1. По функциональному признаку (по их назначению):

а) регулирующие;

б) запасные;

в) запасно-регулирующие (т. е. объединяющие в одном сооружении функции аккумулирования и хранения воды).

2. По способу подачи воды из них в сеть:

а) напорные, которые обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в водопроводную сеть;

б) безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами.

Напорные емкости в зависимости от конструкции подразделяют на следующие типы:

а) водонапорные башни (напор обеспечивается установкой резервуара на поддерживающей конструкции требуемой высоты);

б) напорные резервуары (напор обеспечивается установкой резервуара на естественных возвышенностях с требуемыми отметками);

в) водонапорные колонны (занимают промежуточное положение между наземными резервуарами и башнями);

г) пневматические водонапорные установки (напор обеспечивается давлением сжатого воздуха на поверхность воды в герметически закрытых резервуарах).

3. По степени заглубления (резервуары) на:

а) заглубленные или подземные (резервуары чистой воды - РЧВ);

б) незаглубленные или наземные;

в) полузаглубленные.

ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ

С хема водонапорной башни: 1-фундамент и подвальное помещение, 2-подающе-отводящая труба, 3-лестницы, 4-сальниковые компенсаторы,5-труба забора воды на противопожарные нужды, 6-труба забора воды из бака на хозяйственно-питьевые нужды, 7-бак, 8-шатер, 9-переливная труба, 10-гряевая труба, 11-сбросная труба, 12-опорная конструкция (ствол), 13-гидравлический затвор.

К напорно-регулирующим сооружениям относятся водонапорные башни, высоко расположенные наземные напорные резервуары, а также воздушно-водяные (гидропневматические) котлы. Эти сооружения располагаются на высоких отметках местности в непосредственной близости к распределительной сети населенного пункта.

Напорные сооружения (башня, резервуар) имеют высоко расположенную емкость, благодаря которой создается необходимый напор в водопроводной сети. В гидропневматических установках заданный напор в сети поддерживается в результате давления сжатого воздуха на свободную поверхность воды в воздушно-водяном баке (котле). Помимо регулирования, башни и резервуары, имея свободный уровень воды, выравнивают напор в сети; изменения напора центробежных насосов не передаются в сеть.

Водонапорная башня предназначена для хранения регулирующего и противопожарного запасов воды, а также для создания и поддержания в сети необходимых напоров.

РЕЗЕРВУАРЫ

Резервуары, располагаемые на достаточно высоких отметках местности, могут служить напорными (активными) емкостями, аналогичными по своему назначению водонапорным башням. Так как при одной и той же емкости резервуар всегда значительно дешевле башни, напорные емкости следует устраивать в виде «нагорных» резервуаров везде, где это позволяет рельеф местности. Напорные резервуары наиболее часто используются в системах водоснабжения как регулирующие емкости, но нередко служат одновременно и для хранения запасов воды — пожарных или аварийных.

Вторым типом резервуаров являются безнапорные т. е. такие, из которых вода может поступать в систему лишь путем перекачки ее насосами. Такие резервуары используют весьма часто как регулирующие емкости при очистных сооружениях городских водопроводов (резервуары чистой воды), а также в качестве запасных емкостей (пожарных и аварийных).

Назначение резервуаров в системе отражается в основном на схеме их оборудования трубами и арматурой, а не на их конструкции.

Конструктивное оформление резервуаров весьма разнообразно:

1. В более старых системах водоснабжения строились (и до сего времени работают) кирпичные резервуары, а также резервуары из бутового камня.

2. В современных системах водоснабжения преимущественное распространение получили железобетонные резервуары самых различных форм, конструкций и методов изготовления.

3. Стальные резервуары, устраиваемые наподобие нефтяных цистерн, имеют некоторое применение главным образом в США. Трудность и большая стоимость защиты стальных резервуаров от коррозии, а также их термической изоляции являются существенным препятствием к их широкому применению.

4. Заслуживают внимания резервуары, выполняемые в виде копаных в земле водоемов, используемых в качестве запасных емкостей. Эти водоемы строят обычно открытыми.

По расположению: заглубленные, полузаглубленные, незаглубленные.

В соответствии с требованиями строительных норм пожарный запас воды, превышающий 1000 м3, должен быть разделен между двумя резервуарами. В крупных установках устраивают несколько резервуаров, дающих в сумме расчетную емкость. Это обеспечивает бесперебойность работы системы, возможность выключения на ремонт отдельных резервуаров, а также выполнение строительства по очередям.

Размещение резервуаров в сети: располагают как и башни: в начале, середине и в конце(контррезервуар).

В частности, если резкий рельеф, то вместо башни устраивают напорный резервуар, расположенный на поверхности земли (или частично заглубленный в землю). Такие резервуары всегда будут значительно дешевле, чем башни с той же емкостью бака.

