شرح خزانات ضغط الآبار: كيفية عملها وإعدادات الضغط وعلامات الفشل

ما الذي يفعله خزان ضغط البئر لنظام المياه المنزلي

يقوم خزان ضغط البئر بتخزين احتياطي من الماء تحت الضغط بحيث لا تضطر مضخة البئر إلى التشغيل في كل مرة يفتح فيها شخص ما الصنبور. بدون هذا الاحتياطي، سيتم تشغيل مضخة البئر وإيقافها عشرات المرات يوميًا، وهذا النوع من الدورات القصيرة هو ما يؤدي إلى تآكل محركات المضخة، وحرق مكثفات التشغيل، وتقصير عمر نظام البئر بأكمله بسنوات. يمتص الخزان مخرجات المضخة، ويحتفظ بها تحت ضغط الهواء المضغوط، ويطلقها بشكل ثابت مع استخدام الماء، مما يوفر تدفقًا ثابتًا للتركيبات دون تشغيل المضخة بشكل مستمر.

بالإضافة إلى حماية المضخة، يعمل الخزان أيضًا كحاجز ضد ارتفاع الضغط (يُسمى أحيانًا مطرقة الماء) ويخفف من الانخفاض الحاد في الضغط الذي قد يحدث بمجرد فتح الصنبور أو الدش أو صمام الري. من الناحية العملية، خزان البئر هو ما يحول المياه الخام التي يتم ضخها إلى مصدر مياه مستقر وجاهز للمنزل - إنه المكون الذي يحدد ما إذا كان المنزل الذي يتغذى جيدًا يبدو وكأنه على المياه البلدية أو يشعر وكأنه يحارب السباكة الخاصة به في كل مرة يتم فيها تشغيل تركيبتين في وقت واحد.

بحجم مناسب خزان الضغط لمياه الآبار كما يقلل أيضًا من تكاليف الطاقة، نظرًا لأن تشغيل المحرك يستهلك كهرباء أكثر بشكل غير متناسب من التشغيل المستمر. إن الخزان الصغير الحجم بالنسبة لذروة الطلب المنزلي يجبر المضخة على إعادة التشغيل باستمرار، في حين أن الخزان الكبير يبقى خاملاً في الغالب ويضيف تكلفة أولية غير ضرورية - إن مطابقة سعة سحب الخزان مع طلب التركيبات النموذجي هو هدف التصميم الحقيقي، وليس مجرد شراء أكبر خزان متاح.

كيف يعمل خزان البئر المضغوط فعليًا

خزانات الآبار الحديثة هي تقريبًا عبارة عن خزانات "مشحونة مسبقًا" أو "مثانة"، وفهم كيفية عمل الشحن المسبق يفسر معظم منطق استكشاف الأخطاء وإصلاحها المستخدم في هذه الأنظمة. داخل الخزان، يفصل غشاء مرن أو مثانة بين حجرتين: واحدة مملوءة بالهواء المضغوط (الشحن المسبق) وأخرى مملوءة بالمياه التي يتم ضخها من البئر. قبل دخول أي ماء إلى الخزان، يتم شحن جانب الهواء إلى ضغط محدد - عادةً ما يتم ضبط بضعة رطل لكل بوصة مربعة تحت ضغط قطع المضخة.

عندما تبدأ مضخة البئر في العمل، يتم دفع الماء إلى الغرفة المجاورة للماء، مما يؤدي إلى ضغط الهواء على الجانب الآخر من المثانة بشكل أكبر. عندما يضغط الهواء، فإنه يضغط على الماء، وهو ما يبقي الماء مضغوطًا ومتاحًا لنظام السباكة دون الحاجة إلى تشغيل المضخة. عندما تقوم التركيبات المنزلية بسحب المياه من الخزان، يتوسع الهواء المضغوط، ويدفع المياه المتبقية للخارج عبر السباكة عند ضغط متناقص بشكل مطرد - حتى ينخفض ​​الضغط إلى مستوى منخفض بما يكفي لتشغيل مفتاح ضغط المضخة، الذي يعيد تشغيل المضخة ويعيد ملء الخزان.

