: Три метода измерения давления воды в квартире.

Знать какое у вас давление воды важно при покупке новых сантехнических и бытовых приборов, подключаемых к водопроводу. Например, если хотите установить у себя в ванной джакузи, давление воды в системе не должно быть ниже 2 атм и не выше 5 атм. Разница в давлениях ГВС и ХВС не должны превышать 0,5 атм.

Кстати 1 атмосфера это классическая мера давления воды в безнапорных системах (без насоса). 1 атмосфера = 1,01325 бар. На манометрах шкала деления в бар.

Есть джакузи, которые не будут работать при давлении меньше 4 атм и знание этого давления важно для её выбора.

Такое же значение знания давления воды имеет для выбора других сантехнических приборов. Например, для подключения душевой кабины давление воды должно быть от 1 до 3 атм, оптимально 2,5 атм. Газовые колонки включаются на минимальном давлении 0,15 бар и работают нормально до 8,0 бар ( 0,15 бар это набор 2,5 литров воды за 1 мин — очень слабый напор).

Нормативы давления воды в квартире

По логике нормативное давление воды в водопроводе квартиры и требуемые давления для работы сантехнических приборов должны быть связаны между собой.

Однако на деле это не так. По СНиП2.0401-85, давление ХВС должно быть от 0,3 до 6 бар, для ГВС от 0,3 до 4,5 бар. К сожалению на нормативном давлении в 0,3-0,4 бар не будет нормально работать ни один современный сантехнический прибор.

Кстати, электроника посудомоечных и стиральных машин «увидит» воду только при давлении воды от 0,5 до 1 атм.

 Вывод про давление воды в водопроводе

Знать нормативное давление воды в водопроводе квартиры конечно нужно. Если у вас давление воды выходит за пределы нормативных диапазонов, есть повод обжаловать услуги управляющей компании. Однако, платите вы не за напор воды, а за её потребление.

Кстати, если давление воды в квартире ближе к предельному по норме, то значительно повышается вероятность, что любой гидроудар в системе выведет из строя сантехнические приборы.

©elektriksan.ru

Как нормализовать давление в трубопроводе в квартире и частном доме

Немало неприятностей может принести слишком низкое или слишком высокое давление в водопроводной сети – невозможность использования бытовой техники, протечки, отсутствие воды на верхних этажах – это далеко не полный перечень проблем, возникающих при недостаточном или избыточном напоре.

Какое давление необходимо?

Стабильность оптимальных показателей и отсутствие гидроударов – залог бесперебойной и долговременной работы бытовой техники. Расчет показывает, что давление или, как иногда говорят, напор воды для использования стиральной и посудомоечной машин обычно не превышает 2 атм, для джакузи и гидромассажа этот параметр следует увеличить в 2 раза, то есть давление в 4 атм обеспечит полноценное и комфортное проживание. В некоторых случаях устанавливают более высокие показатели, но максимальное значение для автономных систем не превышает 5–6 атм.

В централизованных сетях водопровода нормы давления также не превышают 6 атм, но в реальности показатели могут изменяться от 2 до 8 атм. Во время проведения тестирования (опрессовки) величина напора может достигнуть 10 атм, что, несомненно, может вывести из строя дорогостоящую бытовую технику, подключенную к водопроводу, или спровоцировать протечки. Для решения подобных проблем существует несколько способов.

Повышение давления

Проблема повышения давления во внутренней сети водопровода имеет несколько решений. Способ во многом зависит от источника водоснабжения и состояния трубопроводов.

Квартира

В квартире многоэтажки, подключенной к центральной трубе, снижение давления может иметь различные причины:

1. Засорился фильтр на входе в квартиру.
2. Снизилась пропускная способность труб из-за отложений на стенках.
3. Неэффективная работа центральной системы.

Первая причина устраняется прочисткой фильтра или его заменой. Во втором случае рекомендуется заменить внутренние магистрали, при этом лучше использовать пластиковые и комбинированные материалы, не накапливающие отложений – полипропилен или металлопластик.

Самым сложным является общение с водоснабжающей организацией, так как уговорить ее руководителей принять меры для устранения проблемы не всегда получается. Поэтому приходиться использовать дополнительное оборудование в виде специального насоса. Устройство монтируется после приборов учета, возможна установка на отводе для бытовой техники. Насос для повышения давления может его увеличить на 1–3 атм. Различают модели с автоматическим, ручным или комбинированным способом включения. В автоматическом режиме насос включается при возникновении потока – открытия крана или набора воды техническим устройством.

Использование подобного насоса не всегда корректно по отношению к соседям, так как вода до них может вообще не доходить. Более щадящий вариант – установка в квартире накопительной емкости, которая позволит в часы пиковой нагрузки получать воду с достаточным давлением.

Частный дом

В частном доме, который снабжается водой из скважины или колодца, стабильность обеспечивает гидроаккумулятор и комплект автоматики. Необходимого напора можно добиться соответствующей настройкой реле. При достижении определенных значений закачивающее воду устройство (погружной насос или насосная станция) отключаются, включение производиться при падении параметра до нижнего предела.

Снижение давления

Уменьшение напора особенно актуально для потребителей централизованного водоснабжения. Различные испытания и эксперименты наших «славных» сантехников зачастую приводят к печальным результатам. Не менее заинтересованы уменьшением напора и хозяева глубоких скважин, вода из которых поступает под большим давлением. Исключить риск позволяет недорогое и несложное устройство – регулятор (редуктор) давления. Различают 3 типа этих устройств – поршневые, мембранные и проточные.

Установка регулятора

Установка редукторов очень проста и почти не отличается от установки обычного сетчатого фильтра. Их рекомендуется устанавливать перед счетчиком воды или на горизонтальных участках трубы, с учетом доступности к регулирующему элементу механизма. По отношению к направлению потока прибор монтируется в соответствии с обозначением – стрелка на боковой поверхности. Для поршневых устройств необходимо предварительно установить фильтрующую систему.

Несколько слов о гидроударе

Суть гидроудара в образовании и быстром перемещении области с более плотной жидкостью. Такая область образуется при резком изменении скорости потока. Скорость, с которой перемещается ударная волна имеет прямую зависимость от материала трубопровода, например, в трубах из чугуна с диаметром 50 мм скорость распространения достигает 1348 м/сек, а в резиновом шланге всего 30 м/сек. Опасность гидроудара в его разрушительном воздействии на насос, трубы или сантехнические приборы.

Возникновение этого явления связано с резким включением насоса, срабатыванием обратного клапана или другого запорного устройства. Исключить гидроудар помогут клапаны-гасители. Их устанавливают рядом с обратным клапаном. Действие приборов основано на увеличении пространства за счет жесткой мембраны, которая изгибается под воздействием излишнего давления гидроудара.

В качестве дополнительных мер против гидроудара можно назвать:

• установку труб большего диаметра;
• наличие эластичных участков перед запорной арматурой;
• ввод в схему водопровода компенсирующих емкостей, способных принять в себя излишки жидкости.

Оптимизация давления в пределах отдельно взятой локальной сети – процесс необходимый. При определенных навыках выполнить эту работу можно своими силами, в противном случае придется обращаться к профессиональным сантехникам. Главное – установить причину нестабильности и подобрать соответствующий способ решения проблемы.

Плохое рабочее давление воды в квартирном водопроводе: что делать?

Низкое или высокое давление в водопроводе — часто встречающаяся проблема в домах старого, изношенного фонда. Как можно устранить или хотя бы компенсировать этот недостаток? Вот наши рекомендации.

Чем грозит плохое давление

Известно, что для того, чтобы можно было нормально пользоваться водопроводом, давление воды на его выходе должно быть в пределах 1-10 атм. Слишком низкое давление (низкий напор) ведёт к тому, что вода течёт тонкой струйкой, и комфортно умыться и тем более принять ванну не получается. Кроме того, начинают бастовать и многие бытовые устройства, подключённые к водопроводу: не включается проточный водонагреватель, перестают работать стиральная и посудомоечная машины и т. д. Для всех этих устройств существуют требования по минимальному рабочему напору воды.

Требования к минимальному давлению могут быть разные у разных моделей и производителей, поэтому уточняйте технические характеристики перед покупкой, если с давлением в водопроводе не всё в порядке.

Как определить причину

Если у вас в квартире плохо идёт вода из крана, необходимо прежде всего выяснить причину низкого напора. В старых домах проблема часто возникает из-за частичного заполнения водопроводных труб окалиной, накипью (в ветке горячего водоснабжения), песком и прочим нерастворимым осадком. Косвенно указывать на эту причину может неравномерный напор на разных кранах (например, нормальный напор холодной воды и плохой напор горячей), нормальный напор воды у соседей (поинтересуйтесь, какой он у них). Конечно, итоговое решение по выявлению причины должен выносить квалифицированный специалист, лучше всего — от управляющей компании. И если проблема заключается в засорении труб, то решить её часто получается радикальной прочисткой и заменой квартирных коммуникаций. Хотя иногда бывает достаточно поменять какой-нибудь старый, «закисший» вентильный кран на входном участке водопровода (опять же с помощью УК).

Самое правильное решение проблемы низкого давления воды — добиться законным путём установки насосной станции на весь стояк.

Если же проблема заключается в плохой работе насосной станции, а все ваши претензии к управляющей компании проигнорированы и судиться с ними нет желания, сил и средств, то приходится действовать другим способом.

Как может помочь повысительный насос

Когда давление воды в стояках есть, но оно недостаточно для комфортного пользования точками водоразбора (раковина, туалет, душ) или бытовой техникой (стиральная, посудомоечная машины, гидромассажная ванна), то целесообразно использовать небольшой маломощный повысительный насос. Подобные модели есть у Grundfos, Wilo, Vortex и других производителей, стоят они от нескольких тысяч до десятков тысяч руб­лей.

Выбираемый насос должен быть оборудован хорошей автоматикой защиты от перегрузок при работе в нештатном режиме (при слишком низком давлении или отсутствии воды, в условиях попеременного включения и выключения), поэтому лучше не стараться особо экономить, а наиболее правильно — обратиться к специалисту, который поможет подобрать насос с учётом технических характеристик и размеров под посадочное место, а также сумеет провести монтаж оборудования.

Максим Семёнов, руководитель отдела продуктового менедж­мента Департамента промышленного и бытового оборудования «Грундфос»:

Качественный повысительный насос не требует обслуживания, потребляет совсем немного электроэнергии, бесшумен, включается автоматически при открытии крана и имеет встроенную защиту от сухого хода. Для его использования нужно, чтобы давление воды в стояке было не менее 0,2 атм. Такой насос размещают в квартире либо на отводе от стояка (после фильтров и водосчётчика), либо непосредственно перед точкой водоразбора (водопроводным краном). Давление он повышает примерно на 0,8-1,0 атм, этого достаточно для комфортного пользования одной точкой водоразбора.­

Можно ли использовать станции с самовсасывающими насосами

Нередко можно встретить рекомендации по использованию в городских квартирах насосных станций с самовсасывающими насосами, а также накопительных резервуаров объёмом 500-600 л. Однако относиться к этим советам следует осторожно. Использование подобных станций не предусмотрено проектом многоквартирного дома и в любом случае требует обязательного согласования с управляющей компанией.

В том числе и потому, что мощная насосная станция в чьей-то квартире может лишить соседей возможности нормально пользоваться водопроводом. А вот чтобы повысить давление до 3,5 атм, нужных для джакузи, небольшой накопительный бак всё равно придётся использовать, тем более что его установку согласовывать не нужно.

