انواع مخازن آب چیست؟ راهنمای انتخاب نهایی

انواع اصلی مخازن آب عبارتند از: مخازن مقطعی، مخازن پلی اتیلن (پلاستیک)، مخازن فایبرگلاس (GRP)، مخازن بتنی، مخازن فولادی و مخازن مثانه – که هر کدام برای ظرفیت ها، شرایط نصب و الزامات کیفیت آب متفاوت هستند. در این میان، مخزن آب مقطعی برای کاربردهای تجاری و صنعتی با حجم بالا متمایز است زیرا می‌توان آن را در محل در فضاهایی که مخزن یکپارچه هرگز نمی‌توان آن را جا داد، پیکربندی کرد و تقریباً با هر ظرفیتی پیکربندی کرد، و بدون تعویض کامل، گسترش یا تغییر مکان داد. انتخاب نوع مخزن مناسب به پنج عامل کلیدی بستگی دارد: حجم ذخیره سازی مورد نیاز، فضای نصب در دسترس، استانداردهای کیفیت آب، بودجه و عمر مورد انتظار.

بررسی اجمالی: انواع اصلی مخازن آب

مخازن آب طیف وسیعی از اندازه ها را شامل می شود، از مخزن 200 لیتری پلی اتیلن خانگی تا مخزن 500000 لیتری سکشنال GRP خدمات رسانی به مجتمع بیمارستانی شش دسته اصلی در مواد، روش ساخت، الزامات نصب و کاربرد معمولی متفاوت است:

مخزن آب سکشنال چیست و چرا به طور گسترده از آن استفاده می شود؟

مخزن آب مقطعی یک سیستم ذخیره سازی مدولار است که از پانل های تخت مجزا جمع آوری شده است - که معمولاً از آنها ساخته می شود پلاستیک تقویت شده با شیشه (GRP/FRP) یا فولاد ضد زنگ مواد غذایی - در محل با واشرهای لاستیکی ایمن برای مواد غذایی در هر اتصال پیچ و مهره شده است. اندازه پنل های استاندارد معمولاً هستند 0.5 متر × 0.5 متر یا 1 متر × 1 متر ، به مخزن اجازه می دهد تا تقریباً با هر پیکربندی مستطیلی یا مربعی به سادگی با تغییر تعداد پانل ها در هر بعد ساخته شود.

مزیت حیاتی نسبت به مخازن یکپارچه این است دسترسی داشته باشید . زیرا هر پانل از یک درگاه استاندارد عبور می کند ( وزن هر پانل 3 تا 8 کیلوگرم است مخازن مقطعی را می توان در اتاق های کارخانه، پشت بام ها، زیرزمین ها و فضاهای مکانیکی نصب کرد که یک مخزن از پیش ساخته شده با حجم معادل هرگز نمی تواند به آنها برسد. به عنوان مثال، یک مخزن 100000 لیتری سکشنال را می توان به طور کامل از طریق یک مخزن مونتاژ کرد. درب 900 × 2100 میلی متر - شاهکاری برای هر مخزن تک تکه ای با آن اندازه غیرممکن است.

مخازن مقطعی راه حل استاندارد ذخیره سازی آب سرد در ساختمان های تجاری، بیمارستان ها، هتل ها، مدارس و مراکز داده در سراسر بریتانیا، خاورمیانه، آسیای جنوب شرقی و فراتر از آن هستند. آنها برای رعایت آنها ساخته شده اند BS EN 13280 (تانک های GRP) و WRAS (طرح مشورتی مقررات آب) استانداردهای تایید در بریتانیا و استانداردهای معادل NSF/ANSI 61 در آمریکای شمالی.

مخازن مقطعی GRP در مقابل مخازن مقطعی فولاد ضد زنگ

دو ماده غالب برای پانل های مخزن آب مقطعی - GRP و فولاد ضد زنگ - هر کدام مزایای متمایز دارند. انتخاب بین آنها توسط محیط زیست، الزامات کیفیت آب، بودجه و مدت زمان مورد انتظار خدمات تعیین می شود.

