Исследование влияния наличия и отсутствия мембраны на работу пневматических баков в системах водоподачи с точки зрения энергоэффективности

Цель исследований – сравнительный анализ энергоэффективности и экономической целесообразности эксплуатации мембранных и безмембранных пневматических баков. В работе приведены расчеты и графики сравнения обоих вариантов исполнения бака, а также расчеты энергетической эффективности при применении мембраны и без нее. Современные системы автономного и централизованного водоснабжения предъявляют все более жесткие требования к надежности и энергоэффективности. Одним из наиболее распространенных способов сглаживания гидравлических колебаний, сокращения числа пусков насосного оборудования и обеспечения аварийного резерва воды является использование гидравлических аккумуляторов (пневматических баков). Такие баки позволяют аккумулировать энергию сжатого воздуха и использовать ее для поддержания давления в системе при изменяющихся нагрузках. Сравнены суммарные энергетические потери при наличии мембраны (в частности, на ее замену) и при ее отсутствии, когда воздух контактирует с водой напрямую и растворяется в ней, что приводит к необходимости подкачки воздуха для поддержания давления и дополнительным тратам энергии на работу компрессора. В работе приведены расчеты и графики сравнения обоих вариантов исполнения бака, а также расчеты энергетической эффективности при применении мембраны и без нее.

1. Короткоручко Д.Ю., Исследование режима работы гидравлических аккумуляторов в системах водоподачи / Д.Ю. Короткоручко, М.С. Али, Д.С. Бегляров [и др.] // Естественные и технические науки. 2024. № 5(192). С. 195-204. DOI: 10.25633/ETN.2024.05.17. EDN: JXPCZM

2. Короткоручко Д.Ю. Изучение работы гидравлических аккумуляторов в системах водоснабжения с целью повышения ее энергоэффективности / Д.Ю. Короткоручко // Материалы Международной научной конференции молодых учёных и специалистов, посвящённой 150-летию со дня рождения А.Я. Миловича: Сборник статей, Москва, 03-05июня 2024 года. Москва: РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2024. С. 71-76. EDN: PKEDBJ

3. Короткоручко Д.Ю. Определение мощностных и энергетических характеристик насосов с регулируемой частотой вращения в системах водоподачи с гидравлическими мембранными баками / Д.Ю. Короткоручко, М.С. Али // Природообустройство. 2025. № 1. С. 104-110. DOI: 10.26897/1997-6011-2025-1-104-110. EDN: AHDYS

4. Короткоручко Д.Ю. Экспериментальное исследование влияния гидравлических мембранных баков на работу центробежных насосов с регулируемой частотой вращения влокальных системах водоснабжения / Д.Ю. Короткоручко // Гидротехника. 2025. № 1(78). С. 46-55. EDN: GQKMTB

5. Мембранные расширительные емкости для систем водоснабжения, отопления и кондиционирования Zilmet®. Технический паспорт, руководство по монтажу и эксплуатации.

6. Лезнов Б.С. Энергосберегающие автоматизированные системы в водоснабжении и водоотведении // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. № 2.

7. Али М.С. Насосы и насосные станции: Учебник. / М.С. Али, Д.С. Бегляров, В.Ф. Чебаевский. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2015. 104 с.

8. Зезин В.Г. Гидрогазодинамика: Учебное пособие. Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2010. 132 с.

9. Зезин В.Г. Механика жидкости и газа: Учебное пособие. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2016. 250 с. EDN: DDHKMH

10. Лелеева Е.Н. Гидрогазодинамика: методические указания / Е.Н. Лелеева, Н.М. Лелеева, В.М. Овсянников. М.: Издательство МГОУ, 2013. 28 с. EDN: TUTSZN

11. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости игаза. Учебник. М.: Изд-во «Наука», 1978. 736 с.

12. Оптимизация (обоснование) удельных нормативов водопотребления: отчет о НИР. М.: НИИСФ, 2017. 342 с.