Норма давления холодной воды в квартире

Норма давления воды в многоквартирном доме

Знаете ли Вы Согласно нормативам СанПина №2.1.4.2496−09, норма температуры горячей воды в многоквартирном доме должна быть не менее 60 градусов при открытой системе водоснабжения, и не менее 50 — при закрытой. Подробнее читайте на нашем сайте

Давление воды в водопроводе оказывает большое влияние на работоспособность и долговечность службы многих бытовых приборов, действие которых основано на использовании воды непосредственно из водопровода, а также на работу сантехнического оборудования. Например, при повышенном давлении могут не выдержать муфты и вентили бытовых агрегатов, а при пониженном – эти приборы просто не будут работать.

Поэтому норма давления воды в жилых многоквартирных домах (МКД) регламентируется специальными строительными нормами и правилами (СНиП) за № 2.04.02-84. Данный СНиП предписывает, что давление воды должно увеличиваться на каждый этаж на величину 0,41 атмосферы, а минимальное давление воды, подаваемой на 1 этаж здания, должно быть не менее 1,02 атмосфер.

Точных величин давления в водопроводе для МКД не существует, но определено, что они должны варьироваться в пределах от 0,3 до 6 атмосфер:

• для холодной воды – от 0,3 до 6 атмосфер;
• для горячей – от 0,3 до 4,5 атмосфер.

Кстати, законом определены также нормы температуры в квартире зимой — она долдны быть не ниже ИИИИИИИ Подробнее читайте в этой статье https://potrebexpert.online/6250-dopustimye-normy-temperatury-v-kvartirah

Проанализируем давление в системе водоснабжения, рекомендуемое для различной техники и сантехнического оборудования в таблице:

Советы, как определить давление в водопроводе

Давление в водопроводе можно измерить с помощью прибора, называемого водяным манометром. Существует его бытовая версия для домашнего использования с переходником для подключения к оборудованию, например, к крану на кухне.

Существует метод измерения давления и без использования манометра. Для этого понадобится 3-х литровая банка и секундомер (или часы с секундной стрелкой). Необходимо открыть кран на полную мощность, подставить банку и засечь время. После заполнения нужно отметить время, за которое наполнилась банка. Оно и станет ключевым показателем для определения давления. Опытным и расчетным путем было установлено соответствие времени наполнения банки и давления в водопроводе.

Посмотрим более детально данное соотношение в таблице:

Эти показатели являются весьма приблизительными, а потому могут лишь стать основанием для вызова представителей управляющей компании для проведения официальных замеров с помощью специального оборудования.

Инстанции, отвечающие за водоснабжение

Перед тем, как обращаться в какие-либо инстанции по поводу плохого напора воды, необходимо убедиться в том, что причиной этого не является засор устройства известковыми или иными отложениями, неисправность оборудования и т. д.

Если же причина не в вышеперечисленном, то при несоблюдении норм давления подаваемой в МКД воды, можно обратиться в следующие организации:

Полезная статья В случае, если управляющая компания никак не реагирует на претензии, следует обращаться в вышестоящие контролирующие инстанции — жилищную инспекцию, Роспотребнадзор и суд. Подробнее читайте в этой статье

• в управляющую компанию (УК), на балансе которой находится данный дом. УК, по определению, является посредником между поставщиком ресурсов жизнеобеспечения МКД и гражданином, являющимся собственником или нанимателем жилья в данном доме. Необходимо предпринять следующее:
  1. написать заявление в УК с описанием проблемы, с требованиями устранить нарушение норм подачи воды и произвести перерасчет стоимости оплаченных услуг по содержанию жилья,
  2. отнести жалобу в УК в 2 экземплярах, один – оставить в компании, другой, с пометкой о принятии заявления – забрать себе,
  3. ожидать устранения проблемы, УК обязаны рассмотреть жалобу не позже 1 месяца после ее принятия.
• в управление городской администрации, если меры по поданной жалобе не были своевременно рассмотрены УК. При обращении в администрацию следует написать новое заявление и приложить к нему второй экземпляр жалобы, ранее направленной в УК.

Способы повышения и понижения давления воды в водопроводе

Если в водопроводе по каким-либо причинам стабильно низкое давление и организации, обслуживающие водопроводную систему, не могут или не хотят что-либо предпринимать, то выходом может стать установка в квартире специального оборудования: насосной станции. Она состоит из гидроаккумулятора, центробежного насоса, защитных реле и контрольно-измерительных приборов.

Более простой вариант – установка насоса, который принудительно закачивает воду из сети. Данный метод имеет существенный недостаток – он приводит к быстрому износу бытовых приборов и сантехники.

Как самостоятельно измерить напор воды в кране — смотрите видео:

При повышенном давлении в водопроводе для предотвращения поломок бытовой техники и оборудования давление необходимо снижать. Сделать это можно, установив на месте врезки квартирной трубы в общую систему редуктор давления.

Стоит отметить, что все работы по проведению вышеуказанных работ должны проводить только специалисты, имеющие лицензию на выполнение данных манипуляций. Лучше, если это будут работники УК, или приглашенные ими специалисты. Дело в том, что в ином случае, при какой-либо аварии в или при банальной протечке, вину за произошедшее возложат на владельца квартиры, где проводилась несанкционированная врезка приспособлений в водопроводную систему. Соответственно, материальное возмещение за причиненный ущерб придется выплачивать также владельцу этого жилья.

Нормативные документы и определение значений

Норматив давление воды в квартире регулируется в 2019 году СНиП 2. 04.2-84. Согласно данному регламенту проектируются централизованные системы водоснабжения в многоквартирных домах.

Минимальное значение для первых этажей, в соответствии со СНиП считается 1 бар. Это значение соответствует 10 метрам водного столба.

Каждый дополнительный этаж увеличивает значение входного давления на 0.4 бар. Для пятиэтажного дома, таким образом, минимальное значение напора равняется примерно 2,6 бар.

Для обеспечения водоснабжения недостаточно обеспечить напор на начало подачи, обычно с первых этажей. В высотных домах необходимо дополнительно регулировать напор воды.

Без регулировки избыточное давление на первых этажах просто выбьет краны и фитинги. Нерегулируемый напор может повредить оборудование и вывести из строя бытовую технику.

Значения напора воды для потребителей, согласно СНиП следующие:

• Минимальное значение для горячей воды 0.3.
• Минимальное значение для холодной воды 0.3.
• Максимальное значение до 6 атмосфер для холодной и до 4, 5 для горячей.

При снижении напора ниже установленных минимумов или при подаче давления выше максимума, жильцы вправе подать жалобу на управляющую компанию.

Стоит отметить, что минимальные значения достаточны для работы бытовой техники, такой, как посудомоечные и стиральные машины, но недостаточны для устройства душевой системы «тропический ливень», бассейнов и джакузи, некоторых продвинутых моделей стиральных машин.

При покупке подобной техники с размещением в многоквартирном доме следует заранее побеспокоиться о необходимости дополнительного водонапорного оборудования и согласования его размещения.

Почему давление воды в квартире действительно важно

Давление или сила напора воды важны для нормальной работы водопроводных систем. Краны, муфты, вентили, изготавливаются из расчета нормального напора и не будут полноценно функционировать без обеспечения нужного давления.

Минимальные значения напора воды для нормальной работы техники:

• Для нормальной работы крана со смесителем и унитаза с бачком достаточно 0. 2 атмосферы.
• 0.3 –ванна, душ, душевая кабина, биде.
• Для джакузи, тропического ливня, гидромассажной ванны требуется 4 атмосферы.
• Стиральная, посудомоечная машина – 1,5-2 атмосферы.

Таким образом, мы видим расхождения между значением минимально допустимого по закону напора и необходимым значением для работы техники.

Жаловаться можно только в том случае, если напора не хватает даже на работу обычных кранов, унитаза и душа. Во всех остальных случаях проблемы придется решать самостоятельно.

В большинстве случаев в городские квартиры вода подается под давлением 2-4 атмосферы. К сожалению, это не касается верхних этажей и плохо спроектированных систем водоснабжения.

При неправильной работе напорного оборудования и недостаточном давлении могут возникать ситуации, когда спущенный бачок у соседей или включенный душ, становится причиной перепада давления воды у других соседей.

В этом случае жаловать на управляющую компанию и требовать ремонта и замены оборудования или водопроводных труб просто необходимо.

Что может повлиять на низкую подачу воды:

• Проблемы и неисправности, низкая мощность центральных насосов, отключение насосов из экономии.
• Засоры в стояках на подаче воды.
• Проблемы распределительного оборудования.
• Неправильный монтаж труб, врезки в водопровод, отводы на сторонние нужды, утечки.

Как определить значение напора воды

Для замера напора используется манометр, который подключается через переходник.

Самый простой «народный» способ определить давление воды – открыть краны на полную и подставить трехлитровую банку. При должном напоре банка должна наполниться за 7 секунд или даже быстрее.

Как увеличить давление воды в квартире

В большинстве случаев, при подаче обоснованных жалоб, вы можете рассчитывать на перерасчет стоимости услуг. Возможно, при большом количестве жалоб от жильцов, вам удастся добиться ремонта.

Но что делать, если давление соответствует минимальным нормам, а установить стиральную машину все же необходимо?

Проблему решит установка проточного малогабаритного насоса. Вес насоса, обеспечивающего работоспособность одной единицы техники, составляет около 3 кг.

Можно настроить насос на автоматическое включение при падении давления воды на определенное значение. При отключении насоса, вода идет методом самотека. В большинстве моделей встроена защита от холостого хода.

При перебоях в подаче воды, возможно, имеет смысл задуматься об установке накопительного бака или бойлера с объемным баком и регулировкой температуры подачи.

Законодательство и нормативы гарантируют минимальные нормы давления. В большинстве случаев, жильцы сами решают, какое давление воды должно быть в квартире и отвечают за оборудование, установленное внутри квартиры.

Обратите внимание, что установка дополнительного насосного оборудования и бойлеров увеличат расходы по энергопотреблению.

При покупке гидромассажных ванн внимательно читайте инструкцию и уточняйте возможность установки и работоспособности при существующем давлении.

Практически каждый россиянин рано или поздно сталкивается с нарушением своих прав в сфере жилищно-коммунального хозяйства.

Одним из таких нарушений является не соответствующий регламентируемым нормам уровень давления воды в системах центрального водоснабжения.

Какие показатели считать нормой и что делать, если нормы давления не соблюдаются, рассмотрим ниже.

Чем регламентируются?

Основой для регламентации нормы подачи воды, подаваемой в жилые помещения, выступает СНиП 2.04.2-84, согласно которому проектируются центральные системы водоснабжения.

Согласно этому СНиПу, минимальным входным показателем давления воды на первом этаже является 1 бар (1 атмосферная единица), позволяющий создать столб воды в 10 метров.

В многоквартирном доме

В многоквартирном доме за каждый дополнительный этаж входное давление воды должно быть увеличено на 4 метра, или на 0.4 бар.

Для примера, в 5-этажном доме формула расчета давления подаваемой воды выглядит так:

10+(4*5)=30 метров, или 3 атмосферы,

где 10 (м) — минимальный напор воды, подаваемый на 1 этаж, 4 (м) — условно принятая высота этажа, 5 — количество этажей.

Это минимальное значение напора подаваемой воды на первый этаж 5-этажного дома, утвержденное строительными нормами.

В частном доме

Давление воды в частном жилом доме рассчитывается исходя из его этажности. Так как высота частных домов редко превышает 10 метров, то для большинства объектов частной застройки установленными минимальными нормами принято считать 1 атмосферную единицу.

