Temat: Zaopatrzenie w wodę

25 marca 2020 r.

Woda używana jest w gospodarstwach na potrzeby bytowe ludzi, zwierząt i roślin powinna być czysta, bez nadmiaru składników fizycznych i chemicznych szkodliwych dla zdrowia, bez Zapachu, bakterii i wirusów chorobotwórczych. Powinna odpowiadać wymaganiom zawartym w odpowiednich przepisach.

Urządzenia do zaopatrzenia gospodarstw w wodę

Do zaopatrzenia gospodarstw rolnych, ogrodniczych czy domowych w wodę służą wodociągi, dostarczające wodę odpowiedniej jakości, albo ujęcia wód podziemnych w postaci studni wierconych. Głębokość studni wierconych waha się od 30 m do 200 m. Woda z wodociągu jest dostarczana pod właściwym ciśnieniem i może być bezpośrednio używana w odpowiednich przyborach (zawory czerpalne, poidła, zraszacze itp.). Przy pobieraniu wody ze studni konieczne jest użycie pompy jako urządzenia podnoszącego oraz urządzenia do rozprowadzania wody pod ciśnieniem.

Jako pompy w studniach wierconych stosuje się tzw. pompy głębinowe. Są to pompy wirowe wielostopniowe diagonalne. Mogą być stosowane pompy z silnikiem elektrycznym umieszczonym na powierzchni ziemi, napędzającym pompę za pomocą wału, oraz pompy z zatopionym (zanurzonym w wodzie) silnikiem elektrycznym.

Drugie rozwiązanie jest bardziej popularne. Pompę wraz z silnikiem umieszcza się na końcu rury tłocznej zanurzonej w wodzie. Energia elektryczna jest doprowadzana do silnika kablem wodoszczelnym.

Pompy głębinowe z zatopionym silnikiem elektrycznym w zależności od warunków pracy silnika elektrycznego dzieli się na:

- pompy z silnikiem suchym, pracującym w powietrzu doprowadzanym przez

sprężarkę;

- pompy z silnikiem półsuchym, w którym uzwojenie stojana jest szczelnie chronione

przed dostępem wody, natomiast wirnik pracuje w wodzie;

- pompy z silnikiem mokrym, którego wirnik i stojan są stale zatopione w wodzie.

Obecnie najbardziej rozpowszechnione są pompy głębinowe z silnikiem mokrym. Niezawodność silnika i czas jego eksploatacji zależy głównie od izolacji uzwojeń silnika, która musi być odporna na działanie wody (z doświadczenia wynosi 10 do 15 lat). Najczęściej wykonuje się ją z polichlorku winylu. Przepływająca woda chłodzi silniki smaruje łożyska ślizgowe, w których jest prowadzony wał. Praca zespołu bez wody jest dla niego szkodliwa, z tego względu zespól musi być zabezpieczony przed działaniem na sucho. Przed opuszczeniem agregatu do studni zalewa się go czystą wodą.

Wahania zużycia wody w pojedynczym gospodarstwie rolnym czy na dużej fermie w ciągu doby są znaczne i występują wyraźne szczyty maksymalnego oraz minimalnego zapotrzebowania. Podobne wahania występują również w zapotrzebowaniu na wodę w większych rejonach rolniczych. W celu uniknięcia przerw w dostawie wody w czasie największego zapotrzebowania w sieci wodociągowej można zastosować zbiornik o odpowiedniej pojemności umieszczony na wyniosłości terenu (zbiornik terenowy) lub wieżę ciśnień. Wieża ciśnień umieszczana jest zwykle w najwyższym punkcie obsługiwanego przez nią rejonu. W górnej jej części znajduje się zbiornik na wodę, umożliwiający zgromadzenie zapasu wody na pokrycie zwiększonego zapotrzebowania w godzinach szczytowego zużycia i zapewniający rezerwę wody na wypadek pożaru. Poziom wody w zbiorniku obniża się w godzinach szczytowego zużycia, natomiast w godzinach małego zużycia woda w zbiorniku jest uzupełniana. Wysokość umieszczenia zbiornika powinna zapewniać utrzymanie dostatecznie dużego ciśnienia hydrostatycznego w całej sieci wodociągowej i zależy od wielkości oporów przepływu wody w rurociągach oraz potrzebnego ciśnienia w sieci wodociągowej (10 m słupa wody odpowiada ciśnieniu ok. 0,1 MPa). Dopływ wody z wieży ciśnień do punktów odbioru odbywa się na zasadzie grawitacyjnej.