پانل های مقطعی GRP (پلاستیک تقویت شده با شیشه).

پانل های GRP پرکاربردترین نوع نصب شده در سطح جهانی هستند. سبک هستند ( 3-8 کیلوگرم در هر پانل 1 متر مربع ) ضد خوردگی، عایق حرارتی و مقرون به صرفه است. پوشش داخلی ژل درجه مواد غذایی در برابر چسبندگی باکتری ها مقاومت می کند و هنگامی که مخزن به درستی پوشانده شده و سایه دار باشد از رشد جلبک جلوگیری می کند. مخازن مقطعی GRP معمولاً هستند 20 تا 40 درصد ارزان تر نسبت به پیکربندی های مشابه فولاد ضد زنگ و دارای عمر مفید ثابت شده است 25-50 سال با تعویض دوره ای واشر (هر 10 تا 15 سال توصیه می شود).

محدودیت GRP حساسیت آن به تخریب اشعه ماوراء بنفش است اگر پانل ها در معرض نور مستقیم خورشید بدون روکش مات قرار گیرند و نمی توان از آن برای ذخیره آب گرم در بالا استفاده کرد. 23 درجه سانتی گراد در اکثر طرح های مورد تایید WRAS.

پانل های مقطعی فولاد ضد زنگ

مخازن مقطعی فولاد ضد زنگ - معمولاً از فولاد ضد زنگ درجه 304 یا 316L - در تأسیسات دارویی، کارخانه‌های تولید مواد غذایی و هر برنامه‌ای که به بالاترین استانداردهای بهداشتی نیاز دارد، ترجیح داده می‌شوند. درجه 316L مقاومت بالاتری نسبت به کلرید ارائه می دهد و آن را به ماده انتخابی برای محیط های ساحلی یا جایی که آب تصفیه شده سطح کلر بالایی دارد تبدیل می کند. پانل های ضد زنگ سنگین تر هستند ( 12-25 کیلوگرم در متر مربع ) اما در شرایط عادی سرویس تقریباً تخریب ناپذیر است، با عمر سرویس به طور معمول بیش از حد 50 سال .

سطح داخلی پانل های ضد زنگ به طور معمول است 2B یا پولیش الکتریکی به Ra ≤ 0.8 میکرومتر، که چسبندگی بیوفیلم را به حداقل می رساند و اعتبار سنجی تمیز کردن را ساده می کند - یک نیاز قانونی در سیستم های آب دارویی و غذایی.

چگونه مخازن آب مقطعی مونتاژ می شوند

فرآیند مونتاژ برای یک مخزن آب مقطعی از یک توالی تعریف شده پیروی می کند که معمولاً یک تیم دو نفره انجام می شود. 1-3 روز برای مخازن تا 50000 لیتر بسته به تعداد پنل و شرایط دسترسی.