При превышении 10-метровой отметки минимальное значение устанавливается на уровне в 2 атмосферы.

При каких значениях нормально функционирует техника?

Минимальными показателями для функционирования санитарной техники являются следующие значения:

• 0,2 атмосферы для умывальника со смесителем;
• 0,3 атмосферы для ванны со смесителем;
• 0,3 атмосферы для душевой кабины;
• 0,2 атмосферы для унитаза со сливным бачком;
• 0,3 атмосферы для биде;
• 4 атмосферы для нормальной работы джакузи и гидромассажного оборудования.

Для работы бытовой техники необходимо иметь следующие значения:

• 2 атмосферы для стиральной машины;
• 1,5 атмосферы для посудомоечной машины;
• от 1,5 до 2,5 атмосферы для работы отопительного котла в зависимости от параметров системы отопления.

Для организации системы полива в частном доме давление воды должно составлять 3,5 атмосферы.

Для полноценного потребления

Для полноценного потребления, когда можно включить все приборы, использующие воду, минимальное давление в трубах должно составлять 2 атмосферы. Нормальным считается уровень в 4 атмосферных единицы.

Опасность излишне сильной подачи

При излишне сильном давлении воды, подаваемой в жилые помещения, могут происходить поломки бытовой и санитарной техники, разрывы водопроводных труб и другие неприятности.

Например, максимальное значение давления воды для санитарных приборов составляет 4,5 атмосферных единицы, при его превышении сантехническое оборудование может выйти из строя. Для снижения давления воды используются специальные приборы, например, редуктор давления.

Особенности автономных водопроводов

Пользователи автономных водопроводов сталкиваются с двумя проблемами:

1. Поднятие воды из артезианской скважины или шахтного колодца.
2. Обеспечение напора не только в сантехнических приборах дома, но и на удаленных участках использующейся придомовой территории.

Кроме того, данные пользователи зависят не только от уровня давления воды, подаваемой в децентрализованную систему, но и от уровня расхода воды.

Для комфортного пользования достаточно трех-четырех атмосферных единиц, при наличии надежного оборудования и высокопроизводительного источника воды уровень давления может быть повышен до 6 атмосфер.

Выбор оборудования для водообеспечения происходит в зависимости от его производительности и планируемого расхода воды в самый напряженный для расхода воды летний сезон.

Для регулировки давления используется насос, поставляющий воду в дом, насос оснащается специальным манометром, измеряющим уровень давления.

Для повышения давления используется дополнительный насос или насосная станция с накопительным баком.

Как узнать давление воды в квартире?

Для замера давления в системе водоснабжения используется бытовой манометр, который подключается к квартирному источнику воды.

Например, подключив манометр с помощью переходника к лейке душа и измерив давление, можно сравнить полученные результаты с нормами, прописанными в СНиПе.

Полученные данные могут свидетельствовать не только об уровне подачи воды из системы центрального водоснабжения, но и о неисправности санитарного оборудования, например, засорении смесителя.

При отсутствии манометра давление рассчитывается экспериментальным путем с помощью прозрачного шланга, либо путем расчета расхода воды в секунду.

Для нормального функционирования бытовых и сантехнических приборов достаточно давления, которое позволяет наполнить 3-литровую емкость в течение 7 секунд или менее.

Как определить, кто виноват в слабой подаче?

При слабом напоре воды нужно определить причины этого явления:

1. Следует проверить смесители и фильтры для воды, засор или неисправность этих приборов могут приводить к значительному снижению напора воды в кранах. В таком случае необходимо заменить или отремонтировать данные устройства.
2. Возможно засорились или «заросли» известковым налетом водопроводные трубы в квартире. В таком случае используется примитивный, но зачастую действенный метод в виде простукивания труб молотком либо чистка специальным тросом. При необходимости следует заменить трубы в квартире на пластиковые.
3. При использовании нагревающей газовой колонки и плохом напоре только горячей воды виноват, вероятно, фильтр устройства, который следует заменить.

Если вышеназванные пункты не являются источником слабого напора воды, то причиной недостаточного давления в водопроводе являются:

• неправильное соединение труб водопровода;
• ограничения или неисправность в стояках или водозаборной и регулирующей аппаратуры в подвале дома на вводе с магистрального водопровода;
• низкое давление воды на насосной станции.

В таком случае собственник не может решить данную проблему и должен обратиться в соответствующие инстанции.

Для уточнения «диагноза» можно пообщаться с соседями и узнать уровень давления в их трубах.

Куда обращаться с проблемой неправильного давления?

Если выяснено, что причиной слабого давления не является неисправность оборудования или засорение труб внутри квартиры, то собственник должен обратиться в управляющую компанию с письменной жалобой, в которой следует:

1. Указать на факт некачественного предоставления услуги.
2. Потребовать перерасчета оплаченных средств за услуги водоснабжения.
3. Потребовать принять соответствующие меры для устранения обнаруженной неисправности.

Срок рассмотрения поданной жалобы в управляющей компании составляет 1 месяц.

При невыполнении указанных требований заявитель имеет право обратиться в надзорный орган, которым, как правило, является управление городской администрации по делам жилищно-коммунального хозяйства.

При обращении в контролирующий орган следует приложить копию заявления поданной ранее жалобы.

Таким образом, уровень давления воды в городской квартире или частном доме важен для комфортного проживания, правильной организации бытового хозяйства и исправной работы сантехнического и бытового оборудования.

Нарушение правил подачи воды в централизованной водопроводной системе является основанием для защиты своих прав и перерасчета оплаченных коммунальных услуг.

Что делать при недостаточном напоре воды в квартире? Узнайте об этом из видео:

Давление воды в системе водоснабжения частного дома

Учитывая, что большинство случаев организации водоснабжения в доме или квартире предполагает использование пластиковых труб, причинами проблем, возникающих в системе, может быть либо отложение солей, либо повышенное давление воды в системе водоснабжения. Обе  проблемы могут стимулировать выход всей конструкции из строя.

Технический паспорт, наличие которого необходимо при покупке труб, должен иметь информацию о рекомендуемом давлении в системе, которое гарантированно выдержат приобретенные изделия.

Давление воды – особенности

Выполняя работы по монтажу системы водоснабжения или доверяя эти работы профессионалам, следует убедиться в опытности данной компании, предварительно узнав рейтинг этой организации и отзывы клиентов.

Показателем первостепенной важности является значение рабочего давления  в трубопроводе. Этот параметр зависит от нескольких показателей, в том числе материала, из которого сделаны трубы, типа трубопровода.

В том или ином участке системы давление может иметь отклонение от усредненного показателя. Выполняя контроль выполненной работы, следует обратить внимание на соответствие рабочего давления требованиям.

Планирование самостоятельных работ по организации водоснабжения в доме должно сопровождаться ознакомлением со всеми требованиями, предъявляемыми к подобным системам. Правильно выполненный монтаж обеспечит выполнение этих условий на должном уровне.

Расширительные баки и гидроаккумуляторы

Как правило, обустройство загородного участка или частного дома предусматривает наличие других водных систем, кроме водоснабжения.

К ним относятся и система пожаротушения и горячее водоснабжение, а также и система фильтрации стоков. Возможно и устройство полива территории и система отопления.

Системы водоснабжения, пожаротушения и фильтрации предусматривают наличие гидроаккумулятора. Другие системы должны быть оснащены расширительными баками. Помимо того, необходимой мерой является установка расширительных баков на этапе забора горячей воды из бака отопительной системы. Подобные меры создадут компенсацию жидкости в случае возникновения гидроудара.

Задача расширительного бака при организации подачи горячей воды – защита нагревателя от высокого давления. Гидроаккумуляторы служат для формирования резерва жидкости в системе пожарной безопасности.

Водоснабжение домов, как правило, предусматривает давление в резервуаре, обеспечивающее транспортировку воды на 60м. Такой подъем обеспечивает давление в 6 Бар.

Для обеспечения безопасного уровня давления в системе отопления используется  расширительный бак. Это связано с неизменным увеличением объема воды при изменении температуры, происходящей в результате перемещения ее по системе. Компенсация этого давления необходима для предотвращения разрушения или повреждения трубопровода.

Рекомендуется применять только баки закрытого типа. Такой тип устройства сделает систему более управляемой, чем при участии бака открытого типа, допускающего испарение жидкости и работу системы при низком давлении.

Кроме того, закрытая конструкция спасает трубы от коррозии. Еще одним плюсом закрытого бака является возможность его монтажа в том месте, где это удобно потребителю, а не только в верхней части системы.

Гидроаккумуляторы необходимы для формирования резерва воды с возможностью ее пуска в систему водоснабжения. По аналогу с расширительными баками они имеют открытую и закрытую формы.

Отрицательные черты, характерные компенсационным изделиям, справедливы для гидроаккумуляторов. Основная функция данного агрегата заключается в предотвращении гидроудара, который способен нанести непоправимый ущерб системе.

Причины возникновения гидроудара

• прекращение питания двигателя насоса, связанное с аварийными ситуациями;

• резкое открытие и закрытие вентилей в точках забора воды.

Такие действия приводят к значительному повышению нагрузки, не свойственной данной системе, которые она может не вынести. Места для забора жидкости рекомендуется оснащать баками, емкость которых составляет 0,2 литра.

Устройство гидроаккумулятора

Мембранный баллон, расположенный в баке, заполнен воздушным пространством. Приток жидкости в устройство стимулирует уменьшение объема воздуха в баллоне и возрастание давления внутри. При увеличении давления срабатывает реле, реагирующее на изменение самого давления и отключающее насос.

Дальнейший забор жидкости из резервуара стимулирует нормализацию давления и реле подает сигнал на запуск насоса. Уменьшение давления внутри системы, которое может возникнуть по причине разгерметизации конструкции, также послужит причиной отключения компрессора.  

Исходя из понимания принципа работы гидроаккумулятора понятно, что правильность выбора его объема оказывает влияние на количество срабатываний реле мембраны, значит, и на срок его службы.

Для системы снабжения водой с тремя точками раздачи воды приемлем гидроаккумулятор с объемом 24 литра, а большее количество точек предполагает емкости 50 литров. Иногда большое количество устройств требует индивидуального расчета емкости резервуара.

Давление в системе водопровода

Давление, поддерживаемое в баллоне мембранами, предназначено для обеспечения доставки воды на самую высокую точку водопроводной системы помещения.

К примеру, для подъема воды на высоту 10 метров система должна быть обеспечена давлением 1 бар. Запуск насоса обеспечивается давлением, превышающим минимальное на 0,2 бар. В данном примере это будет 1,2 бар.
 

Доставка воды на самую высокую точку конструкции предусматривает наличие давления на 0,5 бар больше минимального. Учитывая данные примера, оно будет составлять 1,5 бар.  

Расчет максимального значение давления достаточно трудоемкий процесс. Этот показатель зависит от характеристик и параметров самого насоса, сопротивления системы, возможных изменений напряжения в сети.

Учитывая сложность подобного расчета, в  системах не промышленного назначения принимают значение максимального давления, полученного путем сложения результатов давления, необходимого для запуска насоса, и показателя, необходимого для доставки воды на самую высокую точку системы. Для данного примера это будет значение, равное сумме 1,2 бар и 1,5 бар, то есть 2,7 бар.

Исходя из значения максимального давления, нужно выбирать и сам насос. Рекомендуется, чтобы напор данного изделия был на 30% больше максимального напора воды.

Рекомендации по эксплуатации

Работоспособность элементов системы следует проверять не реже одного раза в год. Прежде всего, такая проверка нацелена на выявления протечек.

