A tiszta víz az emberiség egyik alapvető szükséglete, és azok közül, akik élünk a városi területek általában valamilyen központosított közrendszerből nyerik a vizet. A vízrendszer működtetése olyan fő felelősség, amely kihat a közegészségügyre és a biztonságra. Sűrű városi területeken a tiszta és bőséges vízellátás feltétlenül szükséges, nemcsak az ivás, hanem a higiénia és a tűzoltás szempontjából is. És ez nem csak valami, amire oly gyakran szükségünk van; a víz állandó szükségszerűség mind nappal, mind éjszaka, hétvégén, ünnepnapokon és bármikor a kettő között. Tehát az a feladat, hogy elegendő vizet találjon, biztonságossá tegye annak használatát, majd megbízhatóan elosztja a rendszer ügyfeleinek szinte leállás nélkül, monumentális feladat, amely sok infrastruktúrát igényel. Valószínűleg a közvízrendszer leglátványosabb eleme a megemelt tároló, más néven víztorony. Grady vagyok, és ez a közmunka, az infrastruktúráról és a körülöttünk lévő emberi világról készült videósorozatom.

Tegyük fel, hogy Ön egy nyilvános vízrendszer tulajdonosa . Megtalálta elegendő mennyiségű vízforrást az ügyfelek számára, megtalálta a módját annak tisztítására, hogy biztonságos legyen a használata számukra, és most itt az ideje, hogy utat küldjön a víznek. Párféleképpen juthatunk vízhez egyik helyről a másikra. Az egyik az, hogy csak oda hordja. Legyen az állat hátán, teherautón vagy egy üveg a hátizsákban, fizikailag továbbra is folyamatosan vizet hordunk. De általában nem ez a leghatékonyabb módszer. Az első infrastruktúra a vízszállításra a nyitott csatorna volt. Akár árokban, csatornában vagy vízvezetékben van, a vizet a gravitáció hordozza, néha nagyon nagy távolságokon. Még mindig nyitott csatornákat használunk az öntözéshez és a vízelvezetéshez a víz szállításához, de van néhány hátrányuk is. A víz szennyezésnek és szennyezésnek van kitéve, a csatornák kettévágják a földet, megnehezítve az átjutást, és a víz csak alacsonyabb magasságú területekre tud folyni, mint ahonnan indult. És ez az utolsó nagy hátrány, főleg ha dombokkal vagy hegyekkel rendelkező területre próbál vizet szállítani. Tehát manapság a legtöbb közüzemi vízellátó rendszer csövekre támaszkodik.

Egy nyílt csatorna tetejének egyszerű elhelyezése lehetővé teszi számunkra a nyomás előnyeit, hogy a folyadékot ott mozgassuk, ahova akarjuk menni. Csakúgy, mint a vezetékben a magas feszültségtől az alacsony feszültségig áramló elektronok, úgy a csőben lévő folyadék magasról alacsonyabb nyomásra áramlik. Tehát, ha megnöveli a nyomást a cső egyik végén, a tiszta vizet bárhová elküldheti, ahová csak akarja. És hogyan emelheti a víz nyomását? Szivattyúval. A szivattyú folyadékokat mozgató eszköz. Bizonyos esetekben a szivattyú szó szerint magasabbra emeli a folyadékot, de a legtöbb esetben a szivattyú a nyomás növelésével energiát ad a folyadéknak. És különösen a szivattyúk mérete, amelyek teljes városokat szolgálnak ki, drágák. Tehát ha azt a feladatot kapja, hogy megválassza a közvízrendszeréhez szükséges szivattyú méretét, mit csinál? Esetleg megméri a város által az adott napon felhasznált vízmennyiséget, és kiválaszt egy szivattyút, amely megfelel ennek az áramlási sebességnek. Lássuk, hogyan működne ez.

