17. Зонные системы водоснабжения. Экономические и технические обоснования зонирования.

Разделение единой системы водоснабжения на отдельные системы для каждой группы потребителей, предъявляющих разнородные требования к подаваемой воде принято называть зонированием системы водоснабжения, а сами системы - зонными.

Зонирование применяется и в городских, и в промышленных водопроводах. Зонирование водопроводной сети снижает недопустимо высокие напоры, уменьшает затраты электроэнергии на подъем воды, сокращает утечки. Зонные водопроводы устраивают при значительной разности отметок и большой протяженности охватываемой водопроводом территории. Различают два основных типа зонных систем: параллельное и последовательное.

Рис. 5. Схема параллельного зонирования

1 - насосная станция; 2 - водонапорная башня зоны I; 3 - водонапорная башня зоны II; 4 - водоводы.

В системах параллельного зонирования, схемы которых представлены на рис.5, зоны включаются параллельно и вода поступает в каждую зону отдельно по своим водоводам

В здании насосной станции для каждой зоны установлены отдельные группы насосов, отличающиеся по производительности и напору. Каждая зона рассчитывается как отдельный объект водоснабжения.

При последовательном зонировании вода в полном объеме водопотребности объекта сначала подается в нижнюю зону, часть ее (в объеме водопотребности верхней зоны) транзитом проходит через нижнюю зону и далее отдельной группой насосов передается в верхнюю зону.

Рис. 6. Схема последовательного зонирования: а - вертикальная; б - горизонтальная 1 - насосная станция зоны I; 2 - резервуары; 3 - насосная станция зоны II; 4 - водонапорная башня зоны II; 5 - водоводы.

Техническая необходимость: в наиболее высоко расположенной (диктующей) точке сети должен быть обеспечен необходимый свободный напор, а в нижней точке напор не должен превышать 60 м.

Экономическая необходимость: зонирование может быть осуществлено и в целях повышения экономичности системы за счет снижения затрат электроэнергии насосами на подъем воды. Общая затрата энергии насосами на подачу воды в сеть может быть определена по формуле: Э = Э_г + Э_т + Э_у, где Эг - энергия, затрачиваемая но подъем воды отдельным потребителям и создание необходимых напоров; Э_т - энергия, затрачиваемая на преодоление гидравлических сопротивлений; Э_у - затраты энергии на бесполезную работу при подъеме общего количества воды под избыточным напором по сравнению с полезным.

Снижение энергозатрат может быть достигнуто только за счет снижения Э_у, так как две первые составляющие являются заданными и не могут быть изменены. Снижение Э_у обеспечивают зонированием водопроводной сети, т.е. путем выделения в самостоятельные зоны снабжения отдельных групп потребителей, расположенных в начале сети, на низких отметках или высоко расположенных. При этом следует учитывать, что зонирование сети связано с увеличением строительных затрат, поэтому оно будет целесообразно только в том случае, если величина эксплуатационных затрат будет невелика.

При зонировании систем водоснабжения всегда снижается суммарная мощность насосных станции, снижается расход энергии на подъем воды, т.е. уменьшаются эксплуатационные расходы. В ряде случаев зонирование оказывается целесообразным исключительно по экономическим соображениям даже тогда, когда оно не вызвано необходимостью избежать недопустимые давления в сети. Таким образом, использование зонирования для повышения экономичности системы имеет смысл только в том случае, когда вызываемое зонированием повышение строительной стоимости системы, стоимости содержания эксплуатационного персонала не перекрывает соответствующей экономии, достигаемой благодаря снижению энергозатрат.