Устранив их, следует проверить давление на нижнем гидроаккумуляторе, которое должно соответствовать минимальному значению. Отклонения давления в сторону уменьшения более, чем на 10%, следует устранить с помощью компрессора.

Гидравлические режимы водопроводной сети

Поверочный гидравлический расчет

Поверочный расчет — моделирование гидравлического режима работы водопроводной сети.

Цель поверочного расчета

Определение потокораспределения, скорости и потерь напора на участках, давления во всех узловых точках сети, качества обеспечения потребителей требуемым расходом с необходимым напором. Расчет производится при известных диаметрах труб и отборах воды в узловых точках.

Электронная модель позволяет имитировать поведение реально работающей системы водоснабжения или исследовать и прогнозировать её поведение в условиях, которые нецелесообразно, а может даже и невозможно воспроизвести на практике.

В зависимости от поставленной задачи, гидравлические расчеты можно производить на различные режимы работы системы водоснабжения:

• штатные режимы, при расчетных или фактических расходах;
• аварийные режимы, при расчете и анализе последствий переключения участков, включении или отключении насосного оборудования и гидрантов;
• проектные режимы при, подключении новых потребителей или планировании перекладок на сетях.

Особенности расчета

• Возможен расчет тупиковых и кольцевых водопроводных сетей, работающих от одного или нескольких источников.  
• В качестве носителя может быть указана вода или любая другая техническая жидкость, к примеру нефть, мазут и т.п. 
• Возможен расчет при фиксированном и нефиксированном потреблении воды.
• Возможен расчет с учетом графика суточной неравномерности и графика работы насосного оборудования.
• Возможен расчет на основании данных телеметрии, получаемых в режиме реального времени с приборов учета, датчиков и контроллеров, которые записываются в слой сервисом ZuluOPC.
• Возможно задание потребителей расчетным сопротивлением или изливом через отверстие.
• Имеются различные режимы работы насосного оборудования. Насосное оборудование может быть задано: функцией насоса, сохраненной в виде H-Q характеристики, значением развиваемого на насосе давления или значением напора после насоса и преобразователя частоты.
• Моделирование режимов работы различного оборудования. В модели представлено дросселирующее оборудование с постоянным сопротивлением, запорная арматура, заданная степенью открытия, регуляторы давления и расхода, водопроводные колонки и гидранты.

Исходные данные для поверочного расчета

Основным исходным данным является схема водопроводных сетей, она создается в графическом редакторе ZuluGIS. В дальнейшем, всем объектам водопроводной сети заносится необходимый для гидравлического расчета перечень атрибутов.

Любой режим определяется топологией сети, давлением на источниках, параметрами работы насосного оборудования, сопротивлениями и свойствами участков трубопроводов, параметрами установленного на сети регулирующего оборудования и требуемого на потребителях расхода, с минимальным напором (подробнее…).

Результаты поверочного расчета

• Распределение воды по участкам сети.
• Расходы, потери напора и скорости движения воды на участках.
• Давления в каждом узле.
• Расстояние и время прохождение воды до каждого элемента сети.
• Качество обеспечения потребителей требуемыми параметрами.
• Расход и давление на потребителях.

Результаты расчета записываются в базы данных по объектам и могут быть вынесены на карту, использованы для построения тематических карт, графика падения давления или собраны в виде спецификации и сохранены в отчет.

Поверочный расчет позволяет

• Определять зоны влияния источников, работающих на одну сеть.
• Определять зоны с избыточным и недостаточным давлением.
• Осуществлять наладку гидравлического режима водопроводной сети.
• Подбирать параметры регулирующего оборудования.
• Оценивать правильность принятых проектных решений и оценивать их влияние на существующий гидравлический режим.
• После сопоставления результатов расчета с данными телеметрии и манометрического обследования сети, выявлять участки с повышенным гидравлическим сопротивлением, лимитирующие пропускную способность водопроводных сетей и скрытыми утечками.
• Формировать экономически эффективные планы реконструкции сетей.
• Моделировать аварийные ситуации на сети и обосновывать мероприятия по минимизации последствий этих аварий.
• Моделировать последствия крупных отборов воды, связанных с крупными утечками и пожарами.
• Оценивать влияние переключений при передаче части воды от одного источника к другому.

Подробности поверочного расчета

См. также: Расчет резерва пропускной способности

Насосы для повышения давления воды в системе и водопроводе

Сортировать:
По умолчаниюПо имени (A — Я)По имени (Я — A)По цене (возрастанию)По цене (убыванию)По рейтингу (убыванию)По рейтингу (возрастанию)По модели (A — Я)По модели (Я — A)

Показывать:
16255075100

Испанская бесшумная самовсасывающая насосная станция ASPRI15 R 3M PRESSDRIVE (4000000744) для автома..

В наличии

17 289.00 р.

Автоматическая насосная станция с сухим ходом для повышения давления воды EJC 1/15 в системе водосна..

В наличии

6 976.00 р.

Автоматическая насосная станция с сухим ходом для повышения давления воды РКМ 60 1КР в системе водос..

В наличии

4 608.00 р.

Автоматический бесшумный насос для повышения давления Grundfos UPA 15-90 160 (59539512), производств..

В наличии

6 600.00 р.

Насос из нержавейки для автоматического повышения давления воды Grundfos UPA 15-19 N 160 1x230V 50Hz..

В наличии

13 354.00 р.

Насос для автоматического повышения давления воды в домашнем водопроводе в нержавеющем корпусе X15G-..

В наличии

2 913.00 р.

Насос для автоматического повышения давления воды в домашнем водопроводе в нержавеющем корпусе X15G-..

В наличии

3 585.00 р.

Насос для автоматического повышения давления воды в домашнем водопроводе Vodotok X15G-18 резьба 1/2 ..

В наличии

5 490.00 р.

Насос для автоматического повышения давления воды в домашнем водопроводе Vodotok X15G-18 резьба 3/4 ..

В наличии

5 490.00 р.

Автоматический бесшумный циркуляционный насос для повышения давления воды в бронзовом корпусе X20G-1..

В наличии

4 258.00 р.

Компактный вихревой насос для автоматического повышения давления X20G-18 в бронзовом корпусе резьба ..

В наличии

6 085.00 р.

Автоматический насос повышения давления воды с резьбой 1 дюйм Wilo PB-201 EA (3059254) производства ..

В наличии

14 968.00 р.

Компактный циркуляционный насос для автоматического повышения давления воды Grundfos UPA 15-120 200 ..

В наличии

9 700.00 р.

Автоматический бесшумный насос повышения давления воды с резьбой 1/2 дюйма Wilo PB-088 EA (3059251) ..

В наличии

7 520.00 р.

Бесшумный циркуляционный насос автоматического включения для повышения давления воды WRS15/110-Z. На..

В наличии

3 773.00 р.

Компактный бесшумный циркуляционный насос для повышения давления, работает в автоматическом режиме и..

В наличии

3 428.00 р.

Показано с 1 по 16 из 18 (всего 2 страниц)

Насосы для повышения давления воды в квартире и доме

Автоматический насос (автомат) для воды в квартире и частном доме

В данной категории представлены мини насосы для повышения давления воды, они добавляют к давлению водопроводной сети свое индивидуальное давление в зависимости от модификаций. Конструктивно они выпускаются с мокрым и сухим ротором, а по присоединению к водопроводной трубе различаются на 1/2, 3/4 и 1 дюймов. Все насосы подкачки воды не большого размера и относительно тихие. Устанавливаются в разрыве трубы водоснабжения в квартире, частном доме или дачи. В ассортименте нашего интернет магазина представлены знаменитые бренды такие как «Grundfos», «Wilo», «Водоток».

Управление давлением в водораспределительных сетях

Водораспределительная сеть (ЖДС) — это важная инфраструктура, предназначенная для снабжения местной пресной водой в пределах города или обозначенного района. Распределительная система, которая поставляет питьевую воду из точек подачи в точки потребления, состоит из трубопроводов, клапанов, резервуаров, насосов и т. Д. И подает воду потребителям в определенных гидравлических условиях, которые часто трудно контролировать, в основном из-за постоянных условий. рост городского населения.Целью ЖДС является обеспечение потребителей водой не только надлежащего количества и оптимального давления, но и качества, соответствующего местным нормам. Тем не менее, бесперебойная работа крупномасштабных сетей водоснабжения по-прежнему является серьезной инженерной проблемой из-за многих факторов, влияющих, таких как:

• Топографическая сложность сети

• Сложность сетевых подключений

• Различные функции системы регулирования

• Временные и пространственные изменения потребности в воде

• Трение между водой и внутренней стенкой трубопроводов

• Наличие некоммерческой воды в больших процентах

Значительная часть очищенная вода теряется и не доходит до конечного потребителя.Утечка является одной из причин потери воды и включает физические потери из труб, соединений и фитингов. К потерям также добавляются переливы из резервуаров для обслуживания. Количество утечки зависит от давления воды, возраста трубы, стандарта фитингов, типа почвы вокруг трубы и т. Д. Теоретически утечка воды из распределительной сети происходит, когда остаточное сопротивление трубы не может выдержать воздействия водяное давление. Таким образом, подходы к контролю утечки воды в основном можно разделить на две категории: улучшение сопротивления труб и снижение давления воды.

Магистраль подачи воды под давлением

Сеть WDN предназначена для подачи адекватной воды потребителям с минимально допустимым давлением в течение всего времени работы. Увеличение утечек часто наблюдается в непиковые часы, когда требования потребителей ниже, а давление в системе имеет тенденцию к повышению. Водоканалы должны постоянно прилагать усилия для снижения неизбежных потерь воды из-за протекающих труб в WDN, поддерживая давление в соответствии с требованиями.Потеря воды не только влияет на получение доходов поставщиками коммунальных услуг, но также приводит к потере чрезмерного количества энергии, необходимой для обработки неочищенной воды и распределения питьевой воды. Это непростая задача, требующая разработки методов упреждающего обнаружения утечек, а также быстрого ремонта негерметичных труб.

В WDN утечки чувствительны к давлению в трубе. Минимизация избыточного давления осуществляется с помощью системы редукционных клапанов (PRV), дроссельных регулирующих клапанов (TCV), регулирующих клапанов (FCV) и использования насосов с регулируемой скоростью (VSP).Эти клапаны представляют собой регулируемые запорные устройства, которые позволяют воде течь через них до достижения установленного давления ниже по потоку. PRV часто управляются с помощью различных подходов, таких как гидравлические или электронные контроллеры. Электронные контроллеры часто идеально используются в системах диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) в соответствии с текущими условиями эксплуатации. VSP — это насосы с частотно-регулируемым приводом (VSD). VSD регулирует скорость вращения двигателя насоса, изменяя частоту входной мощности.Изменение скорости электродвигателя может изменить гидравлические характеристики насоса (например, потребляемую мощность, расход на выходе и давление).

Гидравлическое функциональное подключение к бытовому крану (FHTC)

Другой подход — разделение WDN на разные рабочие зоны, называемые районными измеряемыми зонами (DMA) или зонами с управляемым давлением (PMA) , которые можно контролировать и управлять независимо друг от друга. Давление воды в этих зонах регулируется путем установки сетевых элементов, таких как регулирующие клапаны, на входе в зону (зоны).

Факторы, влияющие на давление в системе распределения воды

1. Давление на входе: Считается, что более высокое давление на входе всегда способствует улучшению давления на выходе, уменьшая падение давления вдоль трубопровода.

2. Расход: По мере увеличения расхода давление также увеличивается.

