FI94654C - Menetelmä veden tasalaatuisuuden parantamiseksi - Google Patents

Description

94654

MENETELMÄ VEDEN TASALAATUISUUDEN PARANTAMISEKSI

Keksinnön kohteena on menetelmä veden, edullisesti kylmän talous- tai juomaveden tasalaatuisuuden parantamiseksi veden ja-5 keluputkistossa.

Vedenjakeluverkko on usein rakennettu ja mitoitettu suuremmaksi, mitä kulutus vaatisi. Tähän on johtanut esim. paloturvallisuusmääräykset. Lisäksi putkisto on mitoitettu suurimman 10 kulutushuipun mukaan. Nämä yhdessä kulutuksen vähäisyyden takia aiheuttavat veden seisomista putkistossa. Kun kulutus on minimissään, vesi virtaa hitaasti putkistossa, jolloin useissa paikoissa virtausta ei esiinny lainkaan.

15 Kun vesi viipyy kauan runkoverkossa ja vain joistain vedenot-topisteistä otetaan vettä harvoin, vesi ei liiku kaikkialla putkistossa, mistä johtuu, että veden laatu ei kaikkialla verkossa enää ole samalaatuista. Tässä tapauksessa puhutaan yleisesti veden iästä, joka tarkoittaa sitä, miten kauan vesi on 20 putkistossa ennen kuin sitä kulutetaan. Kun vesi on vanhaa, on mahdollista, kun vedenpuhdistuslaitoksessa lisätty kloori on kulunut loppuun, että veden laatu ei ole enää hygieenisesti moitteetonta. Lisäksi putkiston seinämiin voi ruveta kerääntymään sakkaa enenevässä määrin, kun veden virtaus on vähäi- 25 nen. Tämä johtaa putkiston tukkeutumiseen esim. kalkin tai < · - "· ruosteen muodostumisesta johtuen, tai aiheuttaa korroosiota putken pinnalla.

Juoma- tai talousveden laadulle on annettu tiukkoja laatumää-30 räyksiä, jotka asettavat vesilaitokset ja veden toimittajat hankalaan asemaan, mikäli vesi ei pysy hyvä- ja tasalaatuise-• na. Jälkidesinfiointikemikaalien käyttö voi lisätä kemikaali-kustannuksia. Kemikaalien runsas käyttö voi aiheuttaa sivuvaikutuksia, mm. terveydellisiä haittoja. Eräs tapa vaikuttaa ve-35 den laatuun on se, että vettä juoksutetaan pois putkistosta, kun käyttö on vähäistä. Tällä tavalla kulutetaan arvokasta . vettä.

• · v 94654 2 Näihin edellä mainittuihin haittoihin saadaan aikaan keksinnön mukaisella ratkaisulla merkittävä parannus. Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tun-nusmerkkiosassa.

5

Keksinnön menetelmän etuina voidaan esittää mm. että veden tasalaatuisuus paranee, veden ikäjakautuma on edullisimmassa tapauksessa sama koko jakeluverkon alueella. Kulutuspisteestä riippumatta vesi on samanlaatuista. Veden virtauksen johdosta 10 veden pilaantuminen estyy. Putkistoon syntyvän sakan laskeutuminen, josta aiheutuisi putkiston syöpymistä ja tukkeutumista, estetään. Jälkidesinfiointikemikaalien annostusta voidaan vähentää merkittävästi, koska veden laatuerot on saatu minimoitua. Putkiston veden puhdistamiseksi vettä ei tarvitse va-15 luttaa putkiston ulkopuolelle, joten vettä säästyy.

Keksinnön mukaista menetelmää on kuvattu viitaten oheiseen piirustukseen, jossa: 20 Kuva 1 esittää malliesimerkkiä jakeluverkon alueesta, jossa ei ole kiertopumppausta.

Kuva 2 esittää malliesimerkkiä jakeluverkon alueesta, jossa on keksinnön mukainen kiertopumppaus käytössä.

Kuva 3 esittää piirrosta, jossa vedenvirtaus on havainnol-25 listettu 3-ulotteisena taulukon 3 arvoilla, kun kier- . topumppausta ei käytetty.

Kuva 4 esittää piirrosta, jossa vedenvirtaus on havainnollistettu 3-ulotteisena taulukon 2 arvoilla, kun keksinnön mukaista kiertopumppausta on käytetty.