تتكرر هذه الدورة - التعبئة، والاستخدام، والإسقاط، وإعادة التعبئة - بشكل مستمر، ويطلق على حجم المياه الصالحة للاستخدام التي يتم توصيلها بين دورات المضخة اسم "سحب" الخزان. يؤدي شحن الهواء الأكبر بالنسبة لحجم الخزان، بالإضافة إلى وجود فجوة أوسع بين ضغط القطع والضغط، إلى انخفاض أكبر ودورات ضخ أقل في اليوم، وهو الهدف بشكل عام لإطالة عمر المضخة.

تعمل الخزانات ذات الطراز القديم بدون المثانة بشكل مختلف: فهي تحتفظ بالهواء والماء في نفس الغرفة دون أي فصل مادي. تعتمد خزانات "الهواء فوق الماء" المجلفنة على بقاء الهواء محصورًا فوق خط الماء، ونظرًا لعدم وجود حاجز، يذوب هذا الهواء تدريجيًا في الماء ويحتاج إلى تجديده يدويًا - وهي خطوة صيانة تزيلها خزانات المثانة الحديثة بالكامل تقريبًا.

خزانات المثانة مقابل الدبابات بدون المثانة

يعود الاختيار بين الخزان على شكل المثانة والخزان المجلفن التقليدي بدون المثانة إلى مدى تحمل الصيانة، وعمر الخزان، ومدى الاتساق الذي يجب أن يكون عليه ضغط الماء مع مرور الوقت.

خزانات المثانة والحجاب الحاجز

في خزان المثانة، يتم عزل شحنة الهواء بشكل دائم عن الماء بواسطة غشاء مطاطي أو المثانة، لذلك لا يمكن للهواء أن يذوب في الماء بمرور الوقت. وهذا يعني أن الضغط المسبق يظل ثابتًا لسنوات دون تعديل، ولا تتأثر جودة المياه بالاتصال المباشر بالهواء، ولا يتطلب الخزان أي صيانة روتينية بخلاف فحص الضغط العرضي. خزانات المثانة لتخزين المياه تعتبر الآن الاختيار القياسي في معظم تركيبات الآبار السكنية والتجارية الخفيفة لأنها تجمع بين عمر الخدمة الطويل والحد الأدنى من الصيانة.

خزانات بدون مثانة (مجلفنة/هواء فوق الماء)

تقوم الخزانات المجلفنة القديمة بتخزين الهواء والماء على اتصال مباشر داخل غرفة فولاذية واحدة. بمرور الوقت، يمتص الهواء المضغوط ببطء في الماء ويتم تنفيذه من خلال السباكة في كل مرة يتم فيها استخدام إحدى التركيبات، لذلك تتقلص وسادة الهواء وتحتاج إلى إعادة شحنها بشكل دوري - غالبًا باستخدام ضاغط هواء وصمام يدوي، أو جهاز التحكم التلقائي في حجم الهواء في إعدادات أكثر تقدمًا. عادةً ما تكون هذه الخزانات أقل تكلفة مقدمًا ويمكن تصنيعها بأحجام أكبر بكثير، ولهذا السبب لا تزال تظهر في بعض المنشآت التجارية والزراعية، ولكنها تتطلب اهتمامًا عمليًا أكبر بكثير من تصميم المثانة المغلقة.

ما ينبغي أن يكون الضغط - وكيفية التحقق منه

يعد الضغط الصحيح قبل الشحن هو الإعداد الأكثر أهمية في خزان ضغط البئر، وهو أيضًا الإعداد الذي غالبًا ما يتجاهله أصحاب المنازل. يجب دائمًا ضبط الشحن المسبق للهواء في الخزان على ما يقرب من 2 رطل لكل بوصة مربعة أقل من ضغط قطع المضخة - وهو الضغط الذي يقوم عنده مفتاح المضخة بتشغيل المضخة. تعمل معظم الأنظمة السكنية على مفتاح ضغط 30/50 (تبدأ المضخة عند 30 رطل لكل بوصة مربعة، وتتوقف عند 50 رطل لكل بوصة مربعة)، مما يعني أن شحن هواء الخزان يجب أن يقرأ عادةً حوالي 28 رطل لكل بوصة مربعة عندما يكون الخزان فارغًا من الماء.

