Är dina tankar redo för vintern?
Hur aktiv omrörning förhindrar isskador i vattentankar
Inledning
Vintern närmar sig på norra halvklotet, och vattenverken förbereder sig för att hantera kylan och dess inverkan på deras distributionsnät. Rörbrott och avbrott i vattenförsörjningen håller arbetslag och operatörer sysselsatta. Vattentankarna kanske inte får den uppmärksamhet de behöver. De månatliga inspektionerna kanske inte genomförs enligt plan. När vintern närmar sig sjunker temperaturen utanför vattentanken. I en vattentank utan omrörning bryts den termiska skiktningen ned. Det varma ytskiktet kan sjunka till botten av tanken och det kalla stiger upp, vilket drar med sig sediment från botten och försämrar vattenkvaliteten. När temperaturen fortsätter att sjunka kan is börja bildas både inuti och utanför tanken. I det här inlägget tittar vi på vad som händer med vattentankar under vintern och hur du kan skydda dina tankar.Vinter i vattentankar
Var is bildas
Alla ovanjordiska vattentankar som är placerade i kalla klimat är utsatta för frysning. De är utsatta för väder och vind, där vind och kyla snabbt leder bort all värme från vattnet i tanken. Särskilt upphöjda tankar är utsatta för isbildning.Halsband (eller isringar)
När lufttemperaturen sjunker börjar is först bildas på de sidor av tanken som utsätts för påfyllnings- och tömningscykeln. För varje cykel med stigande och sjunkande vattennivåer kan ytterligare ett islager bildas. Dessa iskragar blir mycket tjocka och tunga, vilket påverkar tankens hållfasthet.Drivande is
Beroende på driften i tanken kan det bildas ett lager av flytande is. Tjockleken ökar i takt med att det kalla vädret fortsätter och vattnet i tanken står stilla.Avluftningsöppningar och överflöden
Ventilerna är utformade för att släppa in och ut luft ur tanken i takt med påfyllningscykeln. Överflödena släpper ut vatten när tanken blir för full. De galler som täcker ventilerna och överflödena – och som förhindrar att insekter tar sig in på sommaren – kan sättas igen av is, vilket minskar eller helt stoppar luft- och vattenflödet. Om överflödena läcker långsamt kan is bildas på tankens utsida.Skador på tanken orsakade av is
I praktiken innebär isbildning i en tank att dess lagringsvolym minskar. Detta påverkar dricksvattenförsörjningen och brandbekämpningsreserverna. De fysiska skador som isen orsakar kan vara omfattande och kostsamma att åtgärda.Beläggningar och inre tillbehör
Tjocka iskragar kan få stegar och rörledningar att lossna från tankväggarna. Flytande is rör sig upp och ner när vattennivån varierar och skrapar mot tankens sidor. Detta skadar beläggningen och de inre anordningarna.Igensatta ventilationsöppningar och överflöden
När ventilationsöppningar som är avsedda att skydda tankar mot övertryck blockeras av is kan ringformade spänningsbelastningar på stålet och sömmarna leda till att tankväggen brister. Överflöd från en tank orsakar isbildning på tankens utsida. Dessa istappar kan bli mycket tunga, tyngre än vad som beaktats vid tankens konstruktion. Tryck som uppstår under den dagliga frys- och töcykeln kan böja eller spränga en vattentank. Is är dessutom tungt, och den extra vikten kan få tanken att kollapsa. Vid -7,6 °F/-22 °C kan trycket från fryst vatten uppgå till 40 000 psi – A Johnson, SciencingTraditionella metoder för att förhindra isbildning i tankar
Design
I kalla klimat utgör vattentankens konstruktion det första skyddet mot skador orsakade av fryst vatten. AWWA-standarden M42 anger vilka konstruktionsspecifikationer som bör beaktas vid utformningen av vattenlagringstankar för kalla klimat. Att till exempel se till att viktiga tillbehör, såsom stegar och överflödesrör, placeras ovanför vattennivån minskar risken för isskador. När en korrekt utformad tank väl är på plats kan driftsåtgärder påverka isbildningen i vattentankarna.Operativa åtgärder
Det finns ett antal driftsmetoder som syftar till att förhindra eller minska isbildning i tankar och som har använts i åratal, med varierande framgång.Vattenomsättning
En vanlig metod är att försöka cirkulera vattnet i tanken genom att pumpa det. Genom att upprätthålla tillräcklig omsättning förhindrar man isbildning. Att cirkulera vattnet kräver dock betydande mängder energi och kan i vissa system vara omöjligt att genomföra i praktiken. Tankarna kan utrustas med pumpar för att återcirkulera varmt inkommande vatten från tankens botten upp till ytan. Med tillräcklig pumpkapacitet kan detta förhindra isbildning genom att värma upp de övre skikten och hålla vattnet i rörelse. Beroende på tankens storlek förbrukar detta dock mycket energi.Isolering
Isolering bidrar till att hålla kvar värmen i tanken, vilket minskar isbildningen. Detta kan dock vara ett kostsamt alternativ som oftast bara skjuter upp det oundvikliga. Om temperaturen förblir låg går värmen förlorad oavsett hur mycket isolering som finns.Värmare
I extremt kalla klimat kan det vara nödvändigt att förse tankarna med värmare. Värmare medför dock inte bara höga energikostnader, utan kan dessutom vara oförmögna att förhindra isbildning i tanken. Värmaren måste kunna värma upp vattnet i tankens botten tillräckligt mycket för att det ska stiga uppåt. Om det inte blir tillräckligt varmt kommer det kalla vattnet högst upp i tanken ändå att frysa.Fördelarna med aktiv blandning
Förhindrar isbildning i tankar
Det verkar som om traditionella metoder kanske inte är det bästa sättet att förebygga isskador i vattentankar. I takt med den tekniska utvecklingen dyker nya lösningar upp. En ny lösning, aktiv omrörning, är viktig för att upprätthålla vattenkvaliteten under de varmare månaderna och förhindrar dessutom isbildning på vintern.Minskar och förhindrar isbildning
Aktiv omrörning fungerar genom att varmare, tätare vatten från tankens botten dras upp till det kalla övre skiktet. Vid kontinuerlig användning håller aktiv omrörning hela vattnet i tanken vid en konstant temperatur. Genom att hålla vattnet i rörelse hinner ingen is bildas.Förbättrar vattenkvaliteten året runt
En av de största konsekvenserna av isbildning i vattentankar är skador på beläggningen. Isringar – som vissa kallar ”donuts” – kan dra loss beläggningen från tankväggen, medan flytande is slipar och skadar den. Skadade beläggningar är mottagliga för biofilmbildning vid varmare väder, vilket innebär att föroreningar och korrosion blir reella risker. Aktiv omrörning förhindrar isbildning, minskar slitaget på beläggningar och tillbehör samt förbättrar vattenkvaliteten året runt. Läs mer om hur Kasco:s aktiva CertiSafe™-tankblandare kan bidra till att skydda dina tankar i vinter.