3. Расстояние транспортировки : Выходное давление трубопровода постепенно уменьшается по мере увеличения расстояния транспортировки.

4. Шероховатость трубы : При определенных условиях входного давления падение давления в трубе увеличивается с увеличением шероховатости стенки трубы.

Управление давлением

Регулирование давления воды в трубах оказалось важным инструментом для долгосрочного сокращения потерь в WDN. Поэтому наличие схем управления давлением является важным аспектом водных сетей. В большинстве сетей необходим активный контроль давления для минимизации потерь за счет снижения избыточного давления воды.Существует несколько методов регулирования давления в WDN. К ним относятся использование контроллеров насосов с регулируемой скоростью и применение концепции прямого доступа к памяти / модулей прямого доступа к памяти . Несколько регулирующих клапанов могут использоваться для управления давлением или расходом воды в определенных точках сети. Эти регулирующие клапаны включают, но не ограничиваются ими:

• Клапаны понижения давления (PRV), используемые для ограничения давления в трубопроводах

• Клапаны поддержания давления (PSV), используемые для поддержания давления на определенном уровне

• Клапаны регулирования давления (PCV), используемые для регулирования давления в определенной зоне в водопроводных сетях.

• Клапаны прерывателя давления (PBV), которые используются для обеспечения заданной потери давления в трубопроводе.

Методы контроля давления

1. Регулировка фиксированного давления на выходе
   Обычно в нем используется PRV без дополнительного оборудования. Это наиболее простой способ управления давлением. PRV просты в установке, эксплуатации и обслуживании. Однако большинству PRV не хватает гибкости для регулирования давления воды в разное время суток. Избыточное давление в трубах после клапана PRV увеличивает вероятность утечки или разрушения, если давление не снижается при необходимости.Это приводит к потере воды, потенциальному загрязнению и расходам, связанным с ремонтом утечек и поломок.

2. Управление давлением с временной модуляцией (TMPC )
   Подход TMPC предлагает большую гибкость регулировки давления в определенное время дня, достигаемую с помощью контроллера. Контроллер недорогой и относительно простой в настройке. Заметным ограничением TMPC является то, что он плохо реагирует на потребности в воде, такие как потребность в пожаротушении.Во время периода пожаротушения обычно требуется полное давление для борьбы со вспышкой пожара. Для эксплуатации и обслуживания установки устройств, используемых в этом подходе, требуется более высокий уровень знаний по сравнению с подходом с фиксированным выходным давлением.

3. Регулирование давления с модулированным потоком (FMPC )
   Он обеспечивает больший контроль и адаптируемость, чем управление давлением с временной модуляцией. В этом методе используется электронный контроллер, который взаимодействует с измерителем надлежащего размера и PRV, чтобы обеспечить адекватное давление воды в случае возникновения необходимого потока огня.Повышенная гибкость управления давлением с модуляцией потока обеспечивает большую экономию, чем методы управления с фиксированным выходом и с модуляцией по времени. Эта экономия также может быть уравновешена увеличением расходов на оборудование, связанное с электронным контроллером и измерителем надлежащего размера.

4. Контроль давления в замкнутом контуре (CLPC )
   В этом типе управление давлением достигается путем регулировки настроек PRV на основе давления в критической точке (ах) в PMA. В этом методе датчик давления, расположенный в критической точке (ах) сети, используется для предоставления данных в реальном времени контроллеру давления на входе PMA.Этот метод управления давлением является более сложным и дорогостоящим, но нельзя упускать из виду его потенциал для получения максимальной выгоды от управления давлением. Он обеспечивает максимальный уровень контроля, но основным недостатком является то, что при использовании этого метода существует большая вероятность отказа оборудования.

5. Безпараметрический регулятор давления
   Это еще один эффективный контроллер для регулировки давления; который основан на расходе в клапане регулирования давления (PCV) и прост в реализации.Этот метод имеет преимущества перед подходом с фиксированным выходом и регулированием давления с временной модуляцией. В этом методе используемый контроллер легко настраивается и может реагировать на изменение условий потребности в воде.

6. Подход к оптимизации
   Optimization — это мощный инструмент, используемый для достижения оптимальной регулировки открытия и настроек PRV и PCV. Оптимальное расположение, а также регулировка открытия этих клапанов жизненно важны для эффективного регулирования давления.Техника оптимизации искусственных нейронных сетей и генетического алгоритма была использована для разработки модели снижения давления в городских WDN. Было замечено, что утечка в сети может быть уменьшена более чем на 30%.

Сравнительный отчет анализа эффективности подходов к управлению давлением

Преимущества управления давлением в водораспределительных сетях

• Снижает скачки и избыточное давление

• Снижает частоту отказов труб

• Увеличивает срок службы труб

• Улучшает управление водораспределением

• Снижает потери воды из-за протекающих труб

• Экономит воду и затраты на электроэнергию

Анализ PMA в гидравлической модели WDN

Потери воды через протекающие трубы были серьезной угрозой для воды коммунальные услуги по всему миру.По общему мнению, снижение давления снизит скорость утечки, а также возможность разрыва трубы. Частые перепады давления связаны с более высокой частотой новых утечек. Нет сомнений в том, что управление давлением является фундаментальным инструментом любой стратегии управления утечками. Доступны несколько стратегий управления давлением для уменьшения утечек в системах распределения воды. Рабочие характеристики безпараметрического контроллера, а также подход к оптимизации дают преимущество перед другими стратегиями управления давлением.

С учетом последних достижений в технологии, которые привели к разработке электронных и гидравлических контроллеров в сочетании с PRV, и вероятная комбинация обоих подходов, то есть оптимизация и контроллер без параметров, могут лучше всего подходить для снижения давления в интеллектуальных водных сетях.

© Copyright DTK Hydronet Solutions, 2020

Связь между энергией и давлением в системе водоснабжения | Водоснабжение

Хотя вода, несомненно, необходима для жизни на Земле, проблема нехватки питьевой воды с годами обострилась из-за изменения климата, а также чрезмерной эксплуатации и загрязнения грунтовых вод.Сохранение и эффективность водных ресурсов имеют решающее значение для борьбы с глобальным водным кризисом. Всемирный экономический форум 2011 объявил прогноз на следующие два десятилетия, в котором предсказывалось увеличение на 20-50% по сравнению с текущим уровнем использования воды и энергии (Mosalam & El-Barad 2020). Принимая во внимание принцип Европейской водной хартии (1998 г.), гласящий, что «каждый обязан использовать воду бережно и экономно», темы, связанные с потерей воды, со временем становятся все более актуальными.

Потери воды в системе водоснабжения — серьезная проблема, с которой сталкиваются все компании водоснабжения.Ежегодно из городских систем водоснабжения по всему миру физически вытекает более 32 миллиардов кубометров очищенной воды (Kingdom et al. 2006). Высокий уровень потерь потенциально может вызвать различные проблемы, такие как нехватка воды и ограничения, которые могут быть ограничивающим фактором для дальнейшего роста и прогресса заселения. Но главная проблема заключается в том, что из-за высокого уровня потерь извлекается, обрабатывается и транспортируется гораздо больше воды, чем требуется потребителям, что дополнительно приводит к более высокому уровню потребления энергии.

Водоканалы используют большое количество энергии для работы водоочистных сооружений, в результате чего большая часть их эксплуатационных расходов приходится на счета за электроэнергию (Hasan et al. 2020). Потребление энергии в системах водоснабжения, наряду с высоким процентом потерь, еще больше усложняет управление водоснабжающей компанией. Более того, потребление воды и энергии следует учитывать при разработке политики одновременно для достижения сбалансированного освоения ресурсов (Sun et al. 2018).

Кроме того, в эпоху повышения экологической осведомленности и защиты окружающей среды в мире наблюдается тенденция к снижению потребления всех видов энергии; то есть сохранить его. В ЕС существует инициатива по созданию сети районов с положительной энергией, которая, помимо увеличения производства собственной энергии, также потребует минимизации потребляемой энергии для того, чтобы баланс был положительным.Одной из задач должна быть оптимизация систем водоснабжения для удовлетворения растущего спроса на воду и, в то же время, для решения связанных с энергетикой экологических проблем (Vakilifard et al. 2018).

Энергия, используемая для целей распределения воды, оценивается в 7% мирового потребления энергии (Coelho & Andrade-Campos, 2014). Энергия требуется для подъема воды с одной отметки на другую, для распределения воды, а также для компенсации потерь в системе.Только часть энергии, поступающей в систему водоснабжения, доставляется потребителям (Dziedzic & Karney 2014). Так же, как вода протекает, энергия рассеивается в местах утечки соответственно (Karney & Filion 2003). Несмотря на то, что утечка является основным критерием при выборе подходящих методов контроля потерь воды, следует также учитывать общее потребление энергии в системах водоснабжения. Цели, направленные исключительно на сокращение потерь воды в системе распределения или только на поддержание энергии в них, не будут достигнуты, если не будет учтена сложная связь между потреблением энергии и утечкой воды в системе (Puleo et al. 2015). Поиск оптимальной конфигурации распределительных систем для минимизации потребления энергии стал предметом многих исследований (Ramos et al. 2012; Moreira & Ramos 2013; Bolognesi et al. 2014; Mundt & Dodenhoff 2015). Эффективное управление энергопотреблением так же важно, как и управление водными ресурсами.

В этой статье обобщены результаты обширных исследований взаимосвязи между энергией системы (т.е. энергия, необходимая для работы системы водоснабжения) и потери в системе водоснабжения. Моделирование потерь в системе водоснабжения проводилось в программе EPANET. Исследование показывает, как и в какой степени снижение потерь в системе повлияло на уменьшение энергии, необходимой для распределения воды. Это становится еще более важным, поскольку в EPANET нет отчета об энергии для гравитационных систем, а есть только для насосных систем (Gómez et al. 2016).

Методы и инструменты оптимизации систем водоснабжения в том смысле, что экономия воды и энергии достигается устойчивым образом, были предметом многих исследований.В соответствии с этим одним из важнейших компонентов управления водными и энергетическими ресурсами является регулирование давления. Авторы статьи (Wu et al. 2020) пришли к выводу, что регулирование давления подразумевает поддержание высокого давления для обеспечения необходимого водоснабжения потребителей и, в то же время, снижение как утечки, так и риска разрыва труб. Управление давлением считается эффективным методом уменьшения утечки (Назиф и др. 2010). Уменьшение утечки может привести к достижению значительной экономии энергопотребления (Ociepa et al. 2019). Поскольку мировые потери воды оцениваются в 30%, это означает, что теряется такая же часть энергии (Feldman 2009). Согласно тематическому исследованию, высокие годовые затраты на электроэнергию можно снизить до 22%, если применять стратегии управления спросом (Hasan et al. 2020).

Было проведено несколько тематических исследований по измерению потребления воды и энергии до и после снижения давления, и авторы сообщили о значительной экономии воды и энергии.В своем тематическом исследовании Xu et al. (2014) обнаружил, что снижение входного давления на 5,6 м привело к экономии воды 62 633 м ³ / год на 1 км трубы, а также к соответствующей экономии 1,1 × 106 МДж энергии. Zhao et al. (2018 г.) продемонстрировал фактическое значение 14 773 м3 ³ воды (снижение на 11,9%) и 15 955 кВт · ч экономии энергии в год после реализации мероприятия по модернизации редукционных клапанов (PRV) в патрубках. Monsef et al. (2018) в своем исследовании предложили меры для достижения равномерного распределения давления и снижения избыточного давления в течение всего дня, соответственно уменьшая утечку воды и потребление энергии.Результаты их тематического исследования показали, что фоновая утечка в сети и потребление энергии снизились на 41,72% и 28,4% соответственно.

