مدیریت فشار در سیستم آبیاری خانگی

هدف از سیستم آبیاری تأمین آب تکمیلی به چشم انداز در هنگام بارندگی کافی نیست. سیستمی که به درستی طراحی ، نصب و نگهداری شود ، از منابع آب به روشی پایدار استفاده می کند. یک مؤلفه مهم کارآیی آبیاری مدیریت فشار است. فشار بالا اغلب در هنگام طراحی و نصب نادیده گرفته می شود. فشار کم ممکن است نشانگر مسئله نگهداری یا آسیب به سیستم باشد. این برگه حقایق در مورد مدیریت فشار به عنوان ابزاری برای بهبود کارآیی آبیاری بحث خواهد کرد.

فشار به عنوان یک نیرو در هر واحد تعریف می شود. شما احتمالاً فشار هوا را در یک تایر بررسی کرده اید و متوجه شده اید که این دستگاه دارای واحدهای PSI ، پوند در هر اینچ مربع است. فشار آب مسکونی در حالت ایده آل در حدود 40 تا 60 psi است ، با این حال ، این می تواند بر اساس مکان متفاوت باشد.

تأثیر فشار بر عملکرد سیستم آبیاری

اگر یک سیستم آبیاری فشار کم آب داشته باشد ، باعث از بین رفتن کارایی آبیاری می شود. برخی از سرهای آبپاش ممکن است در حین کار از زمین بیرون نرود. آب ترک یک سر اسپری یا روتور به سرهای مجاور نمی رسد و الگوی اسپری یکنواخت نخواهد بود. مناطق قهوه ای منظره که آب کافی دریافت نمی کنند ممکن است مشهود باشد و شما را به سمت اجرای طولانی تر سیستم آبیاری سوق می دهد. در