Tipuri de rezervoare de stocare a apei: inoxidabil, sub presiune, protecție împotriva incendiilor și prețuri

Tipuri de Rezervoare de stocare a apei : O comparație practică

Rezervoarele de stocare a apei sunt clasificate în funcție de material, configurație structurală, presiune nominală și aplicație. Înțelegerea diferențelor dintre tipurile de rezervoare previne erorile costisitoare de specificație și asigură că rezervorul selectat se potrivește atât cu cerințele de performanță, cât și cu mediul de reglementare al instalației.

După Material

Rezervoare din oțel inoxidabil (clasele 304 și 316) sunt alegerea premium pentru apă potabilă, aplicații de calitate alimentară și orice instalație care necesită o durată de viață lungă fără căptușeală internă sau întreținere a stratului. Suprafața pasivă de oxid de crom rezistă la coroziune fără nici un tratament suplimentar, făcând rezervoarele inoxidabile opțiunea cu cea mai redusă întreținere pe o durată de viață de 30-50 de ani.

Rezervoare din polietilenă (HDPE sau LLDPE). domină piața rezidențială și agricolă low-cost. Sunt ușoare, ieftine și disponibile de la raft într-o gamă largă de dimensiuni. Limitările lor sunt degradarea UV în timp (care provoacă fragilizarea și decolorarea), sensibilitatea la temperatură (rezervoarele HDPE se înmoaie peste 60 °C) și o durată de viață de 10-15 ani în instalațiile exterioare înainte de a fi de obicei necesară înlocuirea.

Rezervoare GRP (plastic ranforsat cu sticla / fibra de sticla). oferă o cale de mijloc — durată de viață mai lungă decât polietilena și costuri mai mici decât oțelul inoxidabil. Suprafața interioară a stratului de gel se poate degrada și elibera particule în apa stocată în timp, necesitând inspecție periodică și reacoperire în serviciul de apă potabilă.

Rezervoare din oțel carbon , fie panouri cu șuruburi acoperite din fabrică, fie sudate cu căptușeală epoxidică, sunt standardul pentru stocarea apei industriale nepotabile în volum mare, în cazul în care economia de volum favorizează oțelul în detrimentul inoxidabilului, dar în care plasticul sau GRP ar fi inadecvat structural la scară.

Prin configurație

Dincolo de material, configurația rezervorului determină modul în care rezervorul este instalat și unde se potrivește în sistemul hidraulic. Rezervoare atmosferice (deschise sau ventilate). depozitați apa la presiunea ambiantă și vă bazați pe gravitație sau pe o pompă de rapel pentru presiunea de alimentare. Rezervoare sub presiune — acoperite separat mai jos — depozitați apa sub presiune ridicată pentru a menține presiunea sistemului fără funcționarea continuă a pompei. Tancuri înalte utilizați capul gravitațional de la înălțimea lor de instalare pentru a genera presiunea de alimentare. Tancuri subterane sunt cisterne îngropate utilizate acolo unde spațiul de suprafață nu este disponibil, de obicei construite din beton armat, GRP sau polietilenă.

Rezervoare de apă sub presiune din oțel inoxidabil: cum funcționează și când să le folosiți

Un rezervor sub presiune de apă inoxidabil - numit și vas sub presiune, rezervor hidropneumatic sau rezervor de expansiune, în funcție de aplicație - funcționează fundamental diferit față de un rezervor de stocare atmosferică. În loc să mențină pur și simplu un volum de apă la presiunea ambientală, un rezervor sub presiune menține o pernă de aer preîncărcată care stochează energia potențială și o folosește pentru a menține presiunea apei în sistemul de distribuție fără a necesita ca pompa să funcționeze continuu.

Principiul de funcționare

Într-un rezervor sub presiune din oțel inoxidabil tip vezică, o vezică flexibilă de cauciuc separă apa de camera de aer preîncărcată. Când pompa umple rezervorul, apa intră în vezică, comprimând încărcătura de aer și ridicând presiunea sistemului. Când se deschide un robinet, aerul comprimat elimină apa din vezică fără ca pompa să funcționeze, până când presiunea scade la valoarea de referință de pornire și pompa pornește din nou. Acest aranjament reduce frecvența ciclului pompei cu 80-90% în comparație cu un sistem fără rezervor sub presiune, prelungind dramatic durata de viață a pompei prin reducerea numărului de porniri ale motorului pe oră - cel mai dăunător eveniment operațional pentru motoarele pompelor și etanșările mecanice.