30

Keksintöä havainnollistetaan erään jakeluverkon malliesimerkin avulla. Kuvassa 1 on esitetty erään pientaloalueen vesijohto-verkko, joka koostuu solmupisteistä 2-9, 11-21, 23 ja 24 ja niitä yhdistävistä johdoista 34. Alueen kokonaiskulutus esi-35 merkissä on 2,17 1/s, joka määrä kulkee siis solmupisteen 21 kautta. Veden tulo alueelle tapahtuu pisteen 21 kautta, jossa malliesimerkin mukaan veden ikä on oletettu nollaksi. Mallin mukaan on taulukossa 1 esitetty laskelma, jossa on esitetty 4 3 94654 virtausajat eri kulutuspisteissä ilman kiertovesipumppausta. Taulukossa 1 on lisäksi esitetty vedenvirtausajat eri kulutus-* pisteissä keksinnön mukaisen kiertopumppauksen kanssa. Kierto-pumppaus on järjestetty pisteeseen 23, johon on asennettu 5 pumppu 33, josta vesi pumpataan pitkin linjaa 23-24-17-18-19-20 pitkin. Johto-osat 16-17 ja 15-19 on laskentaesimerkissä suljettu sulkuventtiilien 31 ja 32 avulla. Havaitaan, että kiertopumppauksen takia veden ikä eri kulutuspisteissä tasaantuu oleellisesti. Edullisesti kiertopumppu on sijoitettu sii-10 hen kohtaan, jossa ilman kiertopumppausta veden ikä on suurin. Veden virtaamiseksi koko putkiston alueella, tiettyihin putkiston kohtiin on sijoitettava sulkuventtiili tai sellainen venttiili, jonka avulla virtausta voidaan säätää, kuten edellä sanottu, jotta saavutetaan haluttu vedenkierrätys. Paluujohto-15 na toimii olemassaoleva putkisto, jolloin ylimääräistä johtojen rakentamista ei vaadita.

Em. esimerkissä putkiston solmupisteet on oletettu kulutuspis-teiksi. Todellisuudessa johdot kulutuspisteisiin lähtevät mis-20 tä tahansa johdosta 34 tai solmupisteestä. Solmupiste itsekin saattaa olla kulutuspiste. Näissä johdoissa on mahdollisesti erilaisia haaroja, joiden päässä tai varrella voi olla kulutuspiste tai -pisteitä. Näistä kulutuspisteistä ei yleensä ole paluuvesijohtoa jakeluverkkoon.

25

Veden virtausta verkostossa voidaan tehostaa säätöventtiilin käytöllä, edullisesti veden virtauksen mukaan ohjautuvilla venttiileillä. Näin veden virtauksia ohjaamalla putkiston eri haaroissa veden iän vaihteluita voidaan tasoittaa, mikä johtaa 30 siihen, että veden laatu on tasaista.

Taulukossa 2 on esitetty vesijohdot, vesijohtojen alkamis- ja päättymissolmu, johdon pituus ja halkaisija sekä virtausnopeudet vl, joka kertoo virtausnopeuden ilman kiertopumppausta, 35 v2, joka kertoo virtausnopeuden kiertopumppauksen aikana. - merkki tarkoittaa virtauksen suuntaa. Laskentamallin mukaan . . virtausnopeudet v2 ovat lähes kaikissa johto-osuuksissa kasva-neet merkittävästi ja varsinkin ne osuudet, joissa ei ole oi- 94654 4 lut virtausta, nopeus on kasvanut merkittävästi.

Kuvat 3 ja 4 havainnollistavat nopeuksien muutoksia ilman kiertopumppausta ja kiertopumppauksen kanssa. Putkiston veden 5 virtausnopeudet ovat kasvaneet merkittävästi, mikä johtaa siihen, että veden iät putkiston eri haaroissa ovat alhaisemmat kuin ilman kiertopumppausta. Keksintö edellyttää paluujohdon olemassaoloa tai rakentamista eli puuverkot eivät suoraan ole mahdollisia, ellei paluujohtoa rakenneta.

10 Kiinteistön kulutuspisteiden välillä kiinteistön sisällä voidaan kierrättää kylmää vettä. Tällöin veden kierrättämiseksi jakeluverkon ja kiinteistön välillä on ainakin kaksi johtoa tai kulutuspisteistä on paluujohto pumpulle.

