چرا مخزن آب باد میکند یا به داخل جمع میشود؟ علت و راهحل
در این مقاله علتهای اصلی این مشکل، نقش ونت و پمپ و راههای جلوگیری از تغییر شکل مخزن را بررسی میکنیم.
تغییر شکل بدنه مخزن آب، بهخصوص باد کردن دیوارهها یا جمع شدن بدنه به سمت داخل، معمولاً نشانهای است که فشار هوای داخل مخزن بهدرستی متعادل نمیشود. بسیاری تصور میکنند این اتفاق فقط به کیفیت بدنه مخزن مربوط است، اما در عمل نحوه نصب، هواکش مخزن، سرعت ورود و خروج آب و عملکرد پمپ میتوانند نقش مهمی داشته باشند.
مخزن آب پلیاتیلن معمولی برای نگهداری آب در شرایط نزدیک به فشار اتمسفری طراحی میشود؛ یعنی در زمان پر و خالی شدن مخزن، هوا باید بتواند آزادانه وارد یا خارج شود. رعایت اصول مرتبط با استاندارد مخازن پلی اتیلن در طراحی، نصب و استفاده از مخزن نیز در عملکرد صحیح آن اهمیت دارد. اگر مسیر ورود و خروج هوا بسته یا محدود شود، فشار داخل مخزن با فشار محیط اختلاف پیدا میکند و همین اختلاف فشار میتواند باعث تغییر شکل دیوارهها شود.
علت باد کردن مخزن آب چیست؟
وقتی آب با سرعت وارد مخزن میشود، همان مقدار حجمی که آب اشغال میکند باید تقریباً از هوای داخل مخزن خارج شود.
اگر مسیر خروج هوا مناسب نباشد، هوا داخل مخزن فشرده میشود و فشار داخلی افزایش پیدا میکند. در این حالت دیوارههای مخزن از داخل تحت فشار قرار میگیرند و ممکن است به سمت بیرون تغییر شکل دهند.
به این وضعیت میتوان فشار مثبت داخل مخزن گفت.
یکی از مهمترین دلایل آن، بسته بودن کامل مخزن بدون وجود مسیر مناسب برای خروج هواست. ونت کوچک، گرفتگی هواکش یا پر شدن مخزن با دبی بالا نیز میتواند باعث شود هوا با سرعت کافی خارج نشود. سازندگان مخازن پلیاتیلن نیز تأکید میکنند که اندازه ونت باید متناسب با نرخ ورود و خروج سیال انتخاب شود.
چرا مخزن به داخل جمع میشود؟
حالت دوم تقریباً عکس باد کردن مخزن است.
فرض کنید پمپ با سرعت زیادی آب را از پایین مخزن خارج میکند. همزمان باید هوا از قسمت بالای مخزن وارد شود و حجم خالیشده توسط آب را پر کند.
اگر مخزن کاملاً بسته باشد یا هواکش نتواند هوای کافی وارد کند، فشار داخل مخزن کاهش پیدا میکند.
در نتیجه فشار هوای بیرون از مخزن از فشار داخل بیشتر میشود و بدنه مخزن را به سمت داخل فشار میدهد.
این پدیده همان ایجاد خلأ نسبی یا فشار منفی داخل مخزن است. اگر این وضعیت بهصورت مداوم تکرار شود، فشار غیرعادی روی بدنه و اتصالات میتواند در کنار سایر علل بروز نشتی در مخازن آب، احتمال آسیب در بخشهای مختلف مخزن را افزایش دهد.
حتی در ظروف کوچک نیز اگر هنگام خروج مایع امکان ورود هوا وجود نداشته باشد، تخلیه کند یا متوقف میشود. شرکت Snyder نیز در دستورالعمل محصولات خود به این موضوع اشاره میکند که بسته بودن مسیر هوا هنگام تخلیه میتواند داخل مخزن خلأ ایجاد کند.
چرا اختلاف فشار کم هم میتواند بدنه مخزن را تغییر دهد؟
نکته مهم اینجاست که برای آسیب زدن به یک مخزن بزرگ، الزاماً نیازی به فشار بسیار زیاد نیست.