Un rezervor de presiune inoxidabil de tip diafragmă folosește o diafragmă fixă ​​de cauciuc sudată în interiorul rezervorului, mai degrabă decât o vezică înlocuibilă. Rezervoarele cu diafragmă sunt utilizate în mod obișnuit pentru vase sub presiune mai mici (sub 100 de litri) în aplicații rezidențiale de amplificare și încălzire.

De ce oțel inoxidabil pentru rezervoare sub presiune

Rezervoarele sub presiune sunt supuse unei sarcini mecanice ciclice - fiecare pornire a pompei presurizează rezervorul, fiecare tragere îl depresurizează. Pe parcursul duratei de viață a unui rezervor într-o clădire comercială aglomerată sau o instalație industrială, aceasta înseamnă zeci de mii de cicluri de presiune. Combinația din oțel inoxidabil de rezistență ridicată la tracțiune, rezistență la coroziune și rezistență la oboseală îl face materialul de alegere pentru rezervoarele sub presiune în serviciul de apă potabilă, sistemele de apă farmaceutică, procesarea alimentelor și orice aplicație în care susceptibilitatea oțelului carbon la coroziune internă nu poate fi gestionată numai prin acoperire sub presiune ciclică.

Rezervoarele de presiune din inox pentru aplicații de alimentare cu apă au o presiune de la 6 bari (87 psi) pentru uz rezidențial și comercial ușor până la 16 bari (232 psi) pentru stațiile industriale de alimentare și alimentarea cu clădiri înalte. Toate recipientele sub presiune care depășesc anumite praguri de volum-presiune trebuie să fie proiectate și certificate conform ASME Secțiunea VIII, PED (Directiva europeană pentru echipamente sub presiune) sau standarde naționale echivalente - o cerință independentă de selecția materialului.

Dimensionarea unui rezervor de apă inoxidabil sub presiune

Dimensiunea rezervorului de presiune este determinată de volumul de aspirare necesar între pornirea pompei și pornirea pompei - nu de volumul total de stocare a apei. Volumul de aspirare trebuie să fie suficient de mare pentru a furniza evenimente tipice de cerere (o spălare a toaletei, o scurtă tragere la duș) fără a declanșa pornirea pompei. Pentru aplicațiile rezidențiale, un rezervor care oferă 20-40 de litri de aspirație este standard cu cele mai moderne seturi de pompe cu viteză variabilă. Sistemele de pompe cu viteză fixă ​​cu presostate convenționale necesită rezervoare mai mari - de obicei 80-200 de litri pentru o casă cu 4 dormitoare - pentru a preveni ciclul scurt. Subdimensionarea rezervorului sub presiune este cea mai comună eroare de instalare; are ca rezultat ciclul rapid al pompei, supraîncălzirea și defecțiunea prematură a pompei în 2-5 ani de la instalare.

Rezervoare de stocare a apei pentru protecția împotriva incendiilor: cerințe și proiectare

Rezervoarele de stocare a apei pentru protecția împotriva incendiilor îndeplinesc o funcție fundamental diferită de rezervoarele de alimentare menajere sau de proces. Acestea sunt componente de siguranță necesare pentru a furniza un debit și un volum definit pentru o durată specificată în condiții de urgență - iar proiectarea, instalarea și întreținerea lor sunt guvernate de coduri care au forță legală, indiferent de preferințele proprietarului clădirii.