Результаты всех этих исследований продвигают управление давлением как отличный инструмент для уменьшения утечек и связанных с этим энергетических преимуществ. Они показали числовые значения того, насколько снижение давления влияет на энергосбережение, на основе измеряемых данных в реальных системах.Хотя взаимосвязь между потреблением энергии и давлением в системах водоснабжения была предметом многих исследований, методология предварительной оценки экономии энергии (которая происходит из-за снижения давления в системе) еще не предложена.

В этом документе предлагается методология, которая позволит руководству предприятия водоснабжения заранее оценить энергосбережение в системе водоснабжения на основе гидравлической модели системы, реализованной в программном обеспечении EPANET.Представлена ​​методика расчета общей необходимой энергии в системе водоснабжения, основанная на знании основных данных о ней: конфигурации системы, расхода воды и количества потерь воды в системе. Кроме того, цель состоит в том, чтобы показать изменение энергии системы, которое происходит в результате изменений скорости утечки, и, как следствие, возможность экономии энергии для улучшения управления энергией и водными ресурсами.

Общую энергию, поступающую в системы водоснабжения, можно разделить на потенциальную энергию и кинетическую энергию.Потенциальная энергия — это энергия, которая вводится в систему через резервуары и резервуары. Кинетическая энергия вводится в систему через насосы.

Характерно, что в системе водоснабжения энергия объединяет два ключевых параметра системы: давление и расход. Он был рассчитан с использованием уравнения (1) Dziedzic & Karney (2014): (1) где:

Согласно Закону сохранения энергии, количество энергии, поступающей в систему, равно количеству энергии, которое она уходит, поэтому общая поданная энергия ( E _{поставлена ​​} ) преобразуется в:

• энергия, рассеиваемая в трубах, насосы и клапаны из-за трения и неэффективности ( E _{рассеивается} ),

• потеря энергии из-за утечки воды под давлением ( E _{потеряна} ) и

• энергия, подаваемая в виде давления ( E _{доставлен} ),

, как указано в уравнениях (2) — (5), Dziedzic & Karney (2014): (2)

Рассеиваемая энергия рассчитывается по формуле: (3) где:

Потери энергии рассчитываются с помощью уравнения: (4) где:

• ΔH — разница напора между внутренней и внешней стороной трубы (м),

• Q _утечка — это утечка потока (м ³ / с).

Доставленная энергия рассчитывается по формуле: (5) где:

• H _узел — напор доставлен в узел (м),

• Q _{доставлен} — поток, доставленный в узел (м ³ / с).

Как видно из уравнений (3) и (4), минимизация потерь в системе напрямую вызывает уменьшение рассеиваемой энергии и потерь энергии.Из уравнения (5) можно сделать вывод, что снижение давления в системе (и, следовательно, уменьшение напора, подаваемого в узел), приводит к уменьшению передаваемой энергии. Основным преимуществом и причиной реализации стратегии управления давлением является уменьшение утечки (Garmendia и др. 2019), но, как видно, снижение давления повлияет на уменьшение общей подаваемой энергии в системе. Поэтому снижение давления было выбрано в процессе анализа связи между энергией в системе и утечкой в ​​ней.

Системы водоснабжения — сложные системы, и поэтому ими очень сложно управлять. Проектирование моделей системы, моделирование различных сценариев системы водоснабжения, а затем адекватный анализ результатов моделирования могут оказаться большим подспорьем для принятия правильных решений в управлении системой. С этой целью была спроектирована гипотетическая система водоснабжения и проанализировано влияние снижения давления на снижение общей энергии в системе.Это дает некоторое представление о возможности экономии энергии наряду с сокращением потерь воды. Экономию энергии можно рассчитать для каждого сценария снижения потерь воды.

Гипотетическая система водоснабжения, используемая для моделирования, достаточно хорошо представляет реальную систему с учетом параметров реальных систем, в первую очередь — утечки, а также изменения спроса в течение дня. В то же время теоретическая система понятна в том смысле, что в ней можно отобразить метод оценки энергии.Он моделируется программным обеспечением EPANET, в котором модель утечки создается с использованием программной функции, так называемых «излучателей». Эта опция физически вводит вымышленную трубу между узлом и вымышленным резервуаром. Напор вымышленного резервуара на самом деле представляет собой высоту узла. Потери потерь рассчитываются как поток через фиктивную трубу.

В программном обеспечении EPANET общая утечка рассчитывается как сумма утечек всех узлов в соответствии с уравнением (6) 🙁 6) где:

• Q _утечка — расход утечки (м ³ / с),

• n — количество узлов в модели,

• C _i — коэффициент излучения,

• P — давление в узле (м),

• N ₁ — показатель степени.

Значения C _i и N ₁ не являются постоянными для данной системы, а зависят от давления, при котором они оцениваются (Van Zyl & Cassa 2014).

Система состоит из 45 узлов и 62 труб одинаковой длины и длиной 200 м. Схема системы с указанием диаметров труб (в миллиметрах) представлена ​​на рисунке 1.Высота узлов системы приведена в таблице 1. Вода в систему подается цистерной, высота которой составляет 100 м. Потери воды в системе моделируются программной функцией «Emitters». Это означает, что потребление в каждом узле увеличивается из-за наличия утечек. Значение коэффициента «Эмиттер» 0,225 принято для каждого узла, так что участие потока утечки (полученного из уравнения (6)) в общем потоке потребления составляет 58%.

Таблица 1

Значения давления в узлах до и после снижения давления

57

Рисунок 1

Схема гипотетической системы с позициями PRV.

Рисунок 1

Схема гипотетической системы с позициями PRV.

Анализ взаимосвязи между снижением потерь воды и снижением давления был предметом многих исследований.Уменьшение утечки рассчитывается как функция снижения давления в соответствии с общепринятым уравнением (Lambert 2001): (7) где:

• P ₀ — начальное давление (м),

• Q ₀ — начальный расход утечки (м ³ / с),

• P _{1 1 1} — скорректированное давление (м),

• Q ₁ — скорректированный расход утечки (м ³ / с),

• N — показатель степени.

Большинство математических моделей приняли уравнение (7) в качестве основы для моделирования утечек, приняв различные значения показателя степени N . Показатель степени N зависит от типа отверстия и гибкости материала трубы. В приведенных выше уравнениях показатель степени N может находиться в диапазоне от 0,50 до 2,50, в зависимости от преобладающего типа утечек, а также от комбинации типов утечек (Lambert 2001).В нашем моделировании используется значение 0,5, поскольку лабораторные испытания конкретных утечек в трубах, проведенные другими исследователями, показали, что для круглых отверстий показатель утечки близок к 0,5 независимо от материала трубы или размера отверстия (Van Zyl & Malde 2017), или даже форма отверстия (De Paola & Giugni 2012).

Давления в узлах гипотетической системы водоснабжения до понижения давления приведены в таблице 1.

Высокие напоры (более 60 м) получены в узлах с 28 по 45. По этой причине снижение давления выбрано как мера уменьшения утечки. Снижение давления достигается за счет введения PRV в модели системы EPANET. Клапаны PRV расположены на трубах, по которым вода попадает в зоны с высоким давлением. Предлагаемые положения PRV показаны на рисунке 1.

Следовательно, давление снизилось; то есть в некоторых частях системы показатели давления были снижены до 60% (Таблица 1).

Энергия подается в систему через резервуар. Впоследствии она распределяется в сети в различных формах: рассеиваемая энергия, потеря энергии и доставка энергии. На основе указанных ранее уравнений, а также результатов, полученных при моделировании системы в программном обеспечении EPANET, были получены значения этих форм энергии в двух сценариях до и после снижения давления.

Значения для E _{поставлено} и E _{рассеяно} получены на основе выходных результатов программного обеспечения EPANET с использованием уравнений (3) и (5). Оценка потерь E основана на уравнении (4). Также предлагается новое уравнение, с помощью которого задается соотношение между E _{потерянным} до и после снижения давления.

Потери энергии зависят от потока утечки и давления потока. Поток утечки для каждого из узлов в системе был рассчитан на основе разницы между потребностью в каждом узле системы с моделируемой утечкой (путем введения коэффициента эмиттера для каждого узла) и потребностью в каждом узле системы без моделирования утечки. . Все данные о спросе на узлы (в обоих сценариях) были получены из модели EPANET.Обработка результатов модели позволяет получить поток данных для каждого узла в обоих сценариях, то есть поток с включенной утечкой и поток без нее. Для каждого узла разность расхода с включенной утечкой и расхода без нее представляет собой поток утечки для узла.

Поток утечки всей системы получается как сумма потоков утечки всех узлов в системе (уравнение (8)) 🙁 8) где:

• Q _утечка — расход утечки (м ³ / с),

• Q _{потребность + утечка} — расход утечки (м ³ / с),

• Q _спрос — поток спроса (м ³ / с),

• n — количество узлов в модели.

После снижения давления расход утечки ( Q _утечка ) уменьшается. Следовательно, потеря энергии также уменьшается с помощью уравнения (4).

Согласно уравнению (4), потеря энергии пропорциональна разнице напора между внутренней и внешней стороной трубы, ΔH , что на самом деле является давлением потока (Karney & Filion 2003).Принимая это во внимание, вместе с уравнениями (4) и (7) предлагается новое уравнение (9), по которому соотношение между потерями энергии до и после снижения давления представляется следующим образом: (9) где:

• E _lost1 — потеря энергии после снижения давления (кВтч),

• E _lost0 — потеря энергии до снижения давления (кВтч),

• P ₀ — начальное давление (м),

• Q ₀ — начальный расход утечки (м ³ / с),

• P ₁ — пониженное давление ( м),

• Q ₁ — скорректированный расход утечки (м ³ / с).

Оценка потерь E основана на данных EPANET для потока утечки и давления потока.

Исследование снижения энергии в системе включало анализ следующих видов энергии: энергия, рассеиваемая в трубах (из-за трения и неэффективности), энергия, теряемая из-за утечки, и энергия, подаваемая в виде давления.Уменьшение каждой формы энергии в системе регистрируется в результате падения давления с помощью различных уравнений.

Потери энергии получают по новой описанной методике, которая основана на определении расхода утечки каждого узла и давления в нем. Кроме того, определено новое уравнение (9), которое показывает, как изменение давления влияет на E _{потерянный} .

На рисунке 2 на диаграмме представлены изменения энергии, потерянной в течение дня в двух сценариях: до и после снижения давления.Уменьшение суточных потерь энергии, рассчитанное по сценарию после снижения давления, составляет 32,4% от значения суточных потерь энергии.

Рисунок 2

Изменение энергии в течение дня (до и после снижения давления в системе).

Рисунок 2

Изменение энергии в течение дня (до и после снижения давления в системе).

Рассеиваемая энергия определяется на основе потерь напора для каждой трубы в системе, рассчитанных в EPANET.Это зависит от шероховатости трубы, диаметра трубы и скорости потока. Снижение давления приводит к уменьшению потока через трубы, а также к уменьшению рассеиваемой энергии. Рассеивание энергии изменяется в течение дня в двух сценариях до и после снижения давления, как показано на диаграмме (Рисунок 2).

Поставляемая энергия зависит от потребности в воде и давления потока. Снижение давления приводит к уменьшению утечки в узле ( Q _{i, утечка} ), что затем приводит к снижению общего потребления в узле ( Q _{i, утечка + спрос} ).Затем утечка во всей системе уменьшается в соответствии с уравнением (8), а также снижается подаваемая энергия. На рисунке 2 диаграмма иллюстрирует изменения энергии, поставляемой в течение дня, в двух сценариях, до и после снижения давления.