1. نصب قاب پایه: یک قاب پایه سازه ای گالوانیزه یا فولاد ضد زنگ تراز شده و بر روی دال کف یا سقف محکم می شود. این بار آب کامل را توزیع می کند - یک مخزن 50000 لیتری بار کف را تقریباً اعمال می کند. 50 تن (490 کیلونیوتن) - در سراسر ساختار نگهدارنده. محاسبات سازه ای باید تأیید کند که کف می تواند این بار را قبل از ادامه نصب تحمل کند.
2. محل قرارگیری پانل پایه: پانل های کف روی قاب پایه قرار می گیرند و با استفاده از پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ در فلنج های پانل، با یک واشر لاستیکی EPDM یا SBR ایمن برای مواد غذایی که بین هر اتصال فشرده شده است، به یک مهر و موم ضد آب متصل می شوند.
3. نصب پانل دیواری: پانل های جانبی به ترتیب نصب می شوند، معمولاً از یک گوشه شروع می شوند و هر پانل به همسایه خود و به فلنج پانل پایه پیچ می شود. میله های داخلی یا تکیه گاه های آهنی زاویه دار، دیوارها را در برابر فشار هیدرواستاتیک روی مخازن بزرگتر مهار می کند.
4. نصب پانل سقف: پانل های سقف محفظه را کامل می کنند. دریچه manway (حداقل 600 میلی متر × 600 میلی متر طبق BS EN 13280) برای دسترسی به بازرسی و تمیز کردن گنجانده شده است. ورودی های تهویه مجهز به توری ضد حیوانات موذی و لوله سرریز غربال شده در این مرحله متصل می شوند.
5. اتصالات لوله کشی: اتصالات ورودی، خروجی، سرریز و تخلیه از طریق دهانه های پانل از پیش سوراخ شده با استفاده از اتصالات مخزن و اتصالات فشرده سازی یا فلنجی مورد تایید WRAS نصب می شوند.
6. تست آب و راه اندازی: مخزن به آرامی پر می شود تا نشتی در تمام اتصالات بررسی شود. هر گونه اتصال تراوش تخلیه می شود، واشر بررسی شده و در صورت لزوم تعویض می شود و اتصال مجدداً گشتاور می شود. یک روش ضد عفونی با استفاده از دوز کلر به 50 میلی گرم در لیتر به مدت 1 ساعت (یا بر اساس الزامات مرجع آب محلی) قبل از ورود مخزن به خدمت انجام می شود.

مخازن پلی اتیلن: استاندارد مسکونی و کشاورزی

مخازن پلی اتیلن (پلی) قالب گیری چرخشی رایج ترین راه حل ذخیره آب برای خانه ها، مزارع و مشاغل کوچک هستند. تولید شده به صورت یک واحد بدون درز در ظرفیت های از 100 لیتر تا 50000 لیتر ، آنها نیازی به مونتاژ در محل ندارند و می توانند توسط یک نفر برای اندازه های کوچکتر نصب شوند.

پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن خطی با چگالی کم (LLDPE) از نظر مواد غذایی، تثبیت شده در برابر اشعه ماوراء بنفش (معمولاً شامل کربن سیاه 2-4٪ در مخازن سیاه برای جلوگیری از نور و جلوگیری از جلبک ها) و در برابر اکثر مواد شیمیایی رقیق مقاوم است. مخازن پلی استاندارد یک 3-7 سال گارانتی سازنده با عمر خدمات واقعی 10-20 سال بسته به قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و کیفیت آب.

محدودیت اصلی مخازن پلی اتیلن اندازه است: مخازن تک تکه در بالا 25000-30000 لیتر حمل و نصب غیرعملی می شود، دقیقاً جایی که مخازن مقطعی کنترل می شوند.

مخازن یکپارچه فایبرگلاس (GRP): ذخیره سازی زیرزمینی و مواد شیمیایی

مخازن فایبر گلاس به صورت دستی یا رشته ای در یک تکه پیچیده می شوند و انتخاب غالب برای ذخیره آب زیرزمینی هستند زیرا مقاومت در برابر خوردگی آنها خطر تخریب ناشی از خاک را که مخازن فولادی را تحت تأثیر قرار می دهد از بین می برد. مخازن زیرزمینی GRP در برابر فشار آب زیرزمینی مقاومت می کنند و برای اعماق دفن معمولاً تا 3.5 متر از پوشش

مقاومت شیمیایی آنها آنها را برای ذخیره آب تصفیه شده با باقیمانده کلر بالاتر یا آب اسیدی یا قلیایی خفیف که به فولاد یا بتن حمله می کند، مناسب می کند. ظرفیت ها تا 200000 لیتر در یک کشتی واحد در دسترس هستند، اگرچه نیازهای لجستیک و جرثقیل باعث می شود تا نصب مخازن GRP یکپارچه بسیار بزرگ هزینه بر باشد.