Standarde de guvernare

În Statele Unite, rezervoarele de stocare a apei de protecție împotriva incendiilor sunt guvernate în primul rând de NFPA 22 (Standard pentru rezervoare de apă pentru protecție privată împotriva incendiilor) . NFPA 22 definește cerințele de construcție, metodele de determinare a capacității, cerințele de instalare (inclusiv protecția împotriva înghețului), programele de inspecție și proiectarea accesoriilor rezervoarelor (supape de umplere, conexiuni de umplere de urgență, supape de evacuare și sisteme de încălzire). Pe lângă conformitatea cu NFPA, în majoritatea jurisdicțiilor, este necesară aprobarea autorității locale cu jurisdicție (AHJ).

Echivalentele internaționale includ EN 12845 (standard european pentru sisteme fixe de stingere a incendiilor), AS 2304 (rezervoare de apă din Australia/Noua Zeelandă pentru protecția împotriva incendiilor) și coduri naționale echivalente pe alte piețe. Aceste standarde diferă în detaliu, dar împărtășesc cerința fundamentală conform căreia rezervoarele de protecție împotriva incendiilor trebuie să aibă un volum de rezervă dedicat, care nu poate fi consumat de nicio conexiune care nu este de serviciu de incendiu.

Determinarea volumului

Volumul rezervorului de protecție împotriva incendiilor se calculează din cererea hidraulică a sistemului de sprinklere sau a sistemului hidrant pe care îl deservește, înmulțită cu durata necesară de alimentare. Un sistem de sprinklere cu pericol ușor pentru o clădire comercială mică poate necesita 30 de minute de alimentare la 150 gpm - producând un volum minim al rezervorului de 4.500 de galoane (17.000 de litri). Un sistem de pericol obișnuit pentru un depozit cu o cerere de proiectare de 500 gpm și o durată de 60 de minute necesită o rezervă dedicată de 30.000 de galoane (114.000 de litri). Inginerul de înregistrare calculează aceste cerințe din calculele hidraulice pentru sistemul de stingere a incendiilor, iar rezervorul este dimensionat pentru a îndeplini volumul calculat cu o marjă specificată de standardul aplicabil.

Materiale rezervoare pentru protecția împotriva incendiilor

NFPA 22 permite ca rezervoarele de protecție împotriva incendiilor să fie construite din oțel (sudate sau șuruburi), beton armat, lemn (pentru instalațiile existente) și materiale compozite care îndeplinesc cerințele structurale ale standardului. Oțel inoxidabil și oțel carbon acoperit sunt cele mai frecvent specificate materiale pentru instalații noi în majoritatea piețelor. Oțelul inoxidabil este preferat acolo unde interiorul rezervorului va fi folosit pentru depozitare cu două scopuri (rezervă de incendiu plus alimentare casnică) deoarece evită problemele legate de calitatea apei asociate cu căptușelile din oțel carbon și unde rezervorul este situat într-un mediu corosiv, cum ar fi un sit industrial de coastă. Rezervoarele din oțel cu șuruburi acoperite din fabrică (sticlă topită la oțel sau acoperite cu epoxi) sunt utilizate pe scară largă pentru rezervoarele de incendiu cu volum mare de peste 50.000 de galoane, unde oțelul inoxidabil sudat ar fi prohibitiv.

Pentru ce sunt rezervoarele mari de apă – și cine le folosește

Rezervoarele mari de stocare a apei - structurile cilindrice din oțel care definesc orizontul unităților industriale, municipalităților și campusurilor comerciale - servesc o serie de funcții care nu sunt întotdeauna evidente pentru cei care nu sunt familiarizați cu infrastructura de apă. Înțelegerea a ceea ce fac rezervoarele mari clarifică de ce sunt dimensionate așa cum sunt și de ce sunt necesare anumite specificații de material și configurație.

Egalizarea alimentării cu apă municipală

Turnurile de apă municipale și rezervoarele la nivelul solului egalizează diferența dintre rata de producție constantă a unei stații de epurare și cererea orară foarte variabilă din partea populației pe care o deservește. Cererea de apă atinge vârfuri dimineața și seara cu un factor de 2-4 ori mai mare decât media zilnică; fără stocare, stația de tratare și pompele de distribuție ar trebui dimensionate pentru cererea de vârf, mai degrabă decât pentru cererea medie - un cost de capital multiplu de 2-4 ori mai mare decât proiectarea bazată pe stocare. Turnul de apă menține, de asemenea, presiunea sistemului pasiv: înălțimea apei stocate creează o înălțime hidraulică care alimentează casele și întreprinderile fără funcționare continuă a pompei în perioadele normale de cerere.

