Víztároló tartályok típusai: rozsdamentes acél, nyomás, tűzvédelem és árképzés

Típusai Water Storage Tanks : A Practical Comparison

A víztároló tartályokat anyag, szerkezeti konfiguráció, nyomásérték és alkalmazás szerint osztályozzák. A tartálytípusok közötti különbségek megértése megakadályozza a költséges specifikációs hibákat, és biztosítja, hogy a kiválasztott tartály megfeleljen mind a teljesítménykövetelményeknek, mind a telepítés szabályozási környezetének.

By Material

Stainless steel tanks (304-es és 316-os fokozatok) a prémium választás ivóvízhez, élelmiszeripari alkalmazásokhoz és minden olyan telepítéshez, amely hosszú élettartamot igényel, belső burkolat vagy bevonat karbantartása nélkül. A passzív króm-oxid felület minden további kezelés nélkül ellenáll a korróziónak, így a rozsdamentes tartályok a legalacsonyabb karbantartást igénylő megoldások a 30-50 éves élettartam alatt.

Polietilén (HDPE vagy LLDPE) tartályok uralják az alacsony költségű lakás- és mezőgazdasági piacot. Könnyűek, olcsók, és széles méretválasztékban kaphatók a polcról. Korlátai az UV-sugárzás idővel történő lebomlása (ami ridegséget és elszíneződést okoz), a hőmérséklet-érzékenység (a HDPE tartályok 60 °C felett meglágyulnak) és a 10–15 éves élettartam kültéri telepítéseknél, mielőtt általában cserére lenne szükség.

GRP (üveg-erősítésű műanyag / üvegszálas) tartályok középutat kínálnak – hosszabb élettartamot, mint a polietilént, és alacsonyabb költségeket, mint a rozsdamentes acél. Gélbevonatú belső felületük idővel lebomolhat, és részecskéket bocsáthat ki a tárolt vízbe, ami rendszeres ellenőrzést és újrafestést igényel az ivóvíz szolgáltatásnál.

Carbon steel tanks A gyárilag bevont csavarozott panelek vagy epoxi béléssel hegesztettek a nagy térfogatú, nem ivóvíz ipari víztárolók szabványai, ahol a térfogatgazdaságosság az acélt részesíti előnyben a rozsdamentes acéllal szemben, de ahol a műanyag vagy a GRP szerkezetileg nem lenne megfelelő méretben.

By Configuration

Az anyagon túl a tartály konfigurációja határozza meg, hogy a tartály hogyan van felszerelve, és hol illeszkedik a hidraulikus rendszerben. Atmoszférikus (nyitott tetejű vagy légtelenített) tartályok tárolja a vizet környezeti nyomáson, és támaszkodjon a gravitációra vagy egy nyomásfokozó szivattyúra a tápnyomás tekintetében. Pressure tanks — alább külön lefedve — a vizet emelt nyomás alatt tárolja a rendszernyomás fenntartása érdekében a szivattyú folyamatos működése nélkül. Elevated tanks a beépítési magasságukból gravitációs fejet kell használni a tápnyomás létrehozásához. Underground tanks földbeásott ciszternák, amelyeket ott használnak, ahol nincs szabad felület, és jellemzően vasbetonból, üvegszálas műanyagból vagy polietilénből készülnek.

Rozsdamentes acél víznyomásos tartályok: hogyan működnek és mikor kell használni

A rozsdamentes víznyomású tartály – amelyet az alkalmazástól függően nyomástartó edénynek, hidropneumatikus tartálynak vagy tágulási tartálynak is neveznek – alapvetően másképpen működik, mint egy atmoszférikus tárolótartály. Ahelyett, hogy egyszerűen a környezeti nyomáson tartana egy térfogatnyi vizet, a nyomástartó tartály egy előre feltöltött légpárnát tart fenn, amely tárolja a potenciális energiát, és azt a víznyomás fenntartására használja fel az elosztórendszerben anélkül, hogy a szivattyúnak folyamatosan működnie kellene.