В случае гипотетической системы водоснабжения после падения давления наибольшая скорость снижения регистрируется в компоненте потери энергии.Это можно объяснить высокими уровнями потерь и высоким давлением, которые преобладают в системе до понижения давления.

Кроме того, нельзя пренебречь сокращением поставляемой и рассеиваемой энергии. Чтобы представить схему общего снижения энергии в системе за счет снижения давления в ней, обзор общего изменения энергии в течение дня в двух сценариях представлен на Рисунке 3.Основываясь на анализе гипотетической системы водоснабжения, снижение давления приводит к снижению потребления энергии на 22% в день, в то время как экономия воды составляет 9%.

Рисунок 3

Общее изменение энергии в течение дня (до и после снижения давления в системе).

Рисунок 3

Общее изменение энергии в течение дня (до и после снижения давления в системе).

Различные положения и характеристики PRV в системе приведут к другому процентному снижению энергии системы.Для экономии энергии оптимальное положение PRV в системе — это такое, которое приводит к максимальной экономии энергии. Расположение PRV необходимо выбирать с учетом ограничений по доступности воды на каждом узле и минимально необходимого давления.

Целью данной проверки является применение метода к реальной системе водоснабжения и сравнение результатов с измеренными данными.

Метод применяется к части торговой сети города Подгорица (Черногория).Насосы из пяти скважин поднимают воду из-под земли и сбрасывают ее прямо в распределительную систему. Трубы изготавливаются из полиэтилена, их диаметр составляет от 90 до 200 мм. Общая длина труб составляет около 35 км. Количество подключений приблизительно 9760. Высокие потери воды в сети (55%). Система смоделирована в EPANET, и ее схема показана на рисунке 4.

Рисунок 4

Схема системы.

Рисунок 4

Схема системы.

Данные о давлении берутся из базы данных измерительной станции (в составе насосной станции), а также данные о потреблении энергии. Для дальнейшего анализа были выбраны почасовые данные о давлении в течение двух характерных дней: День 1 — когда давление было выше; День 2 — когда напор был ниже (Рисунок 5).

Рисунок 5

Изменение давления в течение дня 1 и дня 2.

Рисунок 5

Изменение давления в течение дня 1 и дня 2.

Измеренное потребление энергии за одни и те же дни, почасово, показано на рисунке 6. Кроме того, на диаграмме также представлены расчетные энергозатраты для более высокого и низкого давления, основанные на предлагаемом методе. Согласно анализу реальной системы, снижение давления приводит к снижению энергии на 16% в день.

Рисунок 6

Сравнение измеренного и расчетного энергопотребления.

Рисунок 6

Сравнение измеренного и расчетного энергопотребления.

При сравнении измеренного с расчетным потреблением энергии заметна разница, которая составляет до 7%. Это может быть следствием исходных данных для моделирования реальной системы:

• выбранное значение показателя утечки N ₁ ;

• выбранное значение коэффициента «Эмиттер» C _i ;

• точные позиции утечки могут быть неизвестны, хотя в EPANET утечка назначается каждому узлу пропорционально потребности узла;

• Хотя реальный спрос может измениться из-за давления, в модели предполагается, что спрос останется неизменным.

Предполагается, что такие отклонения могут быть сведены к минимуму с помощью калибровки модели, поэтому предлагаемый метод можно рассматривать как достаточно точный для прогнозирования энергосбережения из-за снижения давления.

Предлагаемый метод позволяет водоканалам заранее оценить экономию энергии за счет снижения давления.Таким образом, руководство может заранее протестировать различные сценарии снижения давления (снижение давления в разных зонах, разные местоположения PRV, различные степени снижения и т. Д.) И получить различную экономию энергии для каждого из них. После этого можно выработать лучшую стратегию экономии воды и энергии. Такой анализ можно использовать для предварительного определения зон, наиболее пострадавших с точки зрения энергоэффективности.

Кроме того, когда дело доходит до управления давлением, известно, что разделение системы на области (области управления давлением — PMAs) позволяет более эффективно контролировать давление и упрощает мониторинг системы.Предлагаемый метод получения данных по энергосбережению может быть полезен для создания дополнительных критериев для установления этих территорий. Таким образом, разделение распределительной сети на более мелкие подсети приведет не только к управлению потерями, но и к управлению энергопотреблением. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оценку весовых коэффициентов в многокритериальном анализе, которые будут присвоены этим дополнительным критериям.

Наконец, применение предложенной методологии в программном обеспечении, используемом для моделирования систем водоснабжения, может быть полезным, поскольку в таком программном обеспечении, как EPANET, нет отчета об энергии для самотечных систем, а есть только для насосных систем.Уравнения, предложенные в этой статье, могут стать основой для улучшения программного обеспечения. В связи с этим для гидравлической модели системы будут доступны данные о потреблении энергии (потеря энергии, рассеиваемая энергия и доставленная энергия). Это означает, что данные об энергосбережении можно легко получить для каждого изменения параметров системы (давление, потребность, утечка и т. Д.).

Преимущества управления давлением в сети

Управление давлением считается самым выгодным и рентабельным мероприятием по управлению утечками.Большинство разрывов труб происходит не только из-за высокого давления, но, скорее, из-за постоянных колебаний давления, заставляющих трубы непрерывно расширяться и сжиматься, что приводит к трещинам под напряжением. Однако существует физическая зависимость между скоростью потока утечки и давлением. Чем выше или ниже давление, тем выше или ниже скорость утечки. Таким образом, давление должно быть минимальным, не затрагивая потребности потребителей.

Водоканалы измеряют свое качество, в том числе, по тому, имеется ли у потребителя достаточное давление.Поэтому коммунальные предприятия часто используют постоянное давление на входе в отдельные зоны / районы, чтобы обеспечить потребителям достаточное давление в любое время дня.

Уровень давления у потребителей

Давление у потребителей зависит от трения в подающей магистрали. Для компенсации трения давление на входе обычно выше требуемого минимального давления.

Однако трение зависит от расхода и, следовательно, зависит от расхода.Постоянное давление на входе означает, что давление у потребителей меняется в течение дня. Фактически это означает, что давление у потребителей будет самым высоким в то время, когда они меньше всего нуждаются в воде — и самым низким, когда они фактически потребляют много воды — например, утром и вечером.

22 часа при слишком высоком давлении?

Чтобы гарантировать, что потребитель никогда не будет испытывать слишком низкого давления, давление на входе обычно устанавливается на основе пиков потребления.

Типичная структура потребления воды показывает, что потребление является высоким только в течение короткого времени в течение дня. Конечно, могут быть исключения — как, например, если в этом районе есть промышленность, потребляющая воду, — но обычно при высоком потреблении не более двух часов в день.

Постоянное давление на входе на самом деле приводит к тому, что давление оказывается выше необходимого в течение 22 часов в день.

Высокое давление оказывает огромное влияние на распределительную сеть.Это касается общего срока службы компонентов и количества трещин и разрывов труб. Узнайте больше о преимуществах использования регулирующих клапанов.

Более низкое давление уменьшает разрывы и утечки труб, а значит, и воду, не приносящую дохода.

Существует прямая зависимость между давлением и количеством разрывов трубы. Международное исследование показало, что снижение среднего давления на 37% приводит к сокращению количества разрывов труб на 51% (источник).

Кроме того, высокое давление также приводит к увеличению потерь воды из-за протечек.Это связано с тем, что утечка из отверстий в трубопроводе сильно зависит от давления. Если, например, имеется отверстие диаметром 5 мм при давлении 5 бар, потеря воды составит 11 520 м ³ в год. Если, с другой стороны, давление понижается до 4 бар, годовые потери воды уменьшатся на 11%, что соответствует 1 267 м ³ (источник (датский)). Потеря воды также означает повышенное потребление энергии. В пересчете на кВтч это соответствует прибл. Экономия 267 кВтч на отверстие в трубопроводе диаметром 5 мм (на основе потребления Grundfos CR32-4 при давлении 5 бар) (источник).

См. Примеры применения регулирующих клапанов.

Эффективное управление давлением в зависимости от времени или расхода

Имеет смысл снизить давление в распределительной сети, и это легко сделать без ущерба для качества. За счет снижения входного давления в периоды с низким потреблением поддерживается приемлемое минимальное давление у потребителей, в то время как перерывы и неудобства из-за разрывов и разрывов труб сокращаются. Кроме того, потребители в целом будут испытывать более равномерное давление в течение дня.

Установка регулирующего клапана на входе в район или зону может помочь достичь очень эффективного контроля давления в зависимости от времени или расхода. Ознакомьтесь с нашим широким ассортиментом регулирующих клапанов.

Управление давлением по времени

Управление давлением на основе времени позволяет регулировать давление в районе / зоне на основе заданных значений. Таким образом, клапан может понижать давление в периоды ожидаемого низкого потребления и снова повышать его, когда потребление увеличивается.Таким образом можно значительно снизить среднее давление.

Управление давлением на основе расхода

С точки зрения заказчика, управление давлением на основе расхода — лучший способ регулирования давления. Регулировка использует сигнал от расходомера для регулировки давления на выходе регулирующего клапана в соответствии с потребляемым током. Это снизит среднее давление, и давление у потребителей станет более стабильным. Такое регулирование учитывает изменения в потреблении, выходящие за пределы нормального диапазона, такие как периоды отпусков, потребление воды через пожарные гидранты и другие аномальные модели потребления.

Оценка напора и зон давления в водораспределительных системах с помощью искусственных нейронных сетей

Сбор данных

Применение метода с искусственными нейронными сетями требует подготовки набора обучающих данных. Набор должен включать обучающие примеры, представляющие входные и выходные переменные в рамках исследуемой изменчивости. В данной работе набор случаев был получен на основе результатов расчетов для систем распределения воды для момента времени пика распределения воды.Гидравлические расчеты основывались на данных восьми существующих систем водоснабжения. Кроме того, основные варианты были модифицированы для получения систем, требующих зонирования по давлению. Для условий разного давления применялись сетевые насосные станции или редукторы давления. Таким образом, в обучающий набор входят кейсы, требующие зонирования и применения вышеперечисленных устройств. Некоторые варианты расчетов касались водораспределительных систем с неправильными диаметрами труб; тем не менее, обучающие примеры представляют надлежащие условия, а также условия, требующие корректировки конструкции системы распределения воды.

Проблема оценки системы распределения воды рассматривалась как задача классификации. Для этого была определена номинальная переменная CWDS (класс водораспределительной системы), которая включает пять классов, описывающих проблемы, возникающие из-за неправильных значений напора, и один класс, связанный с правильным курсом гидравлической линии уклона от выбранного узла водораспределения до узел водоснабжения. Анализ проводился для каждого узла отдельно; следовательно, соответствующий класс впоследствии был присвоен данному узлу в системе распределения воды с помощью искусственной нейронной сети.Классы и соответствующие им метки определены следующим образом:

• напор в данном водораспределительном узле выше максимального значения в результате слишком высокого напора в водопроводном узле (метка PHA — Pressure Head Above),

• напор в данном узле ниже требуемого значения из-за слишком низкого напора воды в подающем узле (этикетка PHB — Напор ниже),

• Рекомендуемая корректировка диаметра трубы для снижения потерь давления между узлом водоснабжения и данным узлом водораспределительной системы (этикетка RDC — Рекомендуемая корректировка диаметра),

• рекомендуется установка сетевой насосной станции в данном узле и разделение за данным узлом выделенной зоны давления (этикетка NPS — Network Pumping Station),

• рекомендуется установка редуктора давления в данном узле и разделение после данного узла отдельной зоны давления (этикетка PRD — «Редуктор давления»),

• надлежащего напора и гидравлической линии оценки между узлом водоснабжения и выбранным узлом системы распределения воды (этикетка PHGL — надлежащая гидравлическая линия оценки).

