Odpowiednie ciśnienie w instalacji wodociągowej w budynku to nie tylko kwestia komfortu użytkowników, ale i bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Gdy ciśnienie nie jest wystarczające przy zaopatrzeniu w wodę z sieci wodociągowej lub gdy budynek korzysta z własnego ujęcia wody, niezbędne jest zastosowanie lokalnych urządzeń do podwyższania ciśnienia wody.
Rola i znaczenie ciśnienia wody w instalacjach
Każdy budynek mieszkalny, jedno- lub wielorodzinny, wyposażony jest w wewnętrzną instalację wodociągową doprowadzającą wodę pitną do punktów czerpalnych w mieszkaniu. Instalacja ta podłączona jest do lokalnej sieci wodociągowej lub do miejscowej studni głębinowej (własnego ujęcia). Odpowiednio wysokie ciśnienie przepływu w sieci wodociągowej powinno być zapewnione przez przedsiębiorstwo wodociągowe, jednak wartość ta nie zawsze jest wystarczająca.
Tymczasem każdy z użytkowników, bez względu na to, czy posiada mieszkanie na parterze, czy na wyższej kondygnacji, oczekuje, że woda będzie płynęła z kranu w wymaganej ilości i z odpowiednią prędkością. Długie oczekiwanie np. na napełnienie naczynia czy wanny zdecydowanie obniża komfort użytkowy.
Odpowiednie ciśnienie w instalacji wodociągowej to także warunek bezpieczeństwa przeciwpożarowego. W przypadku budynków wysokościowych lub zamieszkania zbiorowego powyżej 500 m2 powierzchni całkowitej wymagane jest wyposażenie obiektu w nawodnioną instalację przeciwpożarową. Instalacja wodociągowa w budynku może być zaprojektowana i wykonana według różnych schematów. Generalnie rozpoczyna się ona zaraz za zasuwą główną odcinającą i składa z przewodów pionowych (pionów), przewodów poziomych (poziomów) oraz odgałęzień prowadzących bezpośrednio do punktów czerpalnych w mieszkaniach.
Jeśli projekt dotyczy budynku wielorodzinnego, należy wziąć pod uwagę przede wszystkim jego wysokość oraz ciśnienie wody w sieci wodociągowej w miejscu przyłączenia. Informacje te będą potrzebne do określenia wysokości podnoszenia zestawu hydroforowego. Należy także wykonać szczegółowy bilans zapotrzebowania na wodę.
Zapotrzebowanie na wodę i jego zróżnicowanie
Pod pojęciem „zapotrzebowanie na wodę" rozumie się przewidywaną ilość wody niezbędną do zaspokojenia potrzeb wszystkich odbiorców znajdujących się na terenie objętym zasięgiem instalacji i wymagających wody zdatnej do picia i potrzeb gospodarczych. Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę w budynku wielorodzinnym waha się od 100 do 160 dm3/osobę - tak duże zróżnicowanie poboru wynika z różnych standardów wyposażenia obiektów.
Dodatkowo występuje znaczne zróżnicowanie poboru w czasie, głównie w ciągu doby. Można wyróżnić trzy szczyty pod względem zużycia wody:
- Największe zużycie występuje w godzinach porannych (6:00-8:00) oraz wieczornych (19:00-22:00).
- Trzeci szczyt poboru oscyluje między godziną 16:00 a 17:00, najprawdopodobniej jest to okres tuż po powrocie mieszkańców z pracy lub szkoły.
Budowa i zasada działania zestawu hydroforowego
Zestawy hydroforowe to jeden ze sposobów na dostarczanie wody do domu, ogrodu czy firmy. Składają się z pompy tłoczącej, zbiornika ciśnieniowego i wyłącznika ciśnieniowego. Taka konstrukcja zapewnia dostarczenie wody do instalacji wodociągowej budynku, a także utrzymanie jej prawidłowego ciśnienia.
Jednym z ważniejszych elementów hydroforu jest zbiornik ciśnieniowy, wypełniony częściowo wodą, a częściowo sprzężonym powietrzem. Ciśnienie w zbiorniku zwiększa się wraz z pompowaniem wody z podłączonego źródła (np. studni, cysterny). W momencie osiągnięcia odpowiedniego parametru pompa hydroforowa przestaje pobierać wodę i, korzystając z mocy zwiększonego w zbiorniku ciśnienia, oddaje ją do sieci wodociągowej.
Zastosowanie hydroforów wysokociśnieniowych
Zestawy hydroforowe znajdują zastosowanie w wielu domach wolnostojących, zapewniając wydajny i niezawodny dostęp do wody. Umożliwiają czerpanie wody z ujęcia, stanowiąc stosunkowo tani i wydajny sposób na niezależność w tym zakresie. To świetna alternatywa dla pompy głębinowej lub standardowej instalacji kanalizacyjnej, pozwalając na czerpanie wody z własnej studni, nawet takiej o niedużej średnicy.
Pompy hydroforowe używane są często jako wspomaganie sieci wodociągowej w domach, w których mieszkańcy borykają się ze słabym ciśnieniem wody. Służą również jako narzędzie umożliwiające wygodne i oszczędne podlewanie ogrodu, wykonywanie innych zadań gospodarczych (jak np. pranie) czy pracę w niewielkich zakładach produkcyjnych i usługowych.