Obecnie wieże ciśnień są stosowane głównie wtedy, gdy wydajność studni nie zapewnia zaspokojenia wszystkich poborów wody. W gospodarstwach rolniczych nie podłączonych do sieci wodociągowej powszechnie są stosowane hydrofory. Są to zbiorniki wodno-powietrzne, z których woda pod wpływem ciśnienia sprężonego powietrza jest dostarczana do odbiorników. Urządzenie składa się z pompy napędzanej silnikiem elektrycznym i ze zbiornikiem

RYSUNEK

Schemat zestawu hydroforowego: 1 - pompa, 2 - przewód ssawny, 3 - kosz ssawny z zaworem, 4, 5 - ciśnieniomierze, 6 - zawór odcinający, 7 - zawór zwrotny, 8 - przewód tłoczny,

9 - zbiornik, 10 - wodowskaz, 11 - kurek powietrzny, 12 - zawór, 13 - przekaźnik ciśnieniowy, 14 - włącznik prądu

Zasada działania hydroforu

Przeponowy automatyczny wyłącznik ciśnieniowy steruje pracą silnika - włącza i wyłącza spod napięcia silnik napędzający pompę wodną, zależnie od ciśnienia powietrza nad lustrem wody w zbiorniku. Agregat pompowy tłoczy wodę do zbiornika ciśnieniowego i spręża w nim powietrze. Pod działaniem sprężonego powietrza woda jest przetłaczana rurociągiem do odbiorników. W czasie pobierania wody jej poziom w hydroforze obniża się i następuje spadek ciśnienia (powietrze rozpręża się). ]eżeli ciśnienie spadnie poniżej określonej wartości (ok. 0,1 MPa), to automatyczny wyłącznik ciśnieniowy zamyka obwód prądu, silnik elektryczny wprawia w ruch pompę, która tłoczy wodę do zbiornika tak długo, aż ciśnienie sprężonego w zbiorniku powietrza osiągnie odpowiednią wartość (najczęściej ok. 0,4 MPa), przy której wyłącznik ciśnieniowy przerwie obwód elektryczny. Częstotliwość włączania pompy zależy od wielkości instalacji i poboru wody - zwykle wynosi kilka razy na godzinę.

Działanie hydrotoru jest zautomatyzowane, nie wymaga nadzoru; praca ludzi ogranicza się do sprawdzania prawidłowości działania i ewentualnego uzupełnienia powietrza w zbiorniku. Powietrze w zbiorniku uzupełnia się za pomocą sprężarki napędzanej silnikiem elektrycznym. W małych urządzeniach hydroforowych uzupełnienie powietrza może następować samoczynnie za pomocą zaworu smoczkowego, umieszczonego w górnej części przewodu ssawnego, albo wymaga okresowego spuszczenia wody ze zbiomika hydroforu.

Dość często zestawy hydroforowe są wyposażane w urządzenia filtrujące tzw. odżelaziacze, które służą do uzdatniania wody. Odżelaziacze są to zbiorniki, w których znajdują się frakcje żwirków o różnej wielkości przez które przepływa woda odpowiednio wcześniej napowietrzona.

Foto1. Hydrofor w niedużym gospodarstwie

Foto2. Hydrofor do nawadniania ogrodów

Schemat podłączenia hydroforu ogrodowego