Разделение единой системы водоснабжения на отдельные части для каждой группы потребителей, предъявляющих разнородные требования к подаваемой воде (напор, степень водоподготовки и т.п.), принято называть зонированием системы водоснабжения, а сами схемы — зонными.
Зонирование применяется как в городских, так и в промышленных водопроводах. Зонирование снижает недопустимо высокие напоры, уменьшает затраты электроэнергии на подъем воды, сокращает утечки. Зонные схемы устраивают при значительной разности отметок (вертикальные схемы) и большой протяженности охватываемой водопроводом территории (горизонтальные или вертикальные схемы), а также при большой разности свободных напоров, требуемых отдельными потребителями. Различают два основных типа зонных схем: параллельное и последовательное.
Однозонная схема водоснабжения обычно оказывается экономически эффективной в малых населенных пунктах (с водопотреблением до 10-12 тыс. м3/сут) при перепаде отметок в пределах территории города до 60-70 м; в больших городах — при перепаде отметок до 40-45 м.
В системах параллельного зонирования, схема которой представлена на рис. 1, зоны включаются параллельно и вода поступает в каждую зону отдельно по своим водоводам.
В здании насосной станции для каждой зоны установлены отдельные группы насосов, отличающиеся по производительности и напору. Каждая зона рассчитывается как отдельный объект водоснабжения.
При последовательном зонировании (рис. 2) вода в полном объеме водопотребности объекта сначала подается в нижнюю зону, часть ее (в необходимом количестве) транзитом проходит через нижнюю зону и далее отдельной группой насосов передается в верхнюю зону.
Рис. 1. Схема параллельного зонирования:
1 — насосная станция; 2 — водонапорная башня зоны 3 — водонапорная башня зоны ; 4 – водоводы
Деление на зоны при значительной разности отметок или большой протяженности обслуживаемой территории обусловлено чаще всего технической необходимостью: в наиболее высоко расположенной (диктующей) точке сети должен быть обеспечен необходимый свободный напор, а в нижней точке напор не должен превышать 60 м.
Зонирование может быть осуществлено и в целях повышения экономичности системы за счет снижения затрат электроэнергии насосами на подъем воды. Общая затрата энергии насосами на подачу воды в сеть может быть определена по формуле:
где Эп — энергия, затрачиваемая но подъем воды отдельным потребителям и создание необходимых напоров; Эт — энергия, затрачиваемая на преодоление гидравлических сопротивлений; Эу — затраты энергии на бесполезную работу при подъеме общего количества воды под избыточным напором по сравнению с полезным.
Рис. 2. Схемы последовательного зонирования:
а — вертикальная; б — горизонтальная:
1 — насосная станция первой зоны; 2 — резервуары; 3 — насосная станция второй зоны; 4 — водонапорная башня зоны ; 5 — водоводы
Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М.
«Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений»