للتحقق من الضغط، قم أولاً بإيقاف تشغيل مضخة البئر وفتح الصنبور لتصريف الخزان بالكامل من الماء - وهذا أمر ضروري، لأن قياس ضغط الهواء أثناء بقاء الماء داخل الخزان يعطي قراءة خاطئة ومضخمة. عندما يكون الخزان فارغًا، استخدم مقياس ضغط قياسي على شكل إطار على صمام شريدر الموجود أعلى الخزان (نفس نوع الصمام الموجود في إطار السيارة أو الدراجة) وقارن القراءة بالشحن المسبق المستهدف لمفتاح الضغط المثبت. إذا كانت القراءة منخفضة، يمكن إضافة الهواء باستخدام مضخة دراجة أو ضاغط صغير؛ إذا كان منخفضًا بشكل ملحوظ، فغالبًا ما يكون ذلك علامة مبكرة على تسرب المثانة بدلاً من فقدان الهواء البسيط بمرور الوقت.

التعرف على خزان الآبار المشبع بالمياه أو الفاشل

A خزان بئر مشبع بالمياه هو أحد أكثر أعطال الخزانات شيوعًا، ويحدث عند فقدان شحنة الهواء - عادةً بسبب تمزق المثانة أو حدوث تسرب بطيء - مما يسمح للمياه بملء الخزان بالكامل تقريبًا بدلاً من الحجرة بجانب الماء فقط. مع عدم وجود وسادة هوائية قليلة للضغط عليها، لم يعد الخزان قادرًا على الحفاظ على ضغط ثابت، وتضطر المضخة إلى الدوران في كل مرة يتم فيها فتح الصنبور تقريبًا، وأحيانًا عدة مرات في الدقيقة تحت الاستخدام المستمر مثل الدش أو الخرطوم.

تشمل الطرق الأكثر موثوقية لمعرفة ما إذا كان خزان ضغط البئر سيئًا ما يلي:

• دورة المضخة السريعة والمتكررة - يتم تشغيل المضخة وإيقافها كل بضع ثوانٍ بدلاً من تشغيلها لدورة عادية مدتها 1-2 دقيقة
• يتأرجح الضغط بشكل حاد عند الصنبور، حيث يرتفع ضغط الماء ثم ينخفض بشكل ملحوظ خلال الاستخدام الواحد
• يبدو الخزان أثقل من المتوقع أو يتدفق بالماء عند النقر عليه أو هزه، مما يشير إلى أنه يحتوي على كمية من الماء أكبر بكثير من الهواء
• قراءة الضغط قبل الشحن عند الصفر أو بالقرب منه حتى بعد إضافة الهواء، مما يشير إلى تمزق المثانة بدلاً من فقدان الهواء تدريجيًا
• ظهور صدأ أو تآكل أو رطوبة واضحة حول قاعدة الخزان المجلفن القديم، مما قد يشير إلى فشل الخزان الداخلي

لا تعني قراءة الشحن المسبق المنخفضة لمرة واحدة تلقائيًا أن الخزان بحاجة إلى الاستبدال — ففي بعض الأحيان يتم ببساطة فقدان الهواء تدريجيًا ويمكن إعادة شحنه. ولكن إذا احتاج الخزان إلى إعادة الضغط بشكل متكرر خلال فترة قصيرة، أو إذا ظل مشبعًا بالمياه حتى بعد إعادة الشحن، فمن المؤكد تقريبًا أن المثانة قد تعطلت ويحتاج الخزان نفسه إلى الاستبدال بدلاً من صيانته بشكل متكرر.