Működési elv

A hólyag típusú rozsdamentes acél nyomótartályban egy rugalmas gumihólyag választja el a vizet az előre feltöltött légkamrából. Amikor a szivattyú megtölti a tartályt, a víz belép a hólyagba, összenyomja a levegőtöltetet és megemeli a rendszer nyomását. Amikor egy csap kinyílik, a sűrített levegő a szivattyú működése nélkül hajtja ki a vizet a hólyagból, amíg a nyomás le nem esik a bekapcsolási alapértékre, és a szivattyú újra bekapcsol. This arrangement 80-90%-kal csökkenti a szivattyú ciklus gyakoriságát a nyomástartó tartály nélküli rendszerhez képest drámaian meghosszabbítja a szivattyú élettartamát az óránkénti motorindítások számának csökkentésével – ez a legkárosabb működési esemény a szivattyúmotorok és a mechanikus tömítések esetében.

A membrán típusú rozsdamentes nyomástartó tartály cserélhető tömlő helyett rögzített gumimembránt használ, amelyet a tartály belsejében hegesztettek át. A membrántartályokat jellemzően kisebb nyomástartó edényekhez (100 liter alatt) használják lakossági nyomásfokozó és fűtési rendszerekben.

Miért rozsdamentes acél nyomástartályokhoz?

A nyomástartó tartályok ciklikus mechanikai terhelésnek vannak kitéve – minden szivattyúindítás nyomás alá helyezi a tartályt, minden leeresztés nyomásmentesíti azt. A tartály élettartama alatt egy forgalmas kereskedelmi épületben vagy ipari létesítményben ez több tízezer nyomásciklust jelent. A rozsdamentes acél a nagy szakítószilárdság, a korrózióállóság és a fáradtságállóság kombinációja a választott anyag az ivóvízellátásban, a gyógyszerészeti vízrendszerekben, az élelmiszer-feldolgozásban és minden olyan alkalmazásban, ahol a szénacél belső korrózióval szembeni érzékenysége nem kezelhető pusztán ciklikus nyomás alatti bevonással.

A vízellátási alkalmazásokhoz használt, rozsdamentes nyomástartó tartályok 6 bar-tól (87 psi) a lakossági és kiskereskedelmi használatra alkalmas 16 bar-ig (232 psi) az ipari töltetállomások és a sokemeletes épületek ellátásához. Minden nyomástartó edényt, amely meghaladja a bizonyos térfogat-nyomás küszöbértékeket, az ASME VIII. szakasza, a PED (European Pressure Equipment Directive) vagy az ezzel egyenértékű nemzeti szabványok szerint kell megtervezni és tanúsítani – ez az anyagválasztástól független követelmény.

Rozsdamentes víznyomású tartály méretezése

A nyomástartó tartály méretét a szivattyú indítása és a szivattyú bekapcsolása között szükséges lehúzási térfogat határozza meg, nem pedig a teljes víztároló térfogat. A leeresztési mennyiségnek elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy kielégítse a tipikus keresleti eseményeket (vécéöblítés, rövid zuhanyhúzás) anélkül, hogy elindítaná a szivattyút. Lakossági alkalmazásokhoz a legtöbb modern, változtatható fordulatszámú szivattyúkészlethez alapfelszereltség a 20–40 literes leeresztő tartály. A hagyományos nyomáskapcsolókkal ellátott, fix fordulatszámú szivattyúrendszerekhez nagyobb tartályokra van szükség – jellemzően 80–200 literes egy 4 hálószobás otthonban – a rövid ciklusok elkerülése érdekében. A nyomástartó tartály alulméretezése az egyetlen leggyakoribb telepítési hiba; ez gyors szivattyúciklushoz, túlmelegedéshez és a szivattyú idő előtti meghibásodásához vezet a telepítéstől számított 2-5 éven belül.

Tűzvédelmi víztároló tartályok: Követelmények és kialakítás

A tűzvédelmi víztároló tartályok alapvetően más funkciót látnak el, mint a háztartási vagy technológiai ellátó tartályok. Ezek életbiztonsági alkatrészek, amelyek egy meghatározott áramlási sebesség és térfogat meghatározott időtartamra történő biztosításához szükségesek vészhelyzeti körülmények között – és tervezésüket, beépítésüket és karbantartásukat olyan kódexek szabályozzák, amelyek jogi erővel bírnak, függetlenül az épület tulajdonosának preferenciáitól.