نیروی واردشده به بدنه تقریباً از رابطه زیر پیروی میکند:
نیرو = اختلاف فشار × سطح
بنابراین حتی اگر اختلاف فشار داخل و خارج مخزن نسبتاً کم باشد، چون سطح دیواره مخزن زیاد است، نیروی حاصل روی کل بدنه میتواند قابلتوجه باشد.
به همین دلیل مخزن ذخیره آب را نباید مثل یک مخزن تحت فشار تصور کرد. علاوه بر کنترل فشار و ونت، اجرای بهترین روشهای زیرسازی و نصب مخزن آب هم اهمیت زیادی دارد؛ چون سطح نامناسب یا نصب غیراصولی میتواند تنش واردشده به بدنه را بیشتر کند.
برای نمونه، Snyder در برخی مخازن پلیاتیلن خود تأکید میکند که این مخازن برای کار در فشار اتمسفری طراحی شدهاند و سیستم ونت باید فشار یا خلأ را در محدوده بسیار کمی نگه دارد.
هواکش یا ونت مخزن چه کاری انجام میدهد؟
ونت مخزن یک مسیر ارتباطی میان هوای داخل مخزن و محیط بیرون ایجاد میکند.
وقتی مخزن پر میشود:
آب وارد مخزن میشود → هوا باید خارج شود.
وقتی مخزن تخلیه میشود:
آب خارج میشود → هوا باید وارد مخزن شود.
بنابراین هواکش فقط برای خروج هوا نیست؛ باید امکان ورود و خروج هوا را متناسب با سیستم فراهم کند.
اگر این مسیر وجود نداشته باشد یا مسدود شود، مخزن ممکن است تحت فشار مثبت یا فشار منفی قرار بگیرد.
آیا سوراخ روی درب مخزن برای هواکش کافی است؟
همیشه نه.
اندازه مسیر تنفس مخزن باید با حداکثر دبی ورود و خروج آب هماهنگ باشد.
برای مثال، اگر پمپ مقدار زیادی آب در دقیقه از مخزن خارج کند اما مسیر ورود هوا بسیار کوچک باشد، ممکن است هوا نتواند با سرعت کافی جایگزین آب خروجی شود.
در سیستمهای صنعتی حتی انتخاب قطر ونت بر اساس قطر ورودی و خروجی و دبی سیستم انجام میشود. Poly Processing برای مخازن خود دستورالعملهای مشخصی برای تعیین قطر ونت بر اساس سایز اتصالات و نوع پرشدن ارائه میدهد؛ بنابراین یک سوراخ کوچک را نمیتوان برای تمام مخازن و تمام دبیها کافی دانست.
در کنار طراحی صحیح مسیر تنفس، انتخاب بهترین مکان نصب مخزن آب نیز اهمیت دارد؛ چون محل نصب باید طوری باشد که دسترسی به هواکش، اتصالات و تجهیزات جانبی محدود نشود و امکان بررسی و سرویس آنها وجود داشته باشد.
گرفتگی ونت؛ مشکلی که معمولاً دیده نمیشود
ممکن است مخزن در ابتدا هواکش مناسبی داشته باشد اما بعد از مدتی مسیر آن مسدود شود.
گردوغبار، رسوبات، حشرات، توری بسیار ریز یا حتی تغییرات غیراصولی در لوله هواکش میتوانند عبور هوا را محدود کنند.
در چنین شرایطی ممکن است سیستم ماهها بدون مشکل کار کند و بعد ناگهان هنگام روشن شدن پمپ یا پر شدن سریع مخزن، بدنه تغییر شکل دهد. آشنایی با نحوه ساخت انواع مخزن آب هم کمک میکند بهتر متوجه شویم چرا طراحی بدنه، محل اتصالات و مسیر تنفس در عملکرد صحیح مخزن اهمیت دارند.
بنابراین هنگام بررسی مخزن جمعشده یا بادکرده، فقط وجود هواکش کافی نیست؛ باید مطمئن شد که هوا واقعاً میتواند آزادانه از آن عبور کند.
آیا پمپ قوی باعث جمع شدن مخزن میشود؟
خود پمپ الزاماً مشکلساز نیست.