Nowoczesne hydrofory skonstruowane są tak, by pracować w pełni automatycznie, pozwalając jednocześnie na oszczędność zarówno wody, jak i energii elektrycznej. Szeroki wybór hydroforów o różnych parametrach pozwala znaleźć odpowiednie urządzenie do zasilania pomp ssących i głębinowych. Zastosowanie nowoczesnych rozwiązań konstrukcyjnych i wysokiej klasy materiałów decyduje o ich trwałości i funkcjonalności. Dostępne na rynku zbiorniki i pompy hydroforowe charakteryzują się możliwie niewielkimi wymiarami i wagą, dużą wydajnością oraz łatwym montażem i obsługą.
Wymiarowanie i dobór zestawu hydroforowego
Zestaw hydroforowy w instalacji budynkowej będzie spełniał swoje zadanie tylko wtedy, gdy zostanie dobrze zwymiarowany. Ze względu na specyfikę działania pompy hydroforowej niezwykle ważne jest, by rozmiar i wydajność urządzenia dobrać odpowiednio do zapotrzebowania użytkownika, zgodnie z największym godzinowym poborem wody.
W tym celu należy wyznaczyć tzw. punkt pracy, czyli punkt przecięcia charakterystyki pracy pompy i charakterystyki instalacji, w której zestaw hydroforowy będzie pracował. W przypadku budynków mieszkalnych, usługowych i innych Qp (zapotrzebowanie na wodę) wyznacza się na podstawie liczby punktów czerpalnych (PN-92/B-01706) oraz po uwzględnieniu współczynników niejednoczesności poboru wody dla różnych rodzajów odbiorców, wychodząc z założenia, iż prawdopodobieństwo otwarcia wszystkich zaworów czerpalnych jest tym mniejsze, im bardziej rozległa jest instalacja.
Obliczanie wysokości podnoszenia zestawu hydroforowego (Hp)
Po wykonaniu obliczeń dotyczących zapotrzebowania na wodę w obiekcie (Qp), minimalnej wymaganej wysokości ciśnienia wody na wyjściu z hydroforni (Hmin) oraz zebraniu danych charakteryzujących źródło zasilania obiektu w wodę (sieć wodociągowa lub własne ujęcie), można obliczyć wymaganą wysokość ciśnienia (wysokość podnoszenia) zestawu hydroforowego (Hp). Trzeba przy tym pamiętać, że dobór zestawu hydroforowego jest inny, gdy zestaw zasilany będzie z sieci wodociągowej, a inny, gdy woda pobierana jest z lokalnego ujęcia. Poniżej przedstawiono składowe równania do obliczeń:
- Hp - wymagana wysokość podnoszenia dla zestawu hydroforowego [m];
- Hmin - minimalna wymagana wysokość ciśnienia w zasilanej instalacji [m];
- Hs - wysokość ciśnienia na króćcu ssawnym zestawu hydroforowego (min. wysokość ciśnienia wody w wodociągu zewnętrznym pomniejszona o długość strat na odcinku przyłącza) [m];
- Δhs - wartość strat ciśnienia w przewodzie ssawnym od zbiornika do zestawu hydroforowego [m];
- Hsgeom - różnica wysokości geometrycznej między poziomem wody w zbiorniku a osią kolektora ssawnego zestawu hydroforowego [m].
Jak działa hydrofor ? | sklep-watermark.pl
Dobór zestawu a punkt pracy
Dysponując zwymiarowanymi wartościami wydajności (Qp) oraz wysokości podnoszenia (Hp), można przystąpić do doboru zestawu hydroforowego. Na podstawie charakterystyki zestawu określa się wymagany punkt pracy. Urządzenie należy dobrać z uwzględnieniem wymaganej liczby pomp oraz zastosowanego systemu sterowania, które determinuje sposób regulacji wydajności pomp podczas pracy.
Wielkość pomp w zestawie hydroforowym powinno się dobrać tak, by punkt pracy był położony przy najwyższej sprawności tych pomp, czyli w punkcie BEP (Best Efficiency Point), przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganych parametrów hydraulicznych instalacji.
Rodzaje pomp hydroforowych i ich charakterystyka
Na rynku dostępne są różne typy pomp hydroforowych, dostosowane do specyficznych potrzeb:
- Pompy samozasysające typu MHI i MH: Znajdują zastosowanie do zaopatrzenia domów jednorodzinnych, domków letniskowych, przedsiębiorstw, warsztatów itp. w czystą zimną wodę z własnego ujęcia. Pompa MH 1300 INOX firmy Omnigena należy do grupy pomp wielostopniowych, tzn. posiada kilka wirników (dokładnie 5). Jest pompą odśrodkową, samozasysającą, po pierwszym zalaniu jest w stanie samoczynnie zasysać wodę z głębokości nawet 8 metrów.
- Wysokociśnieniowe pompy poziome: Przykładem jest pompa Wilo-MEDANA CH1-LC.1004-5/E/E/10T, która jest przeznaczona dla wymagających użytkowników poszukujących niezawodnych i efektywnych rozwiązań hydraulicznych. Moc oddawana silnika wynosząca 1.85 kW gwarantuje odpowiednią wydajność przy zachowaniu ekonomicznego zużycia energii elektrycznej. Wysoka jakość wykonania tej pompy sprawia, że jest ona odporna na korozję oraz inne czynniki środowiskowe mogące wpływać negatywnie na jej działanie i żywotność.
- Zestaw hydroforowy WZ 250: Jest to jeden z mniejszych zestawów hydroforowych (np. ze zbiornikiem 2 litry). Jest polecany do użytku w domach letniskowych, ogrodach i na działkach rekreacyjnych.
tags: #hydrofor #wysokocisnieniowy #pod #hydrant