مخازن بتنی: حداکثر طول عمر برای کاربردهای شهری

مخازن بتن مسلح ستون فقرات زیرساخت های آب شهری هستند که برای مخازن خدماتی، مخازن با فشار شکست و برداشت آب باران در مقیاس بزرگ استفاده می شوند. مزیت اصلی آنها این است طول عمر - مخازن بتنی خوب ساخته شده به طور منظم برای 50-100 سال - و جرم حرارتی آنها آب ذخیره شده را خنک نگه می دارد و خطر رشد باکتری را کاهش می دهد.

نیاز حیاتی برای نگهداری مخازن بتنی بازرسی دوره ای و پوشش مجدد سطح داخلی است. بتن قلیایی است (pH ~ 12-13 در صورت نو)، که می تواند به طور موقت pH آب ذخیره شده را افزایش دهد و کلسیم را شسته شود. آسترهای اپوکسی یا سیمانی برای تولید سطحی صاف و بی اثر شیمیایی که استانداردهای آب آشامیدنی را برآورده می کند، به صورت داخلی اعمال می شوند. معمولاً هر بار آستر مجدد مورد نیاز است 15-25 سال .

مخازن فولادی: اطفاء حریق و آب فرآیندهای صنعتی

مخازن فولادی جوش داده شده و پیچ و مهره ای بر ذخیره سازی آب اطفاء حریق و کاربردهای بزرگ آب فرآیندهای صنعتی غالب هستند. برای سیستم های اطفاء حریق، مخازن فولادی باید دارای استانداردهایی مانند NFPA 22 (ایالات متحده آمریکا) یا BS EN 1825 (بریتانیا) که حداقل ظرفیت ها، الزامات ساختاری و پیکربندی لوله مکش را برای تغذیه آبپاش و هیدرانت مشخص می کند.

مخازن فولاد کربن بدون پوشش در تماس با آب به شدت خورده می شوند، بنابراین محافظت از داخل بسیار مهم است. گزینه ها شامل پوشش اپوکسی قطران زغال سنگ، ذوب شیشه، یا حفاظت کاتدی . مخازن فولاد ضد زنگ (304 یا 316) نگرانی های خوردگی را از بین می برند اما هزینه دارند 3-5× بیشتر نسبت به مخازن فولاد کربن معادل. مخازن فولادی پیچ و مهره ای گالوانیزه گرم سطح متوسطی را اشغال می کنند - مقاوم تر از فولاد کربنی ساده در برابر خوردگی، مقرون به صرفه تر از ضد زنگ، اما محدود به pH 6-12 آب و عمر خدمات 25-35 سال .

مخازن مثانه و بالش: قابل حمل اضطراری و ذخیره سازی موقت

مخازن مثانه - که به آنها مخازن بالشی یا مخازن پیاز نیز گفته می شود - مخازن جمع شونده ای هستند که از PVC یا پلی اورتان ترموپلاستیک تقویت شده (TPU) ساخته شده اند. وقتی خالی است، الف مخزن مثانه 100000 لیتری می توان آن را در یک بسته به اندازه کافی کوچک تا کرد تا در یک کامیون وانت جا شود. هنگامی که پر می شود، روی زمین صاف و بدون پوسته سفت و سخت به خود نگه می دارد.

این مخازن راه حل استاندارد برای توزیع آب امدادی بلایا، عملیات میدانی نظامی، و تامین آب موقت محل ساخت و ساز . زمان استقرار مخزن مثانه 20000 لیتری معمولاً کمتر است 2 ساعت با دو نفر پرسنل پوشش های تثبیت شده در برابر اشعه ماوراء بنفش و مواد دارای گواهینامه NSF آنها را برای ذخیره آب آشامیدنی مناسب می کند، اگرچه عمر مفید آنها 5-15 سال به دلیل خستگی خم شدنی و آسیب پذیری سوراخ، نسبت به انواع مخزن سفت و سخت کوتاه تر است.