مشکل زمانی ایجاد میشود که دبی خروجی آب از توان ورود هوا به مخزن بیشتر شود.
برای مثال اگر پمپ با سرعت زیادی آب را از مخزن بکشد و مخزن ونت مناسبی نداشته باشد، فشار داخل مخزن کاهش پیدا میکند.
در نتیجه هرچه نرخ تخلیه بیشتر باشد، اهمیت طراحی صحیح هواکش نیز بیشتر میشود. در کنار این موضوع، عملکرد درست فلوتر مخزن آب نیز در کنترل سطح آب و مدیریت فرآیند پر شدن مخزن اهمیت دارد و باید متناسب با سیستم بهدرستی تنظیم و نصب شود.
بنابراین در چنین شرایطی راهحل اصولی الزاماً تعویض پمپ نیست؛ ابتدا باید سیستم تنفس مخزن، سایز اتصالات، عملکرد فلوتر و شرایط نصب بررسی شود.
آیا گرما و سرما باعث باد کردن مخزن میشود؟
تغییر دما میتواند فشار هوای محبوس داخل یک فضای بسته را تغییر دهد.
اگر مخزن کاملاً بسته باشد، گرم شدن هوای داخل میتواند فشار را افزایش دهد و سرد شدن آن میتواند فشار را کاهش دهد.
اما در یک مخزن دارای ونت صحیح، هوا امکان تبادل با محیط را دارد و این اختلاف فشار تا حد زیادی تعدیل میشود. در همین زمینه، آگاهی از میزان تحمل دمای مخزن آب پلیاتیلن هم اهمیت دارد؛ چون شرایط محیطی و دمای محل نصب میتوانند روی رفتار بدنه و عملکرد کلی مخزن اثر بگذارند.
به همین دلیل اگر مخزن در ساعات گرم روز باد میکند یا پس از سرد شدن به داخل جمع میشود، یکی از مواردی که باید بررسی شود بسته بودن یا عملکرد نامناسب مسیر تنفس مخزن است.
آیا زیرسازی نامناسب هم باعث تغییر شکل مخزن میشود؟
بله، اما این نوع تغییر شکل با مشکل فشار داخل مخزن تفاوت دارد.
مخزن پر از آب وزن بسیار بالایی دارد و باید روی سطحی صاف، تراز و مناسب قرار بگیرد.
اگر بخشی از کف مخزن بدون تکیهگاه باشد یا سطح زیر آن ناهموار باشد، وزن آب میتواند تنشهای غیرعادی در بدنه ایجاد کند. حتی بهترین مخزن آب پلیاتیلن هم اگر روی زیرسازی نامناسب نصب شود، ممکن است در طول زمان دچار تغییر شکل یا فشار غیرعادی در بخشهایی از بدنه شود.
در این حالت ممکن است قسمت پایین مخزن تغییر شکل دهد، در حالی که در مشکل مربوط به خلأ یا فشار، تغییر شکل میتواند در سطح بزرگتری از دیوارهها مشاهده شود.
بنابراین محل تغییر شکل هم میتواند سرنخی برای پیدا کردن علت باشد.
اگر مخزن به داخل جمع شده چه کار کنیم؟
اولین کار این نیست که فوراً مخزن را دوباره پر کنیم یا با فشار، بدنه را به حالت اولیه برگردانیم.
ابتدا باید علت ایجاد اختلاف فشار پیدا شود.
مسیر هواکش را بررسی کنید، مطمئن شوید درپوش یا اتصالات مسیر تنفس را مسدود نکردهاند و عملکرد پمپ و سرعت تخلیه آب نیز بررسی شود. توجه به این موارد از همان زمان انتخاب و نصب مخزن اهمیت دارد و میتواند از بعضی از ۵ اشتباه رایج در خرید مخزن آب و مشکلات بعدی جلوگیری کند.
اگر بدنه دچار شکستگی، ترک، سفیدشدگی شدید پلاستیک، تغییر شکل دائمی یا آسیب اطراف اتصالات شده باشد، بهتر است قبل از استفاده مجدد توسط فرد متخصص یا تأمینکننده مخزن بررسی شود.
