11. Особенности проектирования и расчета зонных систем водоснабжения

11.1 Область применения

В настоящее время применяются в основном централизованные системы водоснабжения. Это, как правило, обеспечивает минимальные затраты на их сооружение и эксплуатацию.

Однако в ряде случаев наличие разнородных требований, которые предъявляют отдельные группы потребителей к системе водоснабжения, делает целесообразным вместо единой системы устраивать несколько более или менее самостоятельных систем водоснабжения для обслуживания соответствующих групп потребителей. При этом учитывается различие требований отдельных потребителей к напорам, характер планировки снабжаемых водой объектов и рельеф местности, а в ряде случаев и различие требований к степени водоподготовки.

Снабжение водой подобных объектов обуславливает необходимость производить группировку потребителей по их требованиям к напорам и соответственно разделение единой централизованной системы водоснабжения. Такое разделение единой системы водоснабжения на отдельные системы для каждой группы потребителей принято называть зонированием систем водоснабжения, а сами системы – зонными.

Зонирование применяется и в городских, и промышленных водопроводах.

На промпредприятиях зонирование обуславливается чаще всего значительной разницей в требованиях отдельных потребителей к давлениям на вводе.

В городских системах – разницей геодезических отметок в пределах территории и требуемых свободных напоров в сети.

В случае использования единой системы возможно возникновение в сети давлений, больше допустимых в районах с пониженными геодезическими отметками и наиболее близко расположенных к месту подачи воды в сеть.

На рис. 11.1.1 показан пьезометрический график городской водопроводной сети при устройстве централизованной (незонированной) системы водоснабжения.

Из рисунка видно, что Н_max = (Z_max - Z_mix) + Н_св + h_max

Очевидно, что величина, Н_max не должна превышать пределов, которые определяются конструкцией данной сети (материалом и типом труб и арматуры) и условиями эксплуатации водопроводов. Большие давления, кроме того, приводят к увеличению утечек. Согласно СНиП 2.04.02-84* максимальное расчетное давление в наружной магистральной водопроводной сети не должно превышать 6 ат (60 м в.ст.). В случае превышения этой величины сеть необходимо зонировать.

Для рис.11.1.1 (Z_max - Z_mix) < Н_max - Н_св - h_max

если Z_mix известно, а Н_max = 60 м, то границу зоны можно найти из уравнения

Z_max = Z_mix + 60 - Н_св - h_max.

11.2. Основные типы зонных систем водоснабжения

Различают системы последовательного и параллельного зонирования.

Схема последовательного зонирования (рис.11.2.1).

Рис. 11.2.1.

НС-1 подает количество воды Q₁ + Q₂; НС-2 – только Q₂.

Напоры, создаваемые этими НС показаны на пьезометрическом графике (Н₁ и Н₂ соответственно).

Схема параллельного зонирования (11.2.2).

Вода подается в сеть каждой зоны с общей НС своей группой насосов, имеющих разные напоры (Н₁ и Н₂ соответственно).

Очевидно, что в этом случае напор в пределах каждой зоны такой же, как при последовательном зонировании. Для верхней зоны (в нашем случае - второй) Н₂ может быть очень большим, но на входе в сеть он будет значительно меньше (Н_2вх< Н₂).

Рис. 11.2.2.

Выбор системы зонирования производится на основании результатов технико-экономических расчетов при условии обеспечения заданной надежности.