فاکتورهای کلیدی هنگام انتخاب بین انواع مخزن آب

درخت تصمیم برای انتخاب نوع مخزن آب توسط پنج متغیر اصلی هدایت می شود. استفاده از آنها به ترتیب گزینه های نامناسب را به سرعت حذف می کند:

1. حجم ذخیره سازی مورد نیاز

برای حجم های زیر 25000 لیتر ، مخزن پلی اتیلن معمولا ساده ترین و مقرون به صرفه ترین گزینه است. بین 25000 و 500000 لیتری یک مخزن GRP مقطعی یا استنلس استیل معمولاً انتخاب ارجح برای تاسیسات داخلی بالای زمین است. فراتر از 500000 لیتر ، فولاد جوش داده شده، فولاد پیچ ​​و مهره یا بتن ضروری می شود.

2. محل نصب و دسترسی

اگر مخزن باید در داخل یک ساختمان موجود بدون منافذ بزرگ نصب شود، مخزن مقطعی تقریباً همیشه تنها گزینه مناسب است برای حجم بالای 5000 لیتر برای نصب در فضای باز روی زمین با دسترسی جرثقیل، مخازن یکپارچه یا فولادی GRP رقابتی می شوند. برای نصب زیرزمینی، GRP یا بتن ترجیح داده می شود.

3. کیفیت آب و استانداردهای نظارتی

ذخیره سازی آب آشامیدنی به WRAS، NSF/ANSI 61 یا گواهینامه مواد غذایی معادل آن نیاز دارد. برای کاربردهای دارویی یا فرآوری مواد غذایی، فولاد ضد زنگ با سطوح برقی مورد نیاز است. برای آب اطفاء حریق که قابل شرب نیست، طیف وسیع تری از مواد و آستر قابل قبول است.

4. بودجه: هزینه سرمایه در مقابل هزینه کل زندگی

مخازن پلی اتیلن کمترین قیمت خرید اما کمترین عمر مفید را دارند. مخازن بتنی بالاترین هزینه ساخت اولیه اما کمترین هزینه در هر دهه را در یک دوره 50 ساله دارند. مخازن مقطعی GRP تعادل قوی را ارائه می دهند - قیمت خرید متوسط، 25-50 سال عمر مفید و هزینه های تعمیر و نگهداری پایین زمانی که واشرها طبق برنامه تعویض می شوند. مقایسه هزینه تقریبی زیر مبادله برای a را نشان می دهد مخزن آب آشامیدنی 50000 لیتری روی زمین :

• مخزن مقطعی GRP: 8000 تا 18000 پوند تهیه و نصب (بسته به تامین کننده و منطقه متفاوت است)
• مخزن مقطعی فولاد ضد زنگ: 20000 تا 45000 پوند تهیه و نصب
• مخزن فولادی جوش داده شده: 12000 پوند تا 25000 پوند تامین و نصب، به علاوه هزینه های دوره ای آستر
• مخزن پلی اتیلن (در صورت موجود بودن در این اندازه): 5000 پوند تا 10000 پوند، اما عمر مفید 10 تا 15 سال

5. الزامات توسعه آینده

اگر تقاضای ذخیره سازی ممکن است افزایش یابد، الف مخزن مقطعی منحصر به فرد قابل گسترش است - پانل های اضافی را می توان برای افزایش ظرفیت بدون جایگزینی ساختار موجود اضافه کرد. هیچ نوع مخزن دیگری را نمی توان عملاً با این روش گسترش داد. این امر مخازن مقطعی را به ویژه برای تسهیلات در حال رشد مانند هتل های در حال ساخت مرحله ای، گسترش مراکز داده و توسعه سایت های صنعتی جذاب می کند.