Присвоение узлу данного класса зависит от параметров, описывающих рельеф местности, длины трубы от узла водоснабжения до отдельных узлов водораспределительной системы, напора водоснабжения и напора в отдельных узлах, потерь давления и высоты неровностей на внутренние стенки труб. Для точного описания параметров, характеризующих класс переменной CWDS, компоненты входного вектора X для обучения искусственной нейронной сети определены следующим образом:

• х
  ₁ напор на узле водоснабжения,

• х
  ₂ длина кратчайшего расстояния в сети от узла подачи до выбранного узла водораспределительной системы,

• х
  ₃ разность уровней земли между узлом снабжения и выбранным узлом,

• х
  ₄ наибольшая разница в уровнях земли на кратчайшем расстоянии между узлом снабжения и выбранным узлом,

• х
  ₅ сумма потерь давления по кратчайшему расстоянию между подающим узлом и выбранным узлом водораспределительной системы,

• х
  _{6 ​​} наибольший напор на кратчайшем расстоянии между узлом подачи и выбранным узлом водораспределительной системы,

• х
  ₇ средневзвешенное значение абсолютной шероховатости k трубопроводов на трассе между узлом подачи и выбранным узлом системы,

• х
  ₈ напор в выбранном узле системы.

Согласно контролируемому обучению, соответствующий класс переменной CWDS был назначен каждому узлу после вычисления соответствующих им компонентов входного вектора X . При подготовке обучающего набора использовался принцип, согласно которому вода в системе водоснабжения должна распределяться на кратчайшем расстоянии от источника водоснабжения до пользователя. Для вычисления компонент вектора X была разработана численная процедура, которая выполнила вычисление отдельных компонентов вектора X для всех узлов водораспределительной системы, питаемых от источника питания, и сохранила полученные значения в обучающем наборе данных.Кратчайшее расстояние между источником подачи и последовательными узлами водораспределительной системы было рассчитано с помощью алгоритма Дейкстры [37]. Наконец, был получен набор из 8427 обучающих примеров, представляющих все классы. На рисунке 1 показан процесс сбора данных для обучающей выборки.

Рис.1

Схема сбора данных для обучающей выборки

Разработка модели нейронной сети

Нейронные сети могут иметь любое количество слоев и любое количество нейронов в каждом слое.Количество нейронов во входном и выходном слоях определяется задачей, которую решает модель. Основная проблема при проектировании нейронных сетей — это выбор количества скрытых слоев и количества нейронов в каждом из слоев. Другой аспект — выбор функции активации и функции ошибки. Чтобы определить начальное количество нейронов в скрытых слоях, примените формулу, предложенную Хехтом-Нильсеном [38]:

, где L — количество нейронов в скрытом слое, а N — количество входных нейронов.

Поиск наиболее выгодной архитектуры нейронной сети осуществляется путем увеличения количества нейронов в скрытых слоях и количества слоев. Следует помнить, что увеличение количества нейронов в скрытых слоях может привести к проблеме чрезмерной подгонки.

Обучение многослойного персептрона разной архитектуры привело к внедрению нейронной сети, состоящей из следующих элементов:

• входной слой с 8 нейронами, соответствующими компонентам входного вектора X ,

• первый скрытый слой, состоящий из 85 нейронов с функцией логистической активации,

• второй скрытый слой, состоящий из 68 нейронов с функцией логистической активации,

• выходной слой из 6 нейронов с функцией активации Softmax, где нейроны соответствуют компонентам переменной CWDS.

Схема искусственной нейронной сети для классификации переменных компонентов CWDS представлена ​​на рис. 2.

Рис. 2

Схема нейронной сети для оценки напора и зон давления в водораспределительных системах

Благодаря применению функции активации Softmax в выходном слое для неклассифицированных случаев можно было оценить вероятность отнесения каждого случая к отдельным классам.Детальная оценка результатов классификации полученной нейронной сетью для отдельных подмножеств случаев представлена ​​матрицей неточностей. Это квадратная матрица, в которой информация о присвоении каждому классу дана в строках, а информация о классе, в котором отдельный пример классифицируется классификатором, дана в столбцах. Правильно классифицированные образцы располагаются по диагонали, а неправильно классифицированные — вне диагонали. Примеры, расположенные за пределами диагонали, показывают, какой класс был им неправильно отнесен.В верхней части таблицы приведены общие статистические данные: общее количество случаев каждого класса в наборе данных и количество случаев, классифицированных как правильные, неправильные и неизвестные.

В таблице 1 представлены результаты классификации для обучающего подмножества, в таблице 2 — для проверочного подмножества и в таблице 3 — для тестового подмножества. Классификация точности составляет 0,958, 0,945 и 0,938 для подмножеств обучения, проверки и тестирования соответственно. Результаты, представленные в таблицах для подмножеств обучения, проверки и тестирования, показывают, что разработанная сеть MLP может правильно предсказать переменную класса CWDS.Соответственно, нейронная сеть применяется для разработки методов оценки напора и зонирования давления в системах распределения воды.

Таблица 1 Результаты классификации обучающей подгруппы
Таблица 2 Результаты классификации для подмножества валидации
Таблица 3 Результаты классификации для тестируемой подгруппы

Результаты, представленные в таблицах 1, 2 и 3, указывают на очень высокий уровень классификации. Неправильные результаты можно дополнительно оценить по значению активации нейронов в выходном слое.

Мониторинг скачков давления в водопроводной сети — Университет Монаша

TY — JOUR

T1 — Мониторинг скачков давления в водопроводной сети

AU — Ратнаяка, Суранджи Удита Приянкара

AU — Шаннон, Бенджамин Майкл

— Rajeev, Pathmanathan

AU — Kodikara, Jayantha Kumarasiri

PY — 2016

Y1 — 2016

N2 — Старение инфраструктуры водоснабжения — одна из основных проблем, с которыми в настоящее время сталкиваются предприятия водоснабжения во всем мире, и требуются срочные решения в целях сохранения целостности водопроводной сети.Для использования моделей прогнозирования разрушения труб важна точная информация о нагрузках, действующих на эти трубы. Давление воды (установившееся и переходное) — одна из ключевых нагрузок, которую необходимо точно оценить, чтобы повысить предсказуемость отказов труб. В этом документе представлены результаты программы мониторинга давления, которая была проведена для измерения колебаний давления во время переходных процессов давления в трех выбранных участках сети в Австралии. Измерения давления проводились на участках сети, которые считались чувствительными к скачкам давления.Были определены потенциальные источники переходных процессов давления, и в выбранных местах каждой сети были установлены высокоскоростные регистраторы данных для измерения и отслеживания переходных процессов давления. Переходные процессы давления, возникшие во время нормальной работы, измерялись в течение одного месяца в каждой выбранной секции. Кроме того, некоторые переходные процессы давления были сделаны вручную для имитации различных давлений из-за запусков насосов в сети. Колебания давления, которые потенциально могут привести к отказу трубопровода, были измерены во многих местах во время программы мониторинга (в этой статье сообщалось о нескольких выбранных отказах).Следовательно, влияние переходных процессов давления нельзя игнорировать при прогнозировании разрушения трубопровода.

AB — Старение инфраструктуры водоснабжения — одна из основных проблем, с которыми сталкиваются предприятия водоснабжения во всем мире в настоящее время, и требуются срочные решения для поддержания целостности сети водоснабжения. Для использования моделей прогнозирования разрушения труб важна точная информация о нагрузках, действующих на эти трубы. Давление воды (установившееся и переходное) — одна из ключевых нагрузок, которую необходимо точно оценить, чтобы повысить предсказуемость отказов труб.В этом документе представлены результаты программы мониторинга давления, которая была проведена для измерения колебаний давления во время переходных процессов давления в трех выбранных участках сети в Австралии. Измерения давления проводились на участках сети, которые считались чувствительными к скачкам давления. Были определены потенциальные источники переходных процессов давления, и в выбранных местах каждой сети были установлены высокоскоростные регистраторы данных для измерения и отслеживания переходных процессов давления.Переходные процессы давления, возникшие во время нормальной работы, измерялись в течение одного месяца в каждой выбранной секции. Кроме того, некоторые переходные процессы давления были сделаны вручную для имитации различных давлений из-за запусков насосов в сети. Колебания давления, которые потенциально могут привести к отказу трубопровода, были измерены во многих местах во время программы мониторинга (в этой статье сообщалось о нескольких выбранных отказах). Следовательно, влияние переходных процессов давления нельзя игнорировать при прогнозировании разрушения трубопровода.

кВт — Выход из строя трубы

кВт — Контроль давления

кВт — Переходное давление

кВт — Системы водоснабжения

UR — http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85027941950&partnerID=8YFLogxK

U2 — 10.1007 / s11269-015-1172-y

DO — 10.1007 / s11269-015-1172-y

M3 — артикул

VL — 30

SP — 471

EP — 485

—

JO Управление водными ресурсами

JF — Управление водными ресурсами

SN — 0920-4741

IS — 2

ER —

DMA и управление давлением — Центр знаний

Однокамерный и двухкамерный клапан — сравнение конструкций

Гидравлические регулирующие клапаны используются для реализации определенных функций управления в системах водоснабжения, таких как управление давлением и расходом, дистанционное открытие / закрытие, контроль уровня воды в резервуарах и резервуарах и многих других.

скачать PDF

Последние разработки в области прогнозирования выгод и периодов окупаемости внедрения различных вариантов управления давлением

Существенные успехи были достигнуты членами Целевой группы IWA Water Loss за последние несколько лет в разработке практических методов управления водными потерями, включая преимущества активного управления давлением, расчет частоты экономического вмешательства для активного контроля утечек и экономические уровни утечки.

скачать PDF

Прогресс в практическом прогнозировании соотношений давление-утечка, частота разрыва давления и соотношение давление-потребление

За последнее десятилетие были достигнуты существенные успехи в разработке практических методов понимания и прогнозирования того, как давление влияет на скорость утечки и частоту скачков в распределительных системах, а также на некоторые элементы потребления.

скачать PDF

Включение влияния управления давлением в расчет краткосрочных уровней утечки

В течение 2005 и 2006 годов исследования и публикации членов Целевой группы IWA по потерям воды показали, вне всяких разумных сомнений, что управление нагонами и избыточным давлением может иметь значительное влияние на частоту новых утечек и разрывов в системах распределения воды.

скачать PDF

Опыт и результаты, достигнутые во внедрении районных зон измерения (DMA) и зон управления давлением (PMA)

Этот документ призван продемонстрировать, что посредством практического применения передовых методологий значительное повышение эффективности распределительных систем не только возможно, но и может служить примером, побуждающим другие коммунальные предприятия
улучшить свои показатели.

скачать PDF

% PDF-1.7
%
1 0 obj
> / OCProperties >>>] / ON [87 0 R] / Order [] / RBGroups [] >> / OCGs [87 0 R 146 0 R] >> / Outlines 5 0 R / Pages 2 0 R / Type / Catalog >>
эндобдж
145 0 объект
> / Шрифт >>> / Поля 150 0 R >>
эндобдж
86 0 объект
> поток
заявка / pdf