Определение объемов резервуаров чистой воды и водонапорных башен.

Р езервуар чистой воды рассчитывается с учетом хранения хозяйственно-питьевого, противопожарного и запасов воды, предназначенных на собственные нужды водоочистных фильтров.

где Wpег. - регулирующий объем, который определяется путем совмещения графиков работы насосной первого и второго подъема табличным или графическим методом.

П ожарный запас воды, хранящийся в РЧВ предназначен на 3-х часовое тушение пожаров при максимальном водопотреблении из сети, поэтому он равен:

где Qв - суммарные расходы в душевых, полив территории предприятия, если они попадают в час пожара.

Wc.н – объем воды на собственные нужды

По определенному объему подбирается, как правило, типовой резервуар и выполняется его привязка к расчетным условиям, т.е. определяются отметки расположения всех функциональных трубопроводов: переливного, противопожарного, для подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды и т.д. В случае проектирования резервуара индивидуального изготовления его размеры определяют исходя из условия, что отношение общей глубины воды в резервуаре Н к его диаметру (или характерному линейному размеру) D должно быть в пределах H/D =0,5-1.

Объем бака водонапорной башни складывается из регулирующего объема воды и десятиминутного запаса ее на случай тушения пожара:

где Wрег - регулирующий объем воды в баке, м3;

Wпож - противопожарный запас воды, м3.

При автоматизации работы насосов, подающих воду в башню, регулирующий объем воды в баке определяют по формуле :

г де Qн - средняя подача насосов в период между включением и отключением, м3/ч; n - количество включений насоса в час, можно принимать n =5-6.

Неприкосновенный противопожарный объем Wпож рассчитывается из условия тушения одного внутреннего и одного наружного пожара в течение 10 минут (10 минут - время, необходимое для запуска пожарных насосов и поступления воды на тушение пожара в сеть):

г де Q1пож. - расход на тушение 1 наружного пожара, л/с; Q1вн.пож. - расход на тушение 1 внутреннего пожара, л/с; Qх.н.- максимальный расход воды на хозяйственные нужды.

По полученному суммарному значению объема воды можно подобрать типовой бак или установить диаметр и высоту бака, исходя из отношения высоты к диаметру H/D= 0,5-1,0. Предпочтительно, чтобы отношение высоты бака к его диаметру было небольшим. В этом случае исключаются значительные колебания напоров в сети и обеспечиваются более благоприятные условия работы насосов.

Принцип работы гидропневматической установки.

В системах водоснабжения небольших объектов находят также применение гидропневматические установки. Они выполняют роль водонапорной башни. Требуемый напор в них создается давлением сжатого воздуха.

Эти установки бывают переменного и постоянного давления.

С хема установки переменного давления представлена на рис. В часы минимального водопотребления, когда подача воды насосами 2, забирающими воду из резервуара 1, превышает водоотбор из сети, избыток воды поступает в водовоздушный бак 5. При этом повышается уровень воды в баке и увеличивается давление воздуха на свободную поверхность. При достижении максимального уровня воды в баке, соответствующего отметке Z2, реле давления 4 размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя 3 и отключает насос. С этого момента подача воды в водовод 7 осуществляется от водонапорного бака под давлением сжатого воздуха Рмакс. В процессе сработки уровня воды давление в баке снижается. При достижении уровня, соответствующего отметке Z1, давление в баке снизится до Рмин. Рабочий цикл установки повторяется. Минимальное давление Рмин назначается из условия обеспечения требуемого свободного напора в диктующей точке сети. Во все остальные моменты, когда Р > Рмин , свободный напор в этой точке сети будет выше требуемого.

Гидропневматическая напорная установка. 1-резервуар, питающий насосы.2-насос,3-шкаф управления,4-реле давления,5-водонапорный бак, 6-компрессор,7-напорный трубопровод.

Установки постоянного давления позволяют с помощью регулятора давления поддерживать постоянное давление воздуха в гидропневматическом баке и тем самым обеспечивать постоянство расхода и давления у потребителя. Эти установки несколько сложнее описанных выше. Они могут применяться в системах пожаротушения и промышленного водоснабжения, если изменение напора приводит к недопустимым колебаниям расходов воды. Гидропневматическое водоснабжение целесообразно применять в тех случаях, когда недопустимо устройство водонапорной башни из-за большой ее стоимости вследствие недостаточно устойчивых грунтов основания, а также при устройстве небольших систем водоснабжения со сравнительно высоким давлением. Весьма выгодно гидропневматическое водоснабжение отдельных зданий. Автоматическая гидропневматическая установка может быть размещена в шахте колодца.