Tampon de proces industrial și alimentare de urgență

Instalațiile de producție, centralele electrice și centrele de date mențin o stocare mare de apă la fața locului din două motive distincte: continuitatea procesului (un turn de răcire sau un sistem de răcire care rămâne fără apă de completare poate opri producția în câteva minute) și capacitatea de urgență (sistemele de stingere a incendiilor, sistemele de răcire de urgență și deluviu de explozie necesită volume pe care conexiunile de alimentare municipale nu le pot furniza la debitul instantaneu necesar). Rezervoarele de stocare a apei industriale din această categorie variază de obicei între 50.000 și 2.000.000 de galoane , ținute în rezervoare din oțel sudat sau din oțel cu șuruburi la nivelul solului.

Rezervație Agricolă de Irigații

Operațiunile agricole mari stochează apă în perioadele de surplus - precipitații de iarnă, ferestre de alocare a irigațiilor în afara vârfului sau evenimente de inundații - pentru a fi utilizată în perioadele de cerere de vârf, când disponibilitatea apei de suprafață sau limitele de alocare ar restricționa altfel irigarea. Rezervoarele din această aplicație variază de la 10.000 la 500.000 de galoane și sunt de obicei construite din oțel ondulat galvanizat cu o căptușeală sau din sisteme de panouri inoxidabile cu șuruburi în care întreținerea calității apei este importantă pentru sistemele de irigare prin picurare sensibile la contaminare.

Rezervor de apă din oțel de 10.000 de galoane: prețuri și ce determină costul

Un rezervor de apă din oțel de 10.000 de galoane (aproximativ 38.000 de litri) este o dimensiune comună pentru rezervele comerciale de protecție împotriva incendiilor, depozitele agricole și rezervoarele tampon pentru procesele industriale. Este suficient de mare pentru a necesita o instalare profesională, dar suficient de mic pentru a fi o unitate sudată dintr-o singură piesă, mai degrabă decât o structură asamblată pe teren. Înțelegerea a ceea ce determină prețul la această scară îi ajută pe cumpărători să evalueze ofertele și să evite compararea specificațiilor care nu sunt echivalente.

Intervalele de preț în funcție de material și configurație

Prețul indicativ pentru un rezervor de apă din oțel de 10.000 de galoane (numai rezervor, excluzând fundația, instalarea și accesoriile) în funcție de condițiile actuale de piață:

Factorii care mișcă prețul

Prețul mărfurilor din oțel este cea mai mare variabilă în prețul rezervoarelor inoxidabile - prețurile bobinelor din inox 304 au variat de la 1.800 USD la 3.500 USD pe tonă metrică în ultimii cinci ani, iar această volatilitate curge direct în prețul rezervoarelor finite. O cotație obținută într-un trimestru poate diferi de o cotație obținută șase luni mai târziu cu 15–25% din motive care nu pot fi controlate de producător. Blocarea prețurilor cu o comandă de achiziție este foarte recomandabilă pentru proiecte mari de capital în care este necesară certitudinea bugetară.

Dincolo de costul materialului, principalii factori care cresc prețul rezervorului la scara de 10.000 de galoane sunt: ​​certificarea ASME sau NSF (adaugă testarea, documentația și costul de inspecție de la terți); specificațiile pachetului de accesorii (indicatoare de nivel, trape de acces, orificii de aerisire, ansambluri de preaplin, porturi de eșantionare și elemente de încălzire adaugă 2.000 USD–8.000 USD la prețul de bază al rezervorului, în funcție de domeniu); cerințele de finisare a suprafeței (un finisaj standard 2B este standard; finisajele periate sau electrolustruite nr. 4 pentru servicii alimentare sau farmaceutice adaugă 10–20% la costul de fabricație); și livrare rapidă, care implică o primă de 15–30% la termenele standard de livrare de 8–16 săptămâni pentru rezervoarele sudate din inox la această dimensiune.