Éjfél van a városodban, és a vízi vásárlók többsége alszik. A 24/7 üzemelő ipari ügyfelek mellett a vízigény minimális, és a szivattyúnak nem okoz gondot a kielégítés. Hajnali 5 óra körül az automatizált sprinklerrendszerek beindulnak. Reggel 6 körül az emberek felébrednek, zuhanyoznak, fogat mosnak, reggelit főznek, minden olyan dolgot, amelyhez víz szükséges. Nem sok időbe telik, mire a vízigény meghaladja a szivattyú kapacitását. Szinte rögtön az új szivattyúja nem tudja kielégíteni a rendszerigényét, mert csak az átlaghoz lett méretezve. A nagy városi területek vízigénye jelentősen változhat egy normál nap folyamán, az óránkénti csúcsigény (általában reggel vagy este) néha az átlagos napi igény ötszöröse. Tehát, ha vásárlójának vízigényét csak egy szivattyú használatával próbálja kielégíteni, akkor akár öt szivattyúra is szüksége lehet (vagy egy hatalmas szivattyúra, amely képes elvégezni az 5 munkáját). És nem csak, folyamatosan változtatnia kell a szivattyúk be- és kikapcsolását, hogy megfeleljen a változó igényeknek, növelve a berendezés kopását. És itt jön be a tárhely. Vegyünk egy víztornyot a rendszerbe, és próbáljuk meg újra ezt a kísérletet.

Éjfél van és alacsony az igény, de a szivattyúja működik teljesen nyitva. Ahelyett, hogy a víz elárasztaná az ügyfeleket, a víztornyába áramlik, lassan, de biztosan feltöltve a tartályt. Amint eljön a reggel és növekszik a kereslet, a szivattyú tovább működik. Önmagában nem képes kielégíteni az igényeket, de a tartályban tárolt víz pótolja a különbséget. Minden vásárlója megkapja a szükséges vizet.Ahogy az emberek kezdik a napjukat, a kereslet ismét az átlag alá csökken. De a szivattyú folyamatosan működik, és az extra áramlás a tartályba kerül. A kereslet ismét növekszik, amikor a város lakói elkezdik főzni a vacsorát, fürödni és öntözni a növényeket. Mindez a többlet vízfelhasználás újból leereszti a tartályt, mielőtt a legtöbb ember lefekszik, és a ciklus újrakezdődik.

Nagyon könnyű belátni, hogy a tárolás miként teszi hatékonyabbá a vízrendszerét . Kiegyenlíti a vízigény csúcsait és völgyeit nemcsak a szivattyúin, hanem az összes felsőbb infrastruktúráján, beleértve a víztisztító telepet és a nyersvízellátást is. Tárolás nélkül ezeket a létesítményeket a csúcsigényre kell méretezni, növelve azok költségeit. Elegendő tárolóval a szivattyúk és más infrastruktúra méretezhetők az átlagos igényeknek megfelelően, nemcsak a költségeket, hanem a bonyolultságot is megtakarítva, mert nem kell előre megjósolni a kereslet változását és ennek megfelelően reagálni. Néha ezek a csúcsok és völgyek kiszámíthatók, de néha nem. A városi területeken a legnagyobb vízigény a tűz okozta. Tűzoltó erő és elegendő víz hiányában a sűrű városi területeken a tűz nem tud égni. Valójában a történelem legsúlyosabb katasztrófái a modern vízrendszer előtt a városokban történt tűzvészek voltak. Most a legtöbb önkormányzat és az építési szabályzat minimális követelményeket támaszt a vízmennyiségre vonatkozóan, amelynek a tűzoltók rendelkezésére kell állnia. És ha a víz tárolva és készen áll, mint egy víztoronyban, nagyban hozzájárul ahhoz, hogy reagálni tudjunk egy vészhelyzetre.

Gondolkodhat, jöjjön Grady . Ez nem újdonság. A tárolás a régi megoldás minden olyan helyzetben, amikor a kínálat nem felel meg a keresletnek. És igen, lehet, hogy nem valami figyelemre méltó a vizet nagy tartályban tárolni. De a víztornyok nem csak nagy tartályok, hanem a föld fölé emelt nagy tartályok is. És ez azért van, mert a víztornyok nem csak vizet tárolnak; energiát is tárolnak. A vízelosztó rendszerek nyomásra támaszkodnak, hogy a vizet oda lehessen juttatni, ahová tart. Ha valaha is alacsony víznyomással zuhanyoztál, tudod, milyen frusztráló lehet, mert egyszerűen nem jut elegendő víz a csapból. A vízrendszer nyomása a közegészség szempontjából is fontos. Ha nincs elegendő nyomás a csövekben, a szennyeződések csapok vagy kisebb szivárgások útján juthatnak be a rendszerbe. A legtöbb vízrendszer a szivattyúkból éri nyomását, és sok energia szükséges a nyomás fenntartásához. Fontos tehát, hogy képes legyen nemcsak magát a vizet, hanem azt az energiát is tárolni, amelyet a szivattyúk adtak neki. Egyes területeken, ahol az áramköltségek a kereslet függvényében változnak, éjszaka is üzemeltetheti a szivattyúkat, amikor olcsó az áram, hogy feltöltse a víztornyot. Ezután hagyja kikapcsolt állapotban a szivattyúkat napközben, amikor az áram drágább, így csak a torony nyomást gyakorolhat a rendszerre és kiszolgálhatja ügyfeleit. Az energia ilyen módon történő tárolása szintén nagyobb léptékben történik, hogy elősegítse az elektromos hálózat megbízhatóságát, de ez egy másik videó témája. A megnövelt tárolás áramszünet idején is előnyös, mivel akkor is nyomás alatt tartja a rendszert, ha a szivattyúk üzemen kívül vannak.