چگونه از باد کردن یا جمع شدن مخزن جلوگیری کنیم؟
یر تنفس باید متناسب با میزان ورود و خروج آب طراحی شود، آزاد باشد و بهصورت دورهای نیز بررسی شود.
همچنین نباید بدون بررسی مشخصات مخزن، مسیر ونت را کوچک کرد یا آن را صرفاً برای جلوگیری از ورود گردوغبار مسدود کرد. در سیستمهای ذخیره آب ساختمان، توجه به همین جزئیات در کنار طراحی صحیح مخزن آب در تأسیسات ساختمان میتواند به عملکرد پایدارتر مجموعه کمک کند.
سازندگان مخازن پلیاتیلن بهطور مشخص هشدار میدهند که فشار بیش از حد و خلأ از عوامل مهم آسیب به مخزن هستند و تهویه صحیح بخشی اساسی از نصب مخزن است.
تفاوت باد کردن مخزن و جمع شدن مخزن در یک نگاه
اگر دیواره مخزن به سمت بیرون حرکت کرده باشد، باید احتمال افزایش فشار داخل مخزن و عدم خروج مناسب هوا بررسی شود.
اگر دیواره مخزن به سمت داخل کشیده شده باشد، یکی از اولین مواردی که باید بررسی شود ایجاد خلأ در اثر خروج آب و کمبود هوای ورودی است.
در هر دو حالت یک نقطه مشترک وجود دارد:
فشار داخل مخزن نتوانسته با فشار محیط بهدرستی متعادل شود.
جمعبندی
باد کردن یا جمع شدن مخزن آب همیشه به معنی بیکیفیت بودن بدنه مخزن نیست. در بسیاری از موارد، مشکل از نحوه تنفس مخزن و اختلاف فشار میان داخل مخزن و محیط ایجاد میشود.
هنگام ورود آب باید هوای داخل مخزن بتواند خارج شود و هنگام خروج آب نیز باید حجم کافی هوا وارد مخزن شود. گرفتگی یا کوچک بودن هواکش، پر یا خالی شدن سریع مخزن و بسته شدن کامل مسیر تنفس میتوانند این تعادل را برهم بزنند.
به همین دلیل در کنار انتخاب یک مخزن مناسب، نصب صحیح ونت و هواکش مخزن نیز بخش مهمی از اجرای اصولی سیستم ذخیره آب است. این موضوع چه در مخزن آب عمودی و چه در مخزن آب افقی اهمیت دارد و باید متناسب با شرایط نصب و نحوه ورود و خروج آب بهدرستی اجرا شود.
سوالات متداول
آیا مخزن آب باید کاملاً هوابندی شود؟
خیر. مخزن ذخیره آب معمولی برای کار در شرایط نزدیک به فشار اتمسفری طراحی میشود و هنگام پر و خالی شدن باید امکان تبادل هوا داشته باشد.
علت فرو رفتن دیواره مخزن چیست؟
یکی از مهمترین دلایل، ایجاد فشار منفی داخل مخزن هنگام خروج آب است؛ بهخصوص زمانی که هواکش بسته، مسدود یا نسبت به دبی خروجی نامناسب باشد.
علت باد کردن مخزن چیست؟
اگر آب وارد مخزن شود اما هوای داخل نتواند با سرعت کافی خارج شود، فشار داخلی افزایش پیدا میکند و ممکن است دیواره مخزن به سمت بیرون تغییر شکل دهد.
آیا باز گذاشتن درب مخزن مشکل را حل میکند؟
باز گذاشتن درب راهحل اصولی دائمی نیست. سیستم باید دارای مسیر تنفس مناسب باشد که علاوه بر عبور کافی هوا، از نظر آلودگی و شرایط نصب نیز به شکل صحیح اجرا شده باشد.
آیا بعد از جمع شدن مخزن میتوان دوباره از آن استفاده کرد؟
این موضوع به شدت تغییر شکل و وضعیت بدنه بستگی دارد. اگر مخزن ترک خورده، اطراف اتصالات آسیب دیده یا بدنه دچار تغییر شکل دائمی شده باشد، قبل از استفاده مجدد باید وضعیت آن بررسی شود.