Governing Standards

Az Egyesült Államokban a tűzvédelmi víztároló tartályokat elsősorban a NFPA 22 (a magán tűzvédelmi víztartályok szabványa) . Az NFPA 22 meghatározza az építési követelményeket, a kapacitás meghatározásának módszereit, a telepítési követelményeket (beleértve a fagyvédelmet), az ellenőrzési ütemterveket és a tartálytartozékok (töltőszelepek, vészhelyzeti töltőcsatlakozások, kimeneti szelepek és fűtési rendszerek) tervezését. A legtöbb joghatóságban az NFPA-nak való megfelelés mellett a helyi hatóság (AHJ) jóváhagyása is szükséges.

A nemzetközi megfelelők közé tartozik az EN 12845 (európai szabvány a rögzített tűzoltó rendszerekre), az AS 2304 (Ausztrália/Új-Zéland víztároló tartályok tűzvédelemhez) és az egyenértékű nemzeti kódok más piacokon. Ezek a szabványok részletükben különböznek egymástól, de megegyeznek abban az alapvető követelményben, hogy a tűzvédelmi tartályoknak egy dedikált tartalék térfogattal kell rendelkezniük, amelyet nem lehet levenni semmilyen nem tűzvédelmi kapcsolattal.

Volume Determination

A tűzvédelmi tartály térfogatát az általa kiszolgált locsolórendszer vagy tűzcsaprendszer hidraulikus igényéből számítjuk, megszorozva a szükséges ellátási időtartammal. Egy kis méretű kereskedelmi épületben használható locsolórendszer 30 percnyi tápellátást igényelhet 150 gpm mellett – ez a tartály minimális térfogata 4500 gallon (17 000 liter) lehet. Egy 500 gpm tervezési igényű és 60 perces időtartamú raktár szokásos veszélyrendszere 30 000 gallon (114 000 liter) dedikált tartalékot igényel. A mérnök kiszámítja ezeket a követelményeket a tűzoltó rendszer hidraulikus számításaiból, és a tartályt úgy méretezik, hogy megfeleljen ennek a számított térfogatnak, a vonatkozó szabványban meghatározott tartalékkal.

Tűzvédelmi tartályanyagok

Az NFPA 22 lehetővé teszi a tűzvédelmi tartályok acélból (hegesztett vagy csavarozott), vasbetonból, fából (meglévő berendezésekhez) és kompozit anyagokból történő építését, amelyek megfelelnek a szabvány szerkezeti követelményeinek. Rozsdamentes acél és bevonatos szénacél ezek a leggyakrabban meghatározott anyagok az új telepítésekhez a legtöbb piacon. A rozsdamentes acélt részesítik előnyben, ha a tartály belsejét kettős célú tárolásra használják (tűztartalék plusz háztartási ellátás), mert elkerüli a szénacél bélésekkel kapcsolatos vízminőségi aggályokat, és ahol a tartály korrozív környezetben, például tengerparti ipari területen található. A gyárilag bevont csavarozott acéltartályokat (üvegből acélra olvasztott vagy epoxibevonatú) széles körben használják nagy, 50 000 gallonnál nagyobb térfogatú tűzoltótartályokhoz, ahol a hegesztett rozsdamentes acél költségkímélő lenne.

Mire valók a nagy víztartályok – és ki használja őket?

A nagy víztároló tartályok – a hengeres acélszerkezetek, amelyek meghatározzák az ipari létesítmények, önkormányzatok és kereskedelmi egyetemek látképét – számos olyan funkciót látnak el, amelyek nem mindig nyilvánvalóak azok számára, akik nem ismerik a vízi infrastruktúrát. A nagy tartályok működésének megértése tisztázza, hogy miért olyan méretre vannak méretezve, amilyen, és miért van szükség bizonyos anyag- és konfigurációs specifikációkra.

A települési vízellátás kiegyenlítése

A települési víztornyok és a talajszintű tározók kiegyenlítik a különbséget a tisztítótelep állandó termelési sebessége és a kiszolgált lakosság rendkívül változó óraigénye között. A vízigény reggel és este a napi átlag 2-4-szeresével tetőzik; tárolás nélkül a tisztítótelepet és az elosztó szivattyúkat a csúcsigényhez kellene méretezni, nem pedig az átlagos kereslethez – ez a tőkeköltség többszöröse a tárolás alapú tervezés 2–4-szeresének. A víztorony a rendszernyomást is passzívan tartja fenn: a tárolt víz megemelése olyan hidraulikus fejet hoz létre, amely a normál szükségleti időszakokban folyamatos szivattyúműködés nélkül látja el az otthonokat és a vállalkozásokat.