De mennyire kell emelkedettnek lenniük? Lehet, hogy tudod, hogy a víztesten belüli nyomás összefügg a mélységgel. Minél mélyebbre mész, annál nagyobb a nyomás. Csakúgy, mint egy medencében vagy az óceánban, a vízelosztó rendszer is ugyanolyan kapcsolatban áll a mélység és a nyomás között. Csak történetesen egy csövek sorozatába van szorítva. Tehát elképzelheti a vízelosztó rendszert virtuális óceánként, amely alatt mindannyian élünk, és a megemelt tárolótartályokban lévő vízfelület a virtuális óceán felszínét képviseli. Ha ilyen módon képzeljük el a vízrendszert, könnyen áttekinthetjük azt a kihívást, hogy a megfelelő nyomáson vizet juttassunk el az ügyfelekhez. Ha a városaink laposak lennének, ez nagyon egyszerű lenne. Az összes épület azonos mélységben ülne a virtuális óceánban. De a legtöbb területen van legalább némi domborzati domborzat. Az alacsony magasságban lévő ügyfelek a virtuális óceán fenekén vannak, ahol a nyomás túl magas lehet. Gondolhatja, hogy ez egy jó dolog, de a vízvezeték-csövek és -berendezések csak bizonyos nyomásnak vannak kitéve, így ezen értékek túllépése komoly károkat okozhat. Néha az alacsony magasságú épületeket speciális szelepekkel látják el a nyomás csökkentése érdekében. A magas magasságú ügyfelek a virtuális óceán felszínéhez kerülnek, nagyon alacsony a víznyomásuk. Mint említettem, ez nemcsak frusztráló lehet, hanem a rendszer szennyeződéséhez is vezethet. Ennek a kihívásnak a megoldása érdekében számos nagyváros külön nyomásterületeknek nevezett elosztórendszereket tart fenn, mindegyiknek saját víztornya van, hogy a város különböző szintjein kiszolgálja az ügyfeleket.

De , mi történik, ha ugyanazon a helyen különböző magasságokban kell kiszolgálni az ügyfeleket?A magas épületek, mint a felhőkarcolók, megfelelő víznyomást gyakorolhatnak az alsó emeleteken, míg a magasabbak a felszín közelében vagy akár a virtuális óceán felett is felmehetnek a vízelosztó rendszerben. Tehát ahelyett, hogy a városi víznyomásra támaszkodna, a legtöbb magas épület saját szivattyúival biztosítja a vizet az emeletre. És egyes városokban, például New Yorkban még azt is megkövetelik, hogy minden épületnek legyen saját megemelt tartálya.

Nem minden város használ víztornyokat. Egyesek teljes vízellátása magasabb magasságban van, minimalizálva a rendszer nyomásának növelésének szükségességét. És néha csak ésszerűbb a szivattyúkra támaszkodni, hogy a rendszer működőképes maradjon. Végül is a víztornyok nem olcsók, meglehetősen sok helyet foglalnak el, és megengedhetik a víz stagnálását, ha nem eléggé keringenek. A nyilvános vízellátás mellett azonban a megbízhatóság kulcsfontosságú. És már régóta a gravitáció offline állapotba került egy zivatar miatt, ezért a megemelt tárolók (valamilyen formában vagy módon) mindenképpen itt vannak. Köszönjük, hogy megnézte, és tudassa velem, mit gondol!