عزل خزان البئر ضد درجات الحرارة القصوى

خزانات الآبار المثبتة في الأقبية غير المدفأة، أو مساحات الزحف، أو المباني الملحقة، أو غرف المرافق المكشوفة تكون عرضة للتجمد في المناخات الباردة وللتآكل الناتج عن التكثيف في المناخات الرطبة، وهذا هو السبب عزل الخزان جيدا يستحق التخطيط لأي تثبيت غير موجود في مساحة مكيفة. يمكن أن يتمزق الخزان الذي يتجمد داخليًا، أو يتلف المثانة، أو يتشقق التركيبات والأنابيب المتصلة، مما يؤدي إلى فشل يكون أكثر تكلفة بكثير من تكلفة العزل.

تشمل أساليب العزل الشائعة تغليف جسم الخزان بسترات أو بطانيات رغوية مُجهزة خصيصًا لخزانات الضغط، وبناء حاوية معزولة بسيطة حول الخزان وتركيباته، وعزل الأنابيب المحيطة ومفتاح الضغط، والتي غالبًا ما تكون أكثر عرضة للتجميد من جسم الخزان نفسه نظرًا لأنها تحتوي على كتلة حرارية أقل. في البيئات الباردة باستمرار، تضيف بعض التركيبات شريطًا حراريًا منخفض القوة الكهربائية على طول الأنابيب المكشوفة كإجراء إضافي إلى جانب العزل، خاصة في القسم الموجود بين غلاف البئر وخزان الضغط حيث يبقى الماء راكدًا بين دورات المضخة.

لا تزال التهوية مهمة حتى مع وجود العزل في مكانه - يمكن أن يؤدي وجود حاوية محكمة الغلق تمامًا في مكان رطب إلى احتجاز التكثيف على هيكل الخزان، مما يؤدي إلى تسريع التآكل في الخزانات المجلفنة على وجه الخصوص. الهدف من العزل هو إبطاء تقلبات درجات الحرارة ومنع التعرض المباشر للهواء البارد، وليس إنشاء صندوق محكم حول الخزان.

التحجيم والتنسيب: صهاريج تخزين المياه والمضخات والخيارات فوق الأرض

غالبًا ما تتم مناقشة أنظمة الآبار جنبًا إلى جنب مع مكونين مرتبطين ولكن متميزين: مضخة خزان تخزين المياه الإعداد، الذي ينقل الماء من البئر أو الصهريج إلى خزان الضغط، ويتم استخدام خزانات منفصلة لحفظ المواد السائبة عندما يكون إنتاج البئر منخفضًا أو غير متناسق. أ خزان بئر ماء - في بعض الأحيان يتم تركيب صهريج كبير بين البئر ونظام الضغط - لتخزين كمية أكبر من المياه الخام بحيث لا يتم سحب المضخة مباشرة ضد البئر البطيئة الاسترداد، وهو حل شائع للآبار منخفضة الإنتاجية التي لا يمكنها مواكبة ذروة الطلب المنزلي من تلقاء نفسها.

للمنازل التي لا تحتوي على بئر، أو كمصدر تكميلي، أ خزان المياه فوق الأرض للمنزل يؤدي الاستخدام دورًا تخزينيًا مشابهًا - جمع المياه والاحتفاظ بها (من بئر، أو مستجمع مياه الأمطار، أو إمدادات المياه) في موقع أعلى المنزل أو بالقرب منه، ثم تغذيته في خزان الضغط ونظام المضخة للتوزيع. عادةً ما تكون هذه الخزانات الموجودة فوق سطح الأرض أسهل في الفحص والصيانة والعزل من الصهاريج المدفونة، على الرغم من أنها تتطلب حماية أكثر حرصًا من التجمد في المناخات الباردة نظرًا لأنها معرضة تمامًا لدرجات الحرارة المحيطة.

عند تحديد حجم أي من هذه المكونات - خزان الضغط، أو خزان الاحتفاظ، أو المضخة - يجب أن يكون العامل الحاسم دائمًا هو ذروة الطلب المتزامن (كم عدد التركيبات التي يمكن تشغيلها في وقت واحد) بدلاً من متوسط ​​الاستخدام اليومي، نظرًا لأن لحظات الذروة هي التي تكشف نظامًا صغير الحجم من خلال انخفاض الضغط، أو دورة المضخة القصيرة، أو خزان الاحتفاظ جافًا قبل أن يتمكن البئر من التعافي.