تعمیر و نگهداری مخزن آب مقطعی: آنچه که اپراتورها باید انجام دهند

یک مخزن آب مقطعی برای حفظ کیفیت آب و یکپارچگی ساختاری نیاز به تعمیر و نگهداری ساختاری دارد. در انگلستان، HSG274 قسمت 2 (راهنمای لژیونلا) و مقررات تامین آب (اتصالات آب) 1999 تعهدات خاصی را برای اپراتورهای مخازن ذخیره آب سرد تعیین می کند. الزامات مشابهی در اکثر حوزه های قضایی تحت مقررات ملی آب آشامیدنی اعمال می شود.

یکی از حیاتی ترین الزامات عملیاتی مخازن آب سرد مقطعی، حفظ دمای آب ذخیره شده در زیر است 20 درجه سانتی گراد در همه زمان ها بالاتر از این آستانه، لژیونلا پنوموفیلا - باکتری مسئول بیماری لژیونر - می تواند به سرعت تکثیر شود و رشد مطلوب بین آنها اتفاق می افتد. 25 درجه سانتی گراد و 45 درجه سانتی گراد . عایق بندی مخازن واقع در اتاق های گرم کارخانه یا پشت بام های باز و به حداکثر رساندن گردش آب برای جلوگیری از رکود، اقدامات کنترل اولیه است.

اندازه مخزن مقطعی: نحوه محاسبه ظرفیت مورد نیاز

اندازه گیری صحیح مخزن آب مقطعی از مشکلات دوگانه زیراندازی (ذخایر ناکافی در زمان اوج تقاضا) و بزرگ شدن (رکود بیش از حد آب و خطر لژیونلا) جلوگیری می کند. چارچوب زیر برای ذخیره سازی آب سرد تجاری و صنعتی اعمال می شود:

• محاسبه تقاضای روزانه: تخمین مصرف آب روزانه به ازای هر نوع ساکن یک ساختمان اداری معمولی تقریباً استفاده می کند 40-60 لیتر برای هر نفر در روز ; یک بیمارستان استفاده می کند 200-400 لیتر در هر تخت در روز ; یک هتل استفاده می کند 150-250 لیتر در هر اتاق مهمان در روز .
• دوره ذخیره سازی: مخزن باید ذخیره ای از 24 ساعت اوج تقاضای روزانه به عنوان حداقل، یا تا 48-72 ساعت در جایی که وقفه های عرضه یک خطر هستند (به عنوان مثال، مکان های دور یا زیرساخت های تک عرضه).
• طراحی دو محفظه: برای کاربردهای حیاتی (بیمارستان ها، مراکز داده)، CIBSE و BS 8558 توصیه می کنند حجم ذخیره سازی را بین دو محفظه هم اندازه بنابراین می توان بدون وقفه در عرضه، برای تمیز کردن و نگهداری جدا شد. این به طور موثر تعداد پانل های مورد نیاز را دو برابر می کند، اما برای تسهیلات خدمات مداوم ضروری است.
• بررسی نرخ گردش مالی: برای به حداقل رساندن خطر رکود، حجم کامل مخزن باید در داخل جایگزین شود 24 ساعت تحت شرایط عملیاتی عادی اگر تقاضای روزانه تنها 10 درصد از ظرفیت مخزن باشد، مخزن بزرگ است و عمر آب به طور خطرناکی طولانی خواهد شد.

برای یک ساختمان اداری 500 نفری با مصرف 50 لیتر در روز، حداقل ظرفیت مخزن خواهد بود. 500 × 50 = 25000 لیتر برای رزرو 24 ساعته مخزن مقطعی دو محفظه در a 5 متر × 2.5 متر × 2.5 متر پیکربندی (دو محفظه 12500 لیتری در کنار هم) که از پانل های GRP 1 متر × 1 متر مونتاژ شده اند، این نیاز را برآورده می کند و به راحتی در یک اتاق کارخانه استاندارد قرار می گیرد.