Изучение работы гидропневматической насосной станции

Для организации бесперебойного водоснабжения в здании широко распространенным становится применение гидропневматической насосной станции, которая состоит из гидро-пневматического бака, блока автоматики и электронасоса. Эти установки сочетают функции водонапорной башни с баком и насоса. Однако, в отличие от водонапорной башни с баком, при применении гидропневматической станции нет необходимости в строительстве самой башни, так как давление на необходимой величине поддерживается сжатым воздухом. Таким образом, гидропневматические станции можно устанавливать в цокольной или подвальной части здания, а не поднимать ги-дропневматический бак над диктующей точкой водоразбора. В отличие от схемы с постоянно работающим насосом, при применении гидропневматической станции гидропневматический бак позволяет поддерживать давление в заданном диапазоне давлений в период отсутствия или при малом водоразборе. Это позволяет не расходовать электроэнергию (особенно в ночные часы), что делает гидропневматические насосные станции экономически привлекательными.

Основным элементом установок является герметичный бак, из которого вода под давлением подается в распределительную сеть. Давление создается насосом или компрессором при подаче в бак воды или сжатого воздуха.

Гидропневматические установки бывают с двумя баками (рис. 4.9) или с одним (рис. 4.10).

Пневматическая установка с двумя баками

Рис. 4.9. Пневматическая установка с двумя баками:

  • 1 компрессор; 2 — фильтр; 3 — воздушный бак; 4, 5 — клапаны;
  • 6 — водяной бак; 7 — запорная арматура; 8 — обратный клапан
Пневматическая установка с одним баком

Рис. 4.10. Пневматическая установка с одним баком:

  • 1 компрессор; 2 — фильтр; 3 — воздушная часть бака;
  • 4 резиновый экран; 5 — водяная часть бака; 6 — запорная арматура;
  • 7 — обратный клапан

В часы минимального водопотребления вода аккумулируется в водяном баке. В часы максимального водопотребления, когда напора становится недостаточно, сжатый воздух начинает выдавливать воду во внутридомовую сеть. Для того, чтобы не было прорыва воздуха в сеть (рис. 4.9), устанавливают клапан 5; чтобы не наблюдалось поступления воды в воздушный бак, устанавливают клапан 4. Фильтр 6 необходим для очистки воздуха, поступающего из компрессора.

Преимущество системы с одним баком состоит в том, что воздушная часть бака не связана с водяной. Подобная конструкция наиболее распространена, так как качество воды не меняется (ввиду отсутствия контакта с воздухом), и конструкцию с одним баком проще монтировать. Внутри бака может быть установлена резиновая перегородка (экран) либо резиновая груша (что позволяет избежать контакта воды с металлическими стенками емкости бака).

Цель: познакомиться с конструкцией и принципом работы автоматизированной пневматической водоподъемной установки.

Описание экспериментальной установки

Гидропневматическая станция (рис. 4.11) представляет собой комплекс оборудования, в состав которого входят следующие функциональные компоненты: центробежный насос с электродвигателем; гидропневматический бак (гидроаккумулятор) с ниппелем и внутренней резиновой «грушей»; манометр; реле давления с диапазоном настройки 1,4—2,8 бар; арматура. Для забора воды подсоединяется всасывающая труба. К выходному отверстию установки подключается напорная магистраль, транспортирующая перекачиваемую воду. Гидравлический мембранный бак с центробежным насосом способен поддерживать давление до 4,5 бар, однако рабочее давление чаще всего не превышает 3,0 бар.

Схема стенда гидропневматической установки

Рис. 4.11. Схема стенда гидропневматической установки:

  • 1 бак с водой; 2,5 — клапаны запорные; 3 — насос;
  • 4 гидропневматический бак; 6 — манометр; 7 — фильтр грубой очистки; 8 — водосчетчик

Режим работы насосов (включение и отключение) зависит от давления в баке. Заранее настраиваются (выставляются) давления Рг и Р2, при которых, соответственно, электродвигатель насоса автоматически включается в сеть и выключается. При Рг2 < 0,5 получается большая разница между Рг и Р2, что вызывает понижение КПД насоса, то есть резко увеличивается расход электроэнергии и колебание давления в напорном трубопроводе. Соотношение Рг2 рекомендуется принимать в диапазоне 0,5—0,8.

В правильно настроенном гидропневматическом баке регулирующий объем воды в баке У7рег составляет 25—35 % от общего объема бака Убак.

Число включений насосной установки за один час п принимается 6—10. При уменьшении числа включений электродвигателя насоса увеличивается срок его эксплуатации.

Станция автоматического управления включения-выключения двигателя насоса сохраняет возможность ручного пуска и остановку двигателя насоса.

Порядок проведения работы

  • 1. Задаемся давлением включения насоса Рг
  • 2. Ручным насосом создаем давление в гидропневматическом баке менее величины Р1 0,2 бар.
  • 3. Определяем оптимальное давлением выключения насоса из условия Р20пт = Р / (0,54-0,8).
  • 4. На всасывающем патрубке насоса открыть клапан запорный 2.
  • 5. На напорном трубопроводе перекрыть клапан запорный 5.
  • 6. Включить насос.
  • 7. После автоматического отключения насоса определить по манометру 6 фактическое давление рФакт .
  • 8. Отключить насос от электропитания.
  • 9. Стравить давление или наоборот подкачать автонасосом до значения Р20пт20пт = Р2факт ) •
  • 10. В табл. 4.7 занести начальные показания водосчетчика 8 V

у нач’

  • 11. Подать электропитание; открыть клапан запорный 5 на напорном трубопроводе
  • 12. Включить секундомер насос.
  • 13. Определить продолжительность работы И регулирующей емкости бака У7рег.
  • 14. В табл. 4.7 занести конечные показания водосчетчика у

у КОН’

Таблица 4.7

Показатель

Ед. измерения

Значения

1

Давление включения электродвигателя насоса, Л

кПа

2

Давление выключения электродвигателя насоса, Р2факт

кПа

3

Продолжительность работы, С регулирующей емкости бака

с

4

Начальные показания водосчетчика, Унач

л

5

Конечные показания водосчетчика, Укон

л

6

Регулирующей емкости бака, Р7рег - Укон - Унач

л

7

Расход воды при водоразборе, (2 = 1Урег1

л/с

Обработка опытных данных

1. Рассчитать значение напора при включении насосной станции по формуле

2. Рассчитать значение в момент выключения насосной станции по формуле

  • 3. Построить рабочую характеристику насосной станции З-Н
  • 4. Использую характеристику насосной станции (2—Н по напорам Н} и Н2 определить расходы (22 и (22.

Контрольные вопросы

  • 1. В чем преимущество гидропневматической станции перед насосным агрегатом?
  • 2. Когда целесообразно применение гидропневматической станции?
  • 3. Как устроен гидропневматический бак?
  • 4. Какое давление воздуха должно быть в гидропневматическом баке?
  • 5. Как часто может включаться насос?
  • 6. Когда КПД насоса понижается?
  • 7. С помощью чего и как происходит настройка включения-выключения насоса?
  • 8. Что влияет на выбор емкости гидропневматического бака?
  • 9. Если принять за 100 % весь объем гидропневматического бака, то сколько составит регулирующий объем бака?
  • 10. Что произойдет, если гидропневматический бак установить под потолком помещения?
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >