Ремонт дренажного насоса своими руками

Дренажный насос выполняет большое количество функций, среди которых откачка воды из колодца, бассейна, затопленного подвала. Чтобы обеспечить бесперебойную работу оборудования, необходимо придерживаться определенных правил эксплуатации. Но со временем устройство может выйти из строя, из-за чего и потребуется ремонт дренажного насоса.

Содержание статьи

Устройство может сломаться по разным причинам. Понять, что оно сломано очень просто. Оборудование перестает качать воду, может работает не в полную мощь или появятся шумы и гул при работе.

В этой статье мы собрали самые частые поломки дренажного оборудования и описали методы их устранения.

Устройство и принцип работы

Перед тем, как разобрать дренажный насос и приступить к его ремонту, хозяину нужно знать, из каких элементов он состоит.

Независимо от производителя, любая модель имеет такие комплектующие как:
  Рабочее колесо, которое вращается и перемещает жидкость.
  Защитную сетку — фильтр, расположенную на днище. Она предотвращает попадание мусора на крыльчатку.
  Уплотнение, которое защищает двигатель от воды.
  Ротор, на котором закреплена крыльчатка.
  Поплавок, который предотвращает перегрев мотора и не дает работать насосу без воды.
  Кабель, необходимый для подачи энергии.

Работа дренажного насоса основана на принципе центробежной силы, которая возникает при вращении рабочего колеса. Когда Вы включаете вилку электрокабеля в розетку и подаете питание на мотор электронасоса, ротор начинает вращаться вдоль своей оси.

Сам по себе ротор – это часть вала, на котором кроме него закрепляется рабочее колесо, которое тоже приходит в движение – вращается вдоль своей оси.

При вращении колеса, находящуюся в рабочей полости насоса жидкость отбрасывает к стенкам рабочей камеры и одновременно с этим над рабочим колесом образуется область высокого давления, которое выталкивает воду далее в напорную трубу.

А под колесом образуется область низкого давления, в которую втягивает новую порцию жидкости.

Каждое рабочее колесо отличается своей геометрией, так называемым профилем лопаток, от расположения и формы которых зависит рабочая характеристика (напор и производительность) оборудования.

Знания устройства и принципа работы позволит Вам выполнить ремонт дренажного насоса своими руками. Многие современные модели снабжаются поплавковыми выключателями.

Выполнить ремонт дренажного насоса с поплавком своими руками так же не составит особого труда.

Механические неисправности

Ремонт дренажного насоса с поплавком можно выполнить при помощи простых инструментов. Это отвертки, плоскогубцы, молоток, паяльник, клей и другие элементы.

Дренажный насос гудит, но не качает воду

Симптомы: насос включен, отчетливо слышна его работа, но жидкость не качается.

Причина 1: забилась защитная сетка. Густая фракция, такая как грязь из приямка, могла скопиться на фильтре, из-за чего произошел засор.

Причина 2: Проверьте напорный шланг или патрубок. Если дренажный насос гудит, но не качает воду, то одной из причин может быть засорение шланга. В этом случае его необходимо прочистить. Другой причиной этого типа является маленький проходной диаметр трубы и насос просто не сможет протолкнуть грязную воду.

Причина 3: Также причиной может быть сломанная крыльчатка. Чтобы понять это, необходимо разобрать нижнюю часть агрегата предварительно отключив его от электросети. Отремонтировать колесо не получится, эту деталь придется заменить.

Дренажный насос плохо качает воду

Если двигатель работает, но жидкость поступает слабо то, из строя вышла крыльчатка или подшипник. Необходимо разобрать агрегат и выполнить замену этих частей.

Дренажный насос гудит, вибрирует и перегревается

Причина 1: виновником может быть вода, которая попала в электродвигатель. Необходимо выключить оборудование и просушить.

Причина 2: агрегат перегружен, необходимо выключить его на время и охладить.

Причина 3: износ уплотнения или разрушение подшипника вала. При таком симптоме причина поломки, чаще всего, скрывается внутри конструкции. В этом случае придется посмотреть инструкцию, чтобы понять, как разобрать дренажный насос.

Неисправность поплавка

Чтобы выполнить ремонт дренажного насоса с поплавком и закрепить амортизатор, необходимо разобрать корпус и затянуть все гайки, которые разболтались. Верхнюю гайку обязательно нужно законтрить, чтобы в дальнейшем она не разболталась.

Электрические неисправности

Дренажный насос отключается

Симптомы: оборудование подключено к электросети, работает и через время самостоятельно отключаться.

Причина этому одну — несоответствие мощности двигателя и электрической сети. Хозяину следует изучить инструкцию и, возможно, установить стабилизатор напряжения. В таком случае, выполнять ремонт дренажных насосов не придется.

При подключении срабатывает автомат

Причина: происходит замыкание, необходимо проверить все электронные комплектующие.

Не запускается дренажный насос, не гудит и не работает

Причина: если прибор опущен в воду, кабель подключен, но мотор не запускается, возможно, заявленная мощность мотора и электронной сети не соответствует требуемым.

Насос гудит, но не крутится

В этом случае, необходимо использовать омметр, чтобы проверить проводку. Часто дренажный насос гудит, но не крутится по причине низкой мощности мотора. Это можно понять даже по звуку. Чтобы исправить поломку, насос придется разобрать.

Как выполнить ремонт дренажных насосов своими руками

Перечисленные выше неисправности дренажного насоса возможно исправить собственными силами. Если дренажный насос не качает воду, выдает слабый напор или слишком перегревается, пользователю нужно подготовить отвертку, плоскогубцы, другие инструменты и вооружиться инструкцией к устройству.

Выполнить ремонт дренажного насоса с поплавком своими руками может каждый. Самостоятельно можно освободить, заменить поплавок, устранить механические повреждения, из-за которых заклинило крыльчатку.

Перестал качать дренажный насос? Или дренажный насос гудит, но не крутится? Не стоит сразу думать о замене оборудования или идти к мастерам, ведь во многих случаях, его можно отремонтировать собственными силами.

В дополнение к статье «Ремонт дренажного насоса своими руками» Вам может быть интересно:

Погружной насос работает но не качает. Что делать, если вибрационный насос не качает воду и гудит при работе

Вибрационные насосы прочно заняли свою нишу на рынке благодаря невысокой стоимости, простоте конструкции, неприхотливости в работе. В быту они чаще используются для хозяйственных нужд при заборе воды из колодцев и открытых водоемов в небольших объемах в течение относительно короткого времени.

Рис.1 Погружной насос Малыш, Ручеек, Водолей, Зубр — внешний вид

Принцип действия и конструкция вибрационного насоса

Вибрационные насосы при небольшом весе около 3-х килограмм и потребляемой энергии до 300 ватт способны перекачивать объемы воды максимум 1,5 кубометра в час с напором до 60 м. Стандартная модель качающей воду помпы имеет номинальное значение напора около 40 м. и производительность перекачки жидкости 0,43 м.куб./ч.

На рынке представлен широкий ассортимент вибрационных насосов отечественного производства, китайских аналогов и стран СНГ, имеющих абсолютно одинаковую конструкцию.

Рис. 2 Конструкция вибрационных насосов

Основным элементом вибрационного насоса является п-образная электромагнитная катушка 10 с якорем 8, на штоке 3 которой закреплен эластичный поршень 2. Катушка отделена от рабочей камеры диафрагмой 5, посаженной в седло 6 — это препятствует проникновению воды в электрическую часть помпы с электромагнитом и кабелем 11. При возвратном движении якоря с поршнем жидкость втягивается электронасосом через входное отверстие с обратным клапаном 1 в одной половине корпуса 4. Поступательное движение поршня закрывает обратный клапан и выталкивает воду через выходной патрубок с присоединенным к нему шлангом 13. Во второй половине корпуса помпы 9 имеется скоба 12 для крепления к тросу, кабель питания обычно соединяется с отводным шлангом при помощи стяжки 14.

Помпа совершает при работе колебания с частотой 6000 раз в минуту, поэтому устройства получили названия вибрационных.

Рис.3 Вибрационный насос в разобранном виде — комплектующие насосов Малыш

Почему гудящий вибрационный насос не качает воду

Часто причина выхода из строя работающего вибрационного насоса связана с его принципом действия — постоянной вибрацией, приводящей к раскручиванию и ослаблению крепежа корпуса и внутренних деталей механизма. Другие неисправности более серьезны и требуют других подходов к устранению.

Неисправности из-за нарушения крепления деталей

Корпус стандартной вибрационной помпы состоит из двух половин, которые обычно скрепляются четырьмя болтами. При их ослаблении происходит расслаивание двух частей, приводящее к изменению рабочих зазоров и попаданию в рабочую камеру воды — в результате двигатель будет гудеть и работать, но вода при этом подаваться не будет.

Иногда разбалтывание болтов может привести к полному раскручиванию крепления корпуса и безвозвратной потере второй половины насоса в глубоком водоеме или колодце. Один из способов избежать этой ситуации – опускание электронасоса в источник водозабора в ведре или иной емкости с отверстиями, также это уменьшает вредное влияние вибраций на стены источника.

Еще одной неисправностью может стать раскручивание крепежных деталей обратного клапана и поршня — при этом насос работает, но плохо качает воду.

Рис 4. Разборка насоса своими руками с установкой катушки

Загрязнение

Модели вибрационных помп с нижним забором воды наиболее сильно подвержены опасности засорения рабочего механизма грязью, илом и мелкими камнями — все это может привести к отсутствию подачи воды при работающем электронасосе.

Повреждение деталей

Использование вибрационной помпы для грязной воды приводит к износу резиновых деталей клапана обратного хода и поршня. В этом случае поршень не сможет втягивать жидкость в корпус в нужном объеме, а обратный клапан будет выпускать ее обратно, это приведет к низкому напору или полному отсутствию подачи воды. Отремонтировать помпу можно простой заменой комплектующих.

Рис. 6 Ремонт погружного насоса Малыш своими руками — типичные неисправности при разборке:

1. облом штока;
2. разрушение клапана;
3. потеря болта крепления обратного клапана;
4. перегорание обмотки.

Отслоение катушки

Одной из неисправностей может стать отсутствие перемещения поршня из-за нарушения эпоксидной изоляции электромагнита, причины

Почему насос плохо качает воду. Возможные причины поломок и ремонт дренажных насосов

Использование насосного оборудования для подъема воды из скважин или дренажа подтопленного помещения — норма. Поэтому покупка погружных агрегатов для воды достаточно распространена. Но не всегда агрегат работает исправно. К сожалению, неправильная эксплуатация устройства способна привести к выходу из строя насосного механизма (особенно помпы «Малыш», «ручеек» и т.д.). О том, как осуществить ремонт насоса малыш или ручеек в домашних условиях без привлечения профессионалов, рассказываем в нашем материале.

Принцип надежной работы насоса «Малыш»

Для того чтобы понимать, каким образом отремонтировать своими руками вибрационный водяной насос малыш, нужно знать его устройство, понимать принцип работы вибрационного насоса и управление им. Зная все нюансы этого «Малыша», разборка и сборка помпы своими руками до и после ремонта пройдёт легко.

Итак, водяной вибронасос типа «малыш», «ручеек» и пр. работает по принципу создания колебаний в водной среде. Жидкость, движимая погружным насосом для воды, поступает в прикрепленный к насосу шланг и движется в заданном направлении.

Такое вибрационное движение создается при помощи вибратора, встроенного в корпус насоса. Сам вибратор приходит в движимое состояние в результате воздействия на него электромагнитного поля. При этом отметим, что все рабочие элементы и узлы располагаются в алюминиевом корпусе устройства. Снаружи подключается только шланг нужного диаметра.

Важно: элекромагнитная составляющая насосного механизма выполнена в форме буквы «П». Там же имеются катушки с медной проволочной обмоткой. Все элементы электромагнитной составляющей располагаются также внутри корпуса устройства и надежно закреплены компаундом. При этом смола служит для отвода излишнего тепла от катушек обмотки и ограждает от контакта с металлом корпуса.

Таким образом, вибратор в виде якоря движется в корпусе насоса вверх-вниз, фиксируемый дополнительно резиновой пружиной. В процессе работы погружного насоса «малыш» или «ручеек» вибратор совершает до 50 колебаний в секунду, меняя своё положение. Благодаря такому движению вода, смешанная с воздухом, поступает в механизм через клапан агрегата и уже выходит через его патрубок, обеспечивая транспортировку жидкости по шлангу или трубе. В результате насос хорошо качает воду.

Типы неисправностей и способы их устранения

Если насос включен, шумит, но не качает воду

Причиной такого сбоя может стать следующее:

• Расшатанное крепление болтов и гаек;
• Порыв клапана в результате износа;
• Порыв штока.

1. В первом случае необходимо разобрать корпус насоса и все гайки затянуть до упора. При этом очень важно затянуть хорошо верхний крепеж. Делается это для того чтобы гайки в дальнейшем не раскручивались.

Важно: если в процессе ремонта насоса малыш или ручеек своими руками вы не смогли раскрутить винты стяжные по причине их ржавости, то можно просто срезать их болгаркой а на их место установить винты шестигранные. После таких манипуляций помпа хорошо качает воду на весь диаметр шланга или трубы.

1. В случае с разрывом клапана придётся предпринять действия по его замене своими руками. Здесь главное точно соблюсти диаметр рабочего элемента.
2. Причина с разрывом штока является самой сложной. Если шток поломан или деформирован, то его замена практически невозможна.

Если при включении насоса выбивает пробки и горит кабель

Такая поломка может свидетельствовать о том, что медная обмотка якоря сгорела, либо неисправен кабель насоса. Если обмотка якоря сгорела, то при разборке насоса придётся сменить её на новую. Если же дело в кабеле, то посредством тестера подтверждаем поломку и меняем кабель.

Важно: не во всех моделях устройств типа «ручеек» или «малыш» можно легко сменить кабель. Иногда он заливается в корпусе помпы компаундом. В этом случае придётся наращивать его путём скрутки.

Перегрев рабочей помпы и усиленная вибрация

В качестве причины таких неисправностей может выступать работа агрегата вхолостую. В этом случае будет явным отторжение магнитной составляющей насоса. Чтобы исправить положение придётся разбирать насос. Электрическую составляющую помпы нужно хорошо простучать и выслушать. Если компаунд отделился, то он буде тарахтеть. Необходимо изъять его из корпуса и нарезать на его поверхности тонкие бороздки сеткой глубиной до 2 мм. Можно использовать болгарку. Насечки нужно сформировать и внутри корпуса. После этого стенки колбы насоса стоит обработать стекольным герметиком и вмонтировать все назад.

Важно: использовать нужно только стекольный автомобильный герметик. А магнит и компаунд вставлять придётся под большим весом (200-300 кг минимум). В противном случае он просто не вернется на своё место. После просыхания можно собирать насос.

Если насос качает, но очень слабо

Здесь возможен недостаточный проём зазора между вибратором. В этом случае придётся дотачать нужное количество шайб. Сколько именно понадобится, определяйте путем проб, пока давление воды не станет для вас оптимальным. Либо де попробуйте просто закрутить плотнее гайки, как в пункте номер 1.

Важно: при любой сборке/разборке насосов для воды типа ручеек или малыш необходимо отмечать все места стыков деталей. Так вам удастся впоследствии собрать помпу правильно.

Выход из строя реле давления

Если для своего погружного насоса для воды вы используете реле давления, то придётся четко настроить его. Поскольку именно автоматика этого элемента часто становится причиной сгорания насосов ручеек, малыш и пр. Так, если автоматика реле давления будет выставлена по верхней границе, то, возможно, объем поступаемой в гидробак воды будет превышен для ваших нужд. А это значит, что насос будет работать с повышенной нагрузкой.

Чтобы отрегулировать реле давления на нужные вам периоды включения/выключения насоса, необходимо сделать следующее:

• Внимательно осмотреть реле давления и выявить шкалу со значениями + и -. Они указывают на увеличение или уменьшение границ воды в ёмкости. Установку параметров реле производят при помощи регулировки специальных пружин. Малая отвечает за давление в системе. Так, если вы желаете, чтобы насос включался при падении давления до уровня 1 атм и выключался при 3 атм, то стоит полностью освободить пружину.
• Далее на реле давления будем регулировать большую пружину. Для этого включаем насос и закрываем все краны. Ждем пока насос «малыш» или «ручеек» выключится, и отслеживаем уровень давления на манометре. Если верхняя граница не равна желаемым 3 атмосферам, то нужно немного затянуть гайку на большей пружине. Не прилагайте усилий. Одного оборота вполне достаточно. После этого открываем в системе кран и ожидаем включения насоса после падения давления. Тут де кран закрываем, ждём выключения помпы и снова смотрим на манометр. Так можно своими руками отрегулировать реле давления до нужных вам параметров и сохранить работоспособность насоса для воды малыш.

Важно: нижняя граница давления регулируется по той же схеме на меньшей пружине. Автоматика будет срабатывать в заданных вами границах давления.

Видео с ремонтом наосов для воды «малыш» и «ручеек»:

Недорогим погружным насосом «Ручеек» дачники пользуются более полувека. Из-за активной эксплуатации конструктивно простой прибор порой оказывается неисправным или работает неудовлетворительно. В ряде случаев без участия специалистов-ремонтников не обойтись, а чаще можно провести ремонт насоса Ручеек своими руками. Для этого необходимо разобраться в устройстве и принципе работы насоса, а также запастись набором инструментов.

Электронасос «Ручеек», выпускаемый российской компанией ОАО «Ливгидромаш», относятся к классу бытовых вибрационных приборов. Предназначен он для подачи воды из колодцев и водозаборных скважин, имеющих внутренний диаметр не менее 10 см. Может применяться для работы в открытых водоёмах, где способен транспортировать воду с глубины, относящейся к интервалу 1 — 40 м.

Максимальное расстояние, на которое насос может транспортировать воду по горизонтали составляет 100 м. Т.е. точка водозабора может быть существенно удалена от потребителя. Температура перекачиваемой воды — не более +35ºС. «Ручеек» не должен работать в агрессивной среде и в воде, включающей загрязнения больше 0,001%.

Несмотря на малые габарит

Не качает насосная станция. Ремонт насосных станций своими руками – возможные неисправности и их устранение

• Главная
• Строительство дома
• Ремонт в квартире
• Дача, сад, огород
• Гараж

• Главная
• Заметки дачника
• Хозпостройки
• Изготовление мебели
• Обустройство дачи
• Дачный инструмент
• Окна и двери
• Ручной инструмент
• Баня
• Строительство дома

• Главная
• Строительство дома

8 ответов на вопрос «Почему мой насос для бассейна не работает?» — INYOPools.com — DIY Resources

Как специалисты по бассейну, мы слышим это каждый день:

«Мой насос включен, но вода не движется».

«Почему из-под моей помпы течет вода?

«Почему моя помпа перестала работать?»

И классический, но расплывчатый: «Мой насос не работает, что с ним?» Все эти и многие другие признаки неисправности насоса для бассейна, но источник неисправности варьируется. Ключом к диагностике насоса является понимание функций его частей и того, что происходит, когда какая-то часть выходит из строя.Знание того, что искать, позволяет вам как домовладельцу самостоятельно определить и устранить проблему, тем самым сэкономив деньги. Или, если вы не готовы к работе, объясните проблему специалисту по бассейну, чтобы он починил вашу помпу. Что еще более важно, обучение работе с помпой не позволит вам быть вынужденным покупать ненужные детали со стороны Poolman.

Мы сделаем краткое изложение 8 наиболее часто заменяемых частей насоса для бассейнов с объяснением функции каждой части и симптомов возможной проблемы.

1.) Двигатель

Симптомы

• Шлифовка или скрип — признак неисправности подшипников, вызванной старением или ржавчиной. Плохие подшипники также являются признаком негерметичного уплотнения вала.
• Громкий гул — Если вал вращается, вероятно, вышел из строя конденсатор. Если вал не вращается, значит подшипники замерзли и заблокировали вал.
• Откидной выключатель — неисправен глубокий внутренний компонент двигателя, который требует замены или восстановления двигателя.
• Silence — Вал двигателя замерз, и вы получаете новое 30-фунтовое пресс-папье. Восстановить мотор нет возможности, единственный выход — заменить.

Двигатель насоса — это сердце вашего бассейна. Проще говоря, если это не накачка, вы будете спадом. Обычно двигатели имеют срок службы 3-5 лет. Срок службы двигателя может сильно различаться в зависимости от условий, в которых он используется. Двигатель, подверженный летнему солнцу, весеннему дождю и ранним осенним морозам, скорее всего, сгорит быстрее, чем двигатель, находящийся под навесом.Если вас беспокоят погодные условия, мы рекомендуем использовать универсальный кожух двигателя, чтобы защитить свои вложения.

Исправление : Как заменить двигатель на насосе для бассейна, Как подключить насос для бассейна,

2.) Уплотнительная пластина

Симптомы

• Очевидный износ — трещины

Уплотнительная пластина является местом соединения двигателя и корпуса насоса. Повреждение уплотнительной пластины обычно вызвано чрезмерной затяжкой болтов двигателя или корпуса.Чрезмерная затяжка вызовет трещины в раме и, в конечном итоге, приведет к утечкам.

Исправление : замените уплотнительную пластину

3.) Прокладки и уплотнения

Когда кто-то говорит, что видит мокрый цемент на подушке насоса, обычно причиной является плохая прокладка, уплотнение вала или уплотнительное кольцо. Эти резиновые детали герметизируют стыки вашего насоса, делая его водонепроницаемым. Каждое повреждение уплотнения определенным образом повлияет на ваш насос. Если ваш насос требует замены нескольких прокладок, мы рекомендуем использовать комплект прокладок и уплотнительных колец (GOKIT), если таковой имеется.У нас также есть руководство по установке набора прокладок: Как использовать Tune up / GO-KIT

Уплотнение вала

Симптомы

• Капает вода из дефлекторов мотора
• Громкие подшипники
• Ржавый кожух двигателя
• Белая вихрь на лицевой стороне мотора

Пожалуй, самая важная и чувствительная из всех, эта деталь за 12–20 долларов является последней линией защиты вашего электродвигателя за 200 долларов. И я не должен вам говорить, но вода и электродвигатели не очень хорошо уживаются.Уплотнение состоит из двух сторон: белого керамического кольца с резиновым протектором и подпружиненной стороны с углеродным кольцом. Если ваше уплотнение вала начнет выходить из строя, вода будет протекать в корпус двигателя. Эта небольшая утечка приведет к коррозии подшипников, медных обмоток или электрических компонентов. Дружеское напоминание: при замене двигателя всегда заменяйте это уплотнение.

Исправление : Как заменить уплотнение вала двигателя бассейна

Прокладка корпуса

Симптомы

• Подушка мокрого насоса
• Утечка из уплотнительной пластины и шва корпуса

Самая большая из прокладок действует как уплотнение между уплотнительной пластиной и корпусом насоса.Диагностировать неисправную прокладку корпуса несложно благодаря ее расположению. Если вода выливается из большого шва между уплотнительной пластиной насоса, это может быть вашим виновником.

Исправление : Как заменить прокладки насоса бассейна

Прокладка крышки

Симптомы

• Большие пузырьки воздуха в корзине фильтра
• Низкое давление воды
• Заливает насос дольше

«Почему в мою систему попадает воздух?» Ответ на этот вопрос всегда начинается с проверки уплотнительного кольца крышки насоса.В отличие от других прокладок из списка, плохая прокладка крышки вызывает утечку, а не выброс. Обычный признак плохого уплотнительного кольца крышки — это большие пузырьки в отсеке фильтра. Утечка воздуха также может вызвать шипение.

Исправление : Как заменить прокладки насоса бассейна

Прокладка диффузора

Симптомы

• Потеря простого
• Низкое давление воды

Эта важная, но иногда забываемая деталь, диффузор и его прокладка увеличивают тяговую мощность двигателя и крыльчатки, позволяя насосу заполняться самостоятельно.Прокладка, расположенная на конце диффузора, уплотняет узел диффузора / крыльчатки и передней части корпуса. В этом случае диффузор в форме воронки может фокусировать тянущую энергию рабочего колеса, увеличивая его силу. Это помогает в заливке и поддержании давления воды.

Исправление : Как заменить прокладки насоса бассейна

4.) Рабочее колесо

Симптомы

• Потеря простого
• Низкое давление воды

Двигатель может все вращать, но крыльчатка делает всю работу.Крыльчатка, навинченная на конец вала двигателя, представляет собой диск с отверстиями или прожилками. Эти вены действуют как гребной винт лодки, втягивая, а затем выталкивая воду. Если ваше рабочее колесо сломано, вы почти не увидите потока воды. Также может быть дребезжание, вызванное сломанными частями крыльчатки внутри корпуса.

Исправление: как заменить крыльчатку насоса для бассейна

5.) Диффузор

Симптомы

• Низкое давление
• Потеря основного числа

Диффузор представляет собой конусообразный кожух, который находится над рабочим колесом.Его основная функция — направить тянущее усилие крыльчатки на бассейн для увеличения притока воды. Сломанный или треснувший диффузор будет иметь трещины, которые отводятся от рабочего колеса, снижая давление воды.

Исправление : Как заменить диффузор насоса бассейна

6.) Крышка фильтра

Симптомы

• Большие пузырьки воздуха
• Явные или микротрещины
• Искривление

Крышка сетчатого фильтра — это основная точка визуального контроля помпы.Или, проще говоря, здесь вы проверяете, что помпа работает. Веки с возрастом становятся хрупкими и могут сломаться или деформироваться от чрезмерного солнечного света. Тонкие трещины в крышке могут вызвать утечку всасываемого воздуха, которая замедлит работу вашей системы.

Исправление : Замените крышку сетчатого фильтра

7.) Корзина фильтра

Симптомы

• Дребезжание в корзине фильтра
• Забито рабочее колесо
• Картриджи порваны или повреждены

Корзина фильтра улавливает мусор до того, как он достигнет внутренностей насоса.Сломанная корзина может повредить ваш насос или фильтр, поскольку в нее не попадает мусор, который может повредить рабочее колесо, диффузор или картриджи фильтра.

Исправление : замените корзину фильтра

8.) Корпус

Симптомы

• Сухая гниль
• Трещины, образующиеся возле портов или отверстий под болты
• Очевидный износ

Считается корпусом насоса, корпус вмещает все вышеперечисленные части.Выход из строя корпуса насоса обычно происходит из-за очевидной долговременной деградации насоса. Когда дело доходит до повреждения жилья, как правило, самым большим виновником является солнце. Если насос нагреется в летние месяцы, корпус начнет окаменевать и станет хрупким. Вокруг точек напряжения начнут появляться трещины. Корпус — вторая по стоимости часть насоса, подлежащая замене, только после двигателя. Если необходимо заменить корпус и несколько других частей, лучше всего заменить весь насос.Прочтите наш предыдущий блог о том, что делать в этом случае: Насос или двигатель: заменить или не заменять… Вот в чем вопрос.

.

Pump It Up — Как работают пожарные машины

Основная функция любой пожарной машины с насосом / цистерной — переносить воду в резервуар для воды или всасывать воду из внешнего источника, такого как пожарный гидрант, капельный резервуар, бассейн или озеро.

На этой пожарной машине с насосом / цистерной основной резервуар для воды находится внутри транспортного средства, он вмещает 1000 галлонов (3785 литров) воды и стекает по центру в задней части грузовика.Капельный бак похож на большой надземный бассейн, вмещающий около 2 000 галлонов воды. Жесткая всасывающая линия диаметром 6 дюймов используется для откачивания воды из капельного бака или другого внешнего источника воды.

Объявление

Вода, хранящаяся в баке двигателя или всасываемая из внешнего источника, затем сбрасывается через водопроводные линии или шланги. Эти линии соединяются в точках вокруг грузовика. Позже мы рассмотрим все строки.

Сердцем насоса / цистерны является водяной насос с рабочим колесом . На этой пожарной машине насос расположен сразу за местом откидного сиденья, где сидят пожарные. Рабочее колесо представляет собой ротороподобное устройство с изогнутыми лопастями. Рабочее колесо, приводимое в движение собственным дизельным двигателем, вращается внутри насоса с высокой скоростью. Когда вода попадает в насос, она попадает во внутреннюю часть рабочего колеса и выбрасывается наружу. Давление воды создается за счет центробежной силы вращения рабочего колеса.Клапан открывается, позволяя воде попадать в центр вращающейся крыльчатки. По словам капитана Дэвида Прайса из добровольческой пожарной охраны Бейлиф в Северной Каролине, это действие описывается как попадание в глаз импеллера.

Вы управляете шлангами с помощью панели насосов грузовика , расположенной наверху пожарной машины. Панель насоса представляет собой серию рычагов и переключателей, которые контролируют, сколько воды течет и какие линии сливаются.По прибытии на место пожара водитель выпрыгнет из машины и заберется на грузовик, чтобы начать работу насоса. Индикатор — серия красных лампочек на панели насоса — позволяет оператору узнать, сколько воды осталось в баке.

Первое, что собирается сделать оператор насоса, это убедиться, что клапан между баком и насосом открыт. Электрический переключатель на правой стороне насоса откроет этот клапан и обеспечит поступление воды в насос.Затем оператор проверит, какие линии были сняты с пожарной машины пожарными, и оператор разрядит эти линии. «Слив» означает, что вода может вытекать из насоса в шланг. Линии имеют цветовую кодировку, чтобы оператору было легче узнать, какие линии следует выгружать. Цвет линии соответствует пластине под каждым рычагом на панели насоса.

Большая часть разряда контролируется встроенным электронным устройством, которое называется mastermind .Он автоматически управляет насосом и повышает или понижает давление. Он также имеет встроенный предохранительный клапан, так что, если один человек внезапно отключит линию, давление из этой линии автоматически не попадет в другую линию.

Этот грузовик также оснащен системой пены и перевозит около 20 галлонов (76 л) пены. Резервуар для пены встроен в основной резервуар для воды. Памперы / цистерны перевозят разные типы пены. Этот конкретный грузовик перевозит пену класса A , которую можно использовать для пропитывания материалов внутри конструкции, чтобы предотвратить повторное возгорание этих материалов.Пена класса B используется для тушения пожаров автомобилей и других пожаров, где могут присутствовать легковоспламеняющиеся жидкости.

В следующем разделе вы узнаете больше о различных шлангах пожарной машины.

.

Чем полезен электрический водяной насос для вашего двигателя?

Давайте ненадолго остановимся, чтобы поблагодарить одну очень недооцененную, редко рассматриваемую автомобильную запчасть. Речь идет о скромном, но необходимом механическом водяном насосе. Без этого двигатели в наших автомобилях быстро перегреются и, возможно, остановятся до уродливой и дорогостоящей остановки.

Какими бы хитрыми ни были механические водяные насосы, они имеют свою цену. Мы собираемся рассмотреть другой тип водяного насоса, работающий от электричества.Преимущества его использования могут, кхм … шокировать вас.

Объявление

Чтобы понять, зачем кому-то нужен электрический водяной насос, сначала необходимо понять назначение и недостатки традиционного механического водяного насоса. Технически это насос охлаждающей жидкости и антифриза, но мы для краткости назовем его водяным насосом, потому что именно так его называют большинство автомехаников.

Традиционный водяной насос представляет собой компонент с ременным (или иногда кулачковым) приводом.Другими словами, он забирает механическую энергию вращения от двигателя, представленного в виде вращающегося резинового ремня, и использует ее для привода внутреннего насосного механизма. Крыльчатка в насосе отправляет охлаждающую жидкость двигателя по извилистой дороге через блок цилиндров для поглощения тепла, затем к радиатору, где охлаждающая жидкость отдает тепло, а затем снова через насос.

При работающем водяном насосе типичный автомобильный двигатель остается в относительно комфортном районе около 200 градусов по Фаренгейту (93.3 градуса Цельсия) и все довольны, включая вашу машину. Так зачем же возиться с такой хорошей вещью, добавляя в смесь электрическую версию?

Вот в чем дело: любой аксессуар, который работает за счет энергии ремня двигателя, дорого обходится вам. Это либо лишает автомобиль мощности, либо экономии топлива, либо и того, и другого. Вы знаете, насколько вялым становится ваш автомобиль и как сокращается расход топлива, когда вы едете с включенным кондиционером? Это связано с тем, что двигателю необходимо больше работать, чтобы приводить в действие компрессор переменного тока с ременным приводом, и при этом поддерживать постоянную скорость.Та же самая паразитическая потеря энергии происходит постоянно, что касается вашего водяного насоса.

Электрический водяной насос не требует питания от ремня. Вместо этого он работает от батареи. Итак, вам может быть интересно, поскольку этот надоедливый закон термодинамики гласит, что вы не можете создавать или разрушать энергию, разве вы не просто увеличиваете нагрузку на генератор переменного тока (с ременным приводом), который обеспечивает энергию для перезарядки батареи? Разве потери энергии не должны возмещаться где-то еще и влиять на производительность?

Короче говоря, не так, как вы заметили.Закон термодинамики все еще остается в силе. Однако механические водяные насосы все время вращаются со скоростью, пропорциональной оборотам двигателя. В результате иногда вы перекачиваете много охлаждающей жидкости, когда двигатель недостаточно горячий, чтобы действительно в ней нуждаться. Это потраченная впустую энергия. Иногда вашему двигателю требуется больше охлаждения, чем он получает, например, когда вы выключаете машину после тяжелой езды в жаркий день. Это может привести к более быстрому износу некоторых компонентов двигателя.

Электрический водяной насос, наоборот, позволяет производителю устанавливать (с гораздо большей точностью), сколько охлаждающей жидкости проходит через двигатель

.

Накачать хранилище | Сделай математику

Если мы примем солнечную и ветровую энергию в качестве основных компонентов нашей энергетической инфраструктуры, поскольку мы отвыкаем от ископаемого топлива, мы должны серьезно решить проблему хранения энергии. Более ранний пост продемонстрировал, что у нас, вероятно, недостаточно материалов в мире, чтобы просто построить гигантские свинцово-кислотные (или на никелевой, или на литиевой) основе для выполнения этой работы. В комментариях часто указывалось, что гидроаккумулятор является гораздо более разумным ответом. Действительно, гидроаккумулятор в настоящее время является доминирующим — и почти единственным — решением для хранения в масштабе сети.Здесь мы взглянем на гидроаккумулятор и оценим, что он может для нас сделать.

Основы гравитационного хранения

Когда вы поднимаете объект, вы должны приложить силу для противодействия гравитации (вес объекта) и приложить эту силу к высоте , на которую вы поднимаете объект. Вес объекта — и, следовательно, сила, приложенная для его подъема, — это его масса, умноженная на ускорение свободного падения (применение Ньютона F = мА ; в данном случае мг , где г — это ускорение свободного падения, или около 10 м / с²).Работа определяется как сила, умноженная на расстояние, поэтому подъем объекта массой м на высоту ч приводит к затратам энергии (работы) в размере мг / ч . Это называется гравитационной потенциальной энергией .

Это называется потенциальной энергией, потому что можно положить вложенную энергию на полку — буквально, фактически — чтобы к ней можно было получить доступ позже. Упавший кирпич, которому ранее была придана гравитационная потенциальная энергия, может совершать полезную работу, например, забивать гвоздь в кусок дерева (огромная сила, умноженная на небольшое расстояние = та же работа).Накопленная энергия не ухудшается ни на йоту со временем: в этом смысле она представляет собой идеальное долгосрочное хранилище.

Идея гидроаккумулятора заключается в том, что мы можем закачивать массу воды в резервуар (шельф), а затем извлекать эту энергию по желанию, исключая потери на испарение. Насосы и турбины (на самом деле часто реализованные как один и тот же физический блок) могут иметь КПД примерно 90%, поэтому хранение в оба конца обходится весьма скромно.

Концепция гидроаккумулятора Raccoon Mountain.

Основная проблема с гравитационным накоплением заключается в том, что он невероятно слаб по сравнению с химическими методами, сжатым воздухом или маховиком (см. Сообщение о вариантах домашнего накопления энергии). Например, чтобы получить количество энергии, хранящейся в одной батарее AA, нам нужно будет поднять 100 кг (220 фунтов) на 10 м (33 фута), чтобы соответствовать этому. Чтобы соответствовать энергии, содержащейся в галлоне бензина, нам нужно было бы поднять 13 тонн воды (3500 галлонов) на высоту одного километра (3280 футов). Понятно, что плотность энергии гравитационного накопителя сильно снижена.

То, что нам не хватает плотности энергии, мы восполняем в объеме. Например, озера за плотинами представляют собой значительные запасы воды.

Мощность потока

Когда вода выходит со дна плотины, она несет энергию, как если бы она была «поставлена» на поверхность озера за плотиной. Как вода на дне «знает», насколько высока поверхность озера? Давление, которое пропорционально весу воды наверху. Итак, возьмем кубический метр воды массой 1000 кг и пропустим его через турбину.Энергия мг / ч в кубе воды для плотины высотой 100 м составляет (1000 кг) (10 м / с²) (100 м) = 10 ⁶ Дж, или один мегаджоуль.

Если через эту плотину высотой 100 м будет проходить только один кубический метр в секунду, она будет производить 1 МДж / сек или 1 МВт. Я игнорирую примерно 90% -ный КПД гидроэлектрических турбин, чтобы цифры были аккуратными и приблизительными. Чаще расход измеряется в диапазоне 1000 м3 / с, так что наша 100-метровая плотина будет производить 1 ГВт в этом масштабе.

Итак, рецепт прост в понимании плотины гидроэлектростанции: умножьте высоту воды за плотиной (в метрах) на десятиитысячный расход в кубических метрах в секунду, чтобы получить мощность в ваттах.

Нам нужно Сколько места для хранения ?

В США энергетическая диета составляет около 3 × 10 ¹² Вт, или 3 ТВт. Две трети из них используются в тепловых двигателях (электростанциях, автомобилях и т. Д.) Со средней эффективностью 30%, обеспечивая при этом 0,6 ТВт полезной работы. Другой 1 ТВт — это прямое тепло (в основном это тепло промышленных процессов) и электроэнергия от ядерных и гидроэнергетических источников. Представив, что мы заменяем наши тепловые двигатели на электричество и электрифицированный транспорт, нам нужно что-то около 2 ТВт общей мощности, учитывая некоторую неэффективность.Если вас устраивает половина этого, хорошо — коэффициент в два качественно не изменит гигантский масштаб проблемы.

Следующий вопрос: на сколько нам нужно нашего хранилища? В сообщении Nation Sized Battery я утверждал, что нам нужно 7 дней хранения, чтобы он был невидим для конечного пользователя. То есть, если американцы настаивают на том, чтобы не менять свои привычки и иметь ноль отключений хранилища в течение десяти лет (читайте о полном отключении Сан-Диего из-за недавнего отключения электроэнергии в масштабах округа), то 7 дней — это наверное недалеко от цели.У меня есть зенитки за этот выбор, но я использую его здесь снова, потому что A) это не так уж и необоснованно, B) он позволяет проводить параллельное сравнение с национальным расчетом батареи и C) вы увидите, что это не делает или сломайте корпус: даже один день хранения — это очень сложно. Разделите все мои цифры на шкале на 7, например, если хотите, чтобы я использовал один день хранения.

Обратите внимание, что 7 дней хранения буквально не означают, что мы готовы испытать 7 дней с нулевым входом от возобновляемой инфраструктуры.Например, работа на 30% от величины безубыточности в течение 10 дней также оставляет систему с 7-дневным дефицитом энергии. Это обстоятельство нетрудно представить: на юго-западе пасмурная зимняя неделя, а скорость ветра над страной вдвое меньше среднего значения (то есть в восемь раз меньше мощности) за тот же период.

Таким образом, 2 ТВт за 7 дней означают 336 миллиардов кВтч емкости хранения.

Гидравлическая насосная установка First-Blush

В каком масштабе потребуется этот объем хранилища, если мы построим схему гидроаккумуляции? Немедленно отметим, что у нас есть 78 ГВт установленной гидроэлектроэнергии в США.С., Что составляет 4% от целевой потребности в 2 ТВт. Наши традиционные гидроэнергетические мощности не могли быть увеличены даже в два раза, поскольку основные участки реки уже были вырваны.

А как насчет потенциальных насосных гидроустановок: не на текущих реках, а в горах, где мы могли бы отгородить высокую долину и заполнить ее водой?

Я говорю о горах, потому что нам нужен значительный перепад высот для гидроаккумуляции, чтобы иметь смысл. Насосных хранилищ на равнинах не будет.Горизонтальное расстояние также должно быть минимизировано, поэтому нам нужен резкий рельеф, т.е. горы.

В первом приближении мы можем представить горы в виде комков. У них есть заостренные вершины, которые указывают вверх. Они явно не очень чашеобразные. Может быть, перевернутые миски. Однако они действительно часто образуют впадины (в некоторых частях «крики»), окруженные рукавами / хребтами горы. Заграждение входа в полость позволяет нам заполнить эту бесполезную пустоту водой. Пикам и суркам можно научиться плавать! Нам также понадобится еще один равный по объему водоем внизу, чтобы уловить воду в цикле хранения.

Я не могу сказать, что изучал топографию наших земель, чтобы увидеть, сколько мест можно увидеть в этих грандиозных инженерных чудесах. Я могу не обращать внимания на широко распространенное существование естественных чаш, расположенных на краях обрывов. Как бы то ни было, 22 ГВт гидроаккумулирующих мощностей, которые мы использовали в настоящее время от до , по-видимому, выбрали основные точки. Вместо того, чтобы возиться с топографическими картами, я использую простую «полую» модель, основанную на моем пребывании в горах и изучении рельефных карт.

В любом случае, давайте не будем позволять этим деталям мешать нам заниматься математикой! Предположим, наша средняя кандидатная впадина допускает наличие стены высотой 500 м (1650 футов) с одного конца и другой стены на несколько сотен метров ниже для нижнего резервуара (впадина здесь шире — возможно, к настоящему времени даже долина — так что тот же объем занимает меньшую глубину и большую площадь).

Простая модель для заполнения котловины водой на высоту, h.

Моя модель для пустоты будет иметь V-образный профиль со сторонами с уклоном 20% и полом с уклоном 10%.Таким образом, стена плотины высотой 500 м имеет наверху 5 км в поперечнике, а озеро тянется на 5 км в виде треугольника. При такой геометрии создается резервуар объемом 2 кубических километра. Учитывая сужающуюся форму, запасенная гравитационная потенциальная энергия составляет 2 миллиарда кВтч. Нам просто нужно построить 170 таких вещей. Не говоря уже о том, что мы никогда не строили стены таких размеров. Или тот факт, что в самом крупном гидроаккумулирующем сооружении на сегодняшний день хранится 0,034 миллиарда кВтч — в 60 раз меньше мощности.

Но давайте продолжим играть в эту игру: если мы действительно потребовали 2 ТВт энергии примерно от 170 гидроаккумулирующих станций, мы говорим о 12 ГВт производственной мощности каждой.Это значительно больше, чем самая большая гидроэлектростанция в США (Гранд-Кули, 6,8 ГВт). Раз 170.

Возможно, я был слишком амбициозен, начав с плотины высотой 500 м. Большее количество резервуаров меньшего размера позволит использовать более разумные электростанции и, возможно, позволит избежать превращения семи чудес света в 177 чудес света (с большим количеством резервов).

Энергия, запасенная в полых стенках шкалы, такая как высота резервуара в четвертой степени ! Так что если мы опустимся на высоту 250 м (все еще впечатляет, будучи выше плотины Гувера), нам потребуется в 16 раз больше установок (более 2500), каждая мощностью 600 МВт.Что касается масштаба, то в настоящее время у нас есть 24 гидроэлектростанции в США мощностью> 600 МВт.

Плотина Гувера: высота 221 м; Мощность 2,0 ГВт; 2,5 миллиона кубометров бетона.

Я думаю, что на этом этапе вы можете понять, почему споры о том, что нужно 1 ТВт вместо 2 ТВт или требовать 2 дня хранения против 7 дней, не помогут решить сложную проблему. Даже выполнение 1% требований, которые я изложил, было бы супер-впечатляющим.

Все это бетон!

Для этих стен плотины потребуется много бетона.Обследование строительства плотины показывает, что толщина основания составляет примерно 65–90% высоты плотины. Выбранная на 75% и сужающаяся к выступу, наша вышеупомянутая геометрия требует объема бетона на 25% больше, чем h ³, где h — высота плотины. Для нашей 250-метровой дамб нам нужно 19 миллионов кубометров бетона каждая. Тогда каждая плотина содержит столько же бетона, сколько существует в плотинах Трех ущелий и Гранд-Кули вместе взятых! А это версия наших плотин « small ».А нам их нужно более 2500. Я просто говорю.

При затратах на энергию 2,5 ГДж на тонну бетона и плотности 2,4 тонны на кубический метр в конечном итоге нам потребуется 32 миллиарда кВтч энергии на плотину, а всего 90 триллионов кВтч. Это более чем в 250 раз превышает количество энергии, удерживаемой плотинами, и представляет собой три года из общих энергетических потребностей США сегодня.

Обратите внимание, что я полностью игнорирую требования к нижнему резервуару.

Просторная комната для катания на водных лыжах

Теперь я хочу понять, как это выглядит по сравнению с нашим ландшафтом.Какую площадь займут все эти озера?

В модели высотой плотины 500 м площадь верхнего водоема составляет 12,5 квадратных километров. Водохранилища Times 170 — это 2125 квадратных километров. В 250-метровой модели у нас есть 3 квадратных километра на резервуар, или 8500 км² для всего набора. Таким образом, общая необходимая площадь масштабируется как обратный квадрат характерной высоты плотины.

Нам также нужно добавить область для нижнего резервуара. Поскольку местность, вероятно, имеет меньший уклон ниже вниз, предположим, что площадь поверхности нижнего водохранилища вдвое больше, чем верхнего водохранилища, так что теперь у нас есть около 25000 км² в районе нового озера (оба водохранилища не заполнены сразу, но эта земля негде построить торговый центр).

Получаем площадь равную 160 км по стороне. Это та же территория, что и озеро Эри (и больше, чем его объем). Добавьте на карту место еще одного Великого озера. Нетривиальное дело. Я еще не спрашивал, где мы берем воду для этого предприятия. Хорошо, что нехватка воды на этой планете не вызывает беспокойства.

Стоит также сравнить с площадью фотоэлектрической системы, обеспечивающей 2 ТВт средней мощности. Для такой производительности потребуется 10 ТВт установленной мощности (с учетом дня / ночи, угла наклона солнца, погоды).При КПД 15% и пиковой солнечной энергии 1 кВт / м² нам потребуется около 65 000 квадратных километров панелей — примерно сопоставимые масштабы. Имейте в виду, что акватория основана на более чем 2500 гигантских плотинах высотой 250 м, каждая из которых выше плотины Гувера и содержит в 8 раз больше бетона. Для небольших, более реалистичных проектов площадь воды может легко превышать площадь солнечной панели. Преобразование земли в гидроаккумулирующее хранилище оказывает на окружающую среду гораздо большее воздействие на окружающую среду, чем преобразование в солнечную ферму, так что проблемы хранения доминируют.Ветер занимает значительно больше земли (примерно в 50 раз), чем солнечный, поэтому водохранилища не смогут конкурировать с территорией, предназначенной для ветряных электростанций.

Варианты и масштабирование

Мы полагались на множество предположений в нашем исследовании потенциала для гидроаккумуляции. Легко потерять из виду выбор и влияние, которое он оказывает. Важен ли уклон в 20% по бокам? Как все зависит от высоты плотины?

В общем анализе получается, что количество необходимых плотин пропорционально общему запасу энергии, умноженному на боковой уклон впадины (в%, т.е.ж.) умноженный на уклон пустотелого пола, деленный на высоту плотины в четвертой степени. Но что интересно, общий объем (и, следовательно, энергия), необходимый для бетона, зависит только от уклона пустотелого пола, деленного на высоту плотины.

В результате одна 500-метровая плотина заменяет 16 250-метровых плотин, забирая только половину общего количества бетона. Таким образом, масштабирование отдает предпочтение крупным проектам изящным. Конечно, количество приемлемых сайтов для мегапроектов может быть слишком маленьким, в то время как необходимость найти в 16 раз больше меньших площадок — это не прогулка по парку.

Общая площадь озера масштабируется как величина, обратная величине бокового откоса и квадрату высоты плотины. Так что, естественно, более широкие и мелководные озера будут более заметны из космоса. Общий необходимый объем воды просто равен обратной высоте плотин.

Конечно, любая реальная реализация будет иметь широкий диапазон высот плотины в наборе. Я отношусь ко всем как к одному, чтобы установить исходные цифры. Строгие средние не работают из-за нелинейных масштабов, но это, по крайней мере, дает нам представление.Анализ, в котором я допустил распределение высот плотин, просто зря потратил бы мое и ваше время.

Распространенный трюк — построить большую подающую трубу от нижней части верхней дамбы к турбине / насосу, расположенной намного ниже. Это будет непросто сделать везде, но дополнительный перепад на 500 м улучшает 250-метровую плотину в 3,6 раза, а плотину 500 м — в 2,3 раза. Это сокращает количество таких проектов, необходимых во столько же раз (все еще большое количество). Но не слишком увлекайтесь этим вариантом: нам еще нужно место, чтобы поставить нижний резервуар.Если вы откажетесь от слишком большой высоты, у вас закончатся естественные стены и вертикальный рельеф, что потребует очень большой затопленной площади, чтобы поймать воду.

Сравнение с реальными примерами

ГАЗ Лудингтон: 110 метров; 1,87 ГВт; 15 часов; 27 миллионов кВтч.

Хватит дурачиться. Давайте сравним эту сказочную страну с чем-то реальным. У нас есть гидроаккумулирующие хранилища на 22 ГВт, что составляет около 1% от моей цели в 2 ТВт. Но они, как правило, спринтеры, а не марафонцы (обычно около 12 часов работы при полной загрузке), поэтому фактическое хранилище не соответствует тому, что нам нужно, примерно в 1500 раз.Думаете, нам нужен всего один день хранения? Тем не менее множитель 200 выкл.

Самая крупная гидроаккумулирующая установка в США (с точки зрения энергии, а не мощности) находится в Раккун-Маунтин, штат Теннесси. Этому учреждению я во многом обязан своим комфортом с кондиционированием воздуха в детстве. Расположенный на вершине горы, водохранилище разгружается в реку Теннесси на 300 м ниже (технически водохранилище Никаджек). Установленная мощность составляет 1,532 ГВт, что подразумевает расход 575 м³ / с. Верхний резервуар обеспечивает необычно долгие 22 часа работы, так что объем полезной воды составляет 45 × 10 ⁶ м³, а накопитель энергии составляет 34 миллиона кВтч.Площадь озера составляет 2,16 квадратных километров, а средняя глубина — 21 метр. (Земляная) плотина имеет высоту 70 м и длину 1800 м, из которых я рассчитываю, что объем плотины составляет около 10 ⁶ м³ — примерно половину от плотины Гувера.

Енот-гора: 302 м; 1,53 ГВт; 22 часа; 34 млн кВтч.

Что эти реальных чисел могут сказать мне о моей упрощенной геометрии и предположениях, которые были сделаны? Основное отличие состоит в том, что геометрия Raccoon Mountain имеет гораздо более пологие склоны: примерно 3-5% вверх по «лощине» и примерно 8% вверх по бокам.Нам потребуется 10 000 Раккун-Маунтин, чтобы удовлетворить мою базовую энергетическую мощность, хотя мы могли бы уменьшить мощность на единицу. Это становится 50 000, если вы не можете использовать уловку сброса в резервуар, расположенный далеко внизу. Для 10000 копий Енотовидной горы общая площадь озера (включая площадь озера внизу) примерно в три раза больше озера Эри (размер озера Верхнее). Объем плотины составляет примерно одну пятую того, что было у нас раньше, и становится сопоставимым в той степени, в которой не используется трюк с глубоким падением.Общий объем секвестрированной воды сопоставим для двух случаев (потому что это всего мг / ч , и наша базовая линия была ч = 250 м, в то время как гора Раккун использует ч = 300 м).

Изменение назначения гидроэнергетической инфраструктуры

Если на каком-то этапе развития вы подумали: «Погодите-ка: зачем строить все эти гигантские плотины в горах, когда у нас уже есть большие озера и плотины, а вода уже доставляется к порогу ?!» значит, вы не одиноки: я тоже задавался вопросом.

Первое примечание: наша установленная мощность гидроэлектростанций в США составляет 78 ГВт; в 25 раз меньше необходимой полной мощности.

Следующее примечание: расход воды не всегда доступен для реализации установленной мощности. Например, гидроэлектростанции США производят около 270 миллиардов кВтч ежегодно, что составляет всего 40% от того, что было бы произведено, если бы все плотины работали на 100% круглый год. Например, на плотине Гувера ежегодно производится 4 единицы.2 миллиарда кВтч, что составляет 23% от установленной мощности 2,08 ГВт, которая может быть произведена за год. Даже могучая Колумбия колеблется настолько, что плотина Гранд-Кули реализует только 35% своей мощности.

Эти моменты важны, потому что для достижения необходимой выходной мощности в 2 ТВт нам необходимо умножить гидроэлектрическую мощность , расход на коэффициент 25, или на коэффициент 60 больше, чем средний расход. Мы можем предсказать несколько проблем с эрозией здесь и там.

Все равно сделаем!

Давайте не будем слабаками.Давайте просто нарастим наши гидроэлектрические мощности на разрабатываемых объектах и ​​спросим, ​​достаточно ли у нас накопителей энергии за плотинами. Один из способов взглянуть на это — выяснить, сколько электроэнергии было бы произведено, если бы все озера, запруженные за гидроэлектростанциями, упали на один метр за 24 часа. Вычисление этого показателя для каждой плотины на основе площади поверхности каждого озера дает в общей сложности 170 ГВт мощности. Нам нужно больше, чем это. Только наша потребность в электроэнергии в этой стране составляет в среднем 450 ГВт, и, конечно же, мы стремимся к этому примерно в четыре раза, чтобы покрыть все наши потребности в энергии.

В результате для получения достаточного количества энергии из существующей инфраструктуры потребуется осушать каждый резервуар чуть более чем на 10 метров в день. Но по мере того, как озера стекают, площадь поверхности сокращается, так что моя десятиметровая оценка слишком занижена. Кроме того, многие плотины выйдут из строя, как только мы выйдем за пределы 10-метрового диапазона, и тот факт, что поставляемая энергия падает с падением высоты воды, еще больше снижает пропускную способность. Используя объем, указанный за каждой плотиной, я обнаружил, что осушение всех водохранилищ за 7-дневный период дает мощность 500 ГВт.Конечно, плотины часто строятся последовательно вдоль реки, поэтому мы можем повторно использовать воду по пути. Это даст нам несколько множителей и приблизит нас к нашим потребностям.

Но давайте не будем забывать, что наша схема здесь предполагает опорожнение всех озер и рек от воды, причем со скоростью, намного превышающей то, что каналы привыкли нести. Это экстремальный маневр.

Осушите Великие озера

Пока мы «развлекаемся», давайте посмотрим, что мы можем извлечь из Великих озер. Все четыре верхних озера находятся практически на одной высоте (6-метровый перепад от Верхнего до Эри), а между Эри и Онтарио перепад составляет 99 метров.Мы называем этот водопад Ниагрским водопадом, хотя только половина водопада проходит через сам водопад.

Если бы мы осушили по одному метру из каждого верхнего озера, мы получили бы 54 миллиарда кВтч энергии: примерно шестую часть запланированной мощности. Если проводить в течение семи дней, поток составит 375 000 кубических метров в секунду, что в 125 раз превышает нормальный поток через водопад. Теперь я заплачу, чтобы увидеть это! Но сначала я хотел бы в последний раз посетить каждый город на берегу реки Святого Лаврентия.

Если бы мы попытались уловить воду в озере Онтарио, чтобы уберечь тех, кто ниже по течению от гнева, ее уровень поднялся бы на 12 метров (39 футов).Остерегайтесь Торонто и Рочестера!

Труба, по которой эта вода подается к турбинам, должна быть более 125 метров в диаметре (или 160 трубок диаметром 10 метров каждая), чтобы ограничить скорость воды по трубам / турбинам ниже скоростей автострады! Как весело.

Я сошел с ума?

Почему я всегда так делаю: выбираю задачу и показываю, насколько нелепо решать проблему монолитным подходом? Может быть Я тот, кто смешон!

Эта тенденция является отражением моего стремления понять, как мы можем столкнуться с огромными энергетическими проблемами впереди.Первым шагом всегда является оценка потенциальных решения относительно полномасштабного спроса. Если он протирает пол с избыточной емкостью, тогда отлично: это, несомненно, простое решение. Если это не так, то это тоже очень информативно.

Да, разнообразный портфель из полдюжины неадекватных решений может добавить к адекватному решению. Но полдюжины ужасно неадекватных решений не могут осуществить тот же трюк. Пока что мои поиски продолжают выявлять ужасно неадекватный тип.Масштаб замены ископаемого топлива настолько устрашающий , что мы очень быстро попадаем в затруднительное положение, когда приводим цифры к предлагаемым решениям.

Распространенной реакцией на сообщение Nation Sized Battery, особенно на форуме Oil Drum Forum, было то, что я был глуп, рассматривая полномасштабную свинцово-кислотную батарею, и что перекачиваемое накопление было более очевидным решением проблемы. Для меня это было неочевидно, но я еще не сделал математических расчетов. Тот факт, что только одна из рассматриваемых здесь «малых» плотин имеет столько же бетона, сколько плотины Три ущелья и Гранд-Кули вместе взятые, унизительно.Я был бы впечатлен, если бы мы его сделали. Я был бы изумлен, если бы мы заработали 25. И это просто дает нам 1% от нашей потребности (или 7%, если вы все еще ощетиниваетесь за 7-дневную батарею).

Достаточно ясно, что гидроаккумулятор существует и достаточно хорошо работает в определенных местах. Но демонстрация не подразумевает масштабируемости, а масштабирование существующих установок не дало принципиально другого ответа (фактически, требовалось еще установок на ). Огромная шкала, которую я рассчитываю, означает, что простые множители два или даже десять здесь и там не меняют общей окраски вывода.

Давайте проясним, что я не утверждаю, что крупномасштабное хранилище на нужном нам уровне невозможно . Но это намного страшнее, чем кто-либо думает. Когда придет время, дело не в том, чтобы просто «наращивать». Мы легко можем оказаться плохо подготовленными и страдать от недостаточного энергоснабжения, перебоев и длительного, медленного экономического спада, потому что мы коллективно не предвидели масштаб предстоящих проблем.

Благодарность: Томас Ту внес вклад в исследование гидроэлектростанций, консолидации мощности, высоты и факторов пропускной способности для плотин, а также площадей и объемов запруженных озер.

.