15

Taulukko 1 . Taulukko 2

Tinan kierto- Kiertopumppaua puoppauata Mytöasi

Solmu Kulutus H virtauaaikal Virtauaaika2 Johto Aik hop Pit. Halit. vl v2 nro <l/a) (m) (HHtMMiSS) (HHsMMiSS) nro alat aim (m) (am) (m/a) (m/a) 2 -0.010 SO.937 19*51*37 7*36*36 5 21 20 80.00 150.00 0.12 0.12 3 -0.018 50.937 8:30<10 7*31* 0 6 19 18 110.00 125.00 0.02 -0.37 8 -0.082 50.939 6*20*53 7i 7*12 7 19 20 382.00 125.00 -0.08 0.38 2U 5 -0.838 50.937 10*58* 4 7* 7*22 8 20 11 203.00 125.00 0.04 0.18 6 -0.035 50.939 6* 2*10 5*32*21 9 20 12 128.00 150.00 0.06 0.25 7 -0.181 50.939 4*15*11 6*28*12 10 19 15 105.00 200.00 0.01 aulj.

8 -0.125 50.988 2*17*24 6* 7* 6 11 18 17 108.00 125.00 0.01 -0.38 9 -0.038 50.951 2* 7*56 6* 7*13 12 17 16 85.00 150.00 -0.02 aulj.

11 -0.238 50.956 1*55*22 6* 4*38 13 15 16 44.00 150.00 0.03 0.12 12 -0.050 50.950 0*46*49 5*45*27 18 15 18 92.00 200.00 -0.01 -0.07 13 -0.035 50.951 0*55*39 5*87*18 15 18 13 198.00 125.00 -0.03 -0.16 18 -0.177 SO.988 5:26*32 6*38*50 16 12 13 35.00 125.00 0.07 0.32 15 -0.039 50.988 7:28* 8 7* 0*58 17 12 11 133.00 125.00 0.02 0.08 16 -0.037 50.982 7*51*22 ’ 7* 6*S8 - 18 11 9 30.00 125.00 0.08 0.19 17 -0.307 50.980 9* 8*58 7*88* 7 20 8 9 101.00 125.00 -0.08 -0.19 18 -0.183 50.987 8*17*12 7*52*82 21 13 8 76.00 125.00 0.03 0.15 19 -0.031 50.980 2*80*89 7*57*43 22 14 7 130.00 200.00 0.00 -0.01 ; . 20 -0.068 50.967 0*10*52 S>36>53 23 16 5 125.00 150.00 0.01 0.12 21 2.167 51.000 0* 0* 0 0* 0* 0 28 17 28 116.00 125.00 0.00 -0.80 23 0.000 50.937 21*36*35 7*38*52 2S 7 8 190.00 150.00 -0.03 -0.15 28 -0.170 50.937 21:89*36 7*83*19 26 7 6 30.00 150.00 0.01 0.12 27 5 6 107.00 125.00 -0.02 -0.13 28 5 2 263.00 125.00 0.00 0.17 30 2 23 57.00 125.00 0.01 0.82 31 3 2 117.00 125.00 0.01 0.25 32 5 3 163.00 150.00 -0.01 0.07 33 3 8 120.00 125.00 -0.02 -0.15 38 6 8 180.00 150.00 0.00 0.03 35 8 8 287.00 125.00 0.02 0.11 36 23 28 77.00 150.00 0.01 0.29

II

Claims (8)

94654

1. Menetelmä talousveden tasalaatuisuuden parantamiseksi, jossa vettä syötetään putkistoon, jossa on useita vedenottopaik- 5 koja, putkiston solmupisteitä (2-9, 11-21, 23 ja 24), joiden välillä on vesiputki (34), joita pitkin vettä syötetään syöt-töputkesta vedenkulutuspaikoille, tunnettu siitä, että vettä pakkokierrätetään putkistossa putkistoon sijoitetun virtaamista aikaansaavan välineen (33) avulla veden tasalaatui-10 suuden aikaansaamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä kierrätetään ainakin yhdellä pumpulla (33), joka on sijoitettu edullisesti paikkaan, jossa ilman pumppaus- 15 ta saadun tiedon mukaan vedenvirtaus on pienin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainakin jokin pumpun (33) lähellä oleva haara suljetaan venttiilillä, edullisesti sulkuventtiilillä (31, 32), 20 veden virtauksen ohjaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiili (31, 32) on säädettävä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu ’ siitä, että veden virtausta säädetään ainakin yhdellä putkistoon sijoitetulla virtauksen mukaan säätyvällä venttiilillä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että vettä kierrätetään ainakin yhdellä pumpulla (33) ja virtausta säädetään ainakin yhdellä vent-*: tiilillä (31, 32).

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että vettä kierrätetään ainakin yhdellä pumpulla (33) ja virtausta säädetään ainakin yhdellä venttiilillä, joka edullisesti säätyy virtauksen mukaan, ja/tai venttiilillä (31, 32). 5 94654

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä kierrätetään kulutuksesta riippumatta. 94654