Ipari folyamatpuffer és vészhelyzeti ellátás

A gyártólétesítmények, erőművek és adatközpontok nagyméretű helyszíni víztárolókat tartanak fenn két különböző okból: a folyamat folytonossága (egy hűtőtorony vagy hűtőrendszer, amelyből kifogy a pótvíz, percek alatt leállíthatja a termelést) és a vészhelyzeti kapacitás (a tűzoltó rendszerek, a vészhűtés és a robbanásszerű árvízrendszerek olyan mennyiséget igényelnek, amelyet a települési ellátó csatlakozások nem képesek a szükséges pillanatnyi áramlási sebességgel szállítani). Az ebbe a kategóriába tartozó ipari víztároló tartályok térfogata általában 50 000 és 2 000 000 gallon között van , hegesztett acél vagy csavarozott acéllemez tartályokban tartva a talaj szintjén.

Mezőgazdasági öntözési tartalék

A nagy mezőgazdasági műveletek többletidőszakokban tárolják a vizet – téli esőzések, csúcsidőn kívüli öntözési kiosztási ablakok vagy árvízesemények –, hogy azokat a csúcsigényi időszakokban használják fel, amikor a felszíni víz rendelkezésre állása vagy a kiosztási korlátok egyébként korlátoznák az öntözést. Az ebben az alkalmazásban használt tartályok 10 000 és 500 000 gallon között vannak, és jellemzően horganyzott hullámacélból készülnek béléssel, vagy csavarozott rozsdamentes panelrendszerekből, ahol a vízminőség fenntartása fontos a szennyeződésekre érzékeny csepegtető öntözőrendszereknél.

10 000 gallonos acél víztartály: árak és a meghajtók költsége

A 10 000 gallonos (körülbelül 38 000 literes) acél víztartály általános méretű kereskedelmi tűzvédelmi tartalékok, mezőgazdasági tárolók és ipari folyamatok puffertartályai számára. Elég nagy ahhoz, hogy professzionális beszerelést igényeljen, de elég kicsi ahhoz, hogy egy darabból hegesztett egység legyen, nem pedig helyszíni összeszerelés. Annak megértése, hogy mi határozza meg az árat ezen a skálán, segít a vásárlóknak értékelni az árajánlatokat, és elkerülni a nem egyenértékű specifikációk összehasonlítását.

Árkategóriák anyag és konfiguráció szerint

Tájékoztató ára egy 10 000 gallonos acél víztartályra (csak tartály, az alapozás, a telepítés és a tartozékok nélkül) a jelenlegi piaci feltételek szerint:

Tényezők, amelyek mozgatják az árat

Az acéltermékek ára a legnagyobb változó a rozsdamentes tartályok árképzésében – a 304 rozsdamentes acéltekercs ára tonnánként 1800 és 3500 dollár között mozgott az elmúlt öt évben, és ez az ingadozás közvetlenül a kész tartályok árában is megjelenik. Az egy negyedév alatt kapott árajánlat 15-25%-kal eltérhet a hat hónappal később kapott árajánlattól, a gyártótól teljesen független okok miatt. A beszerzési megrendeléssel történő árrögzítés erősen javasolt nagy beruházási projektekhez, ahol költségvetési biztonságra van szükség.

Az anyagköltségen túl a tartály árát 10 000 gallonos léptékben növelő fő tényezők a következők: ASME vagy NSF tanúsítás (hozzáadja a tesztelést, a dokumentációt és a harmadik fél által végzett ellenőrzés költségeit); tartozékcsomag specifikációja (a szintjelzők, a hozzáférési nyílások, a szellőzőnyílások, a túlfolyó szerelvények, a mintanyílások és a fűtőelemek 2000–8000 dollárral növelik a tartály alapárát a terjedelemtől függően); felületkezelési követelmények (a szabványos 2B malom felület alapfelszereltség; a 4. számú szálcsiszolt vagy elektropolírozott felületek élelmiszeripari vagy gyógyszerészeti szolgáltatásokhoz 10–20%-kal növelik a gyártási költséget); és gyorsított szállítás, amely 15–30%-os felárat jelent az ilyen méretű hegesztett rozsdamentes tartályok normál 8–16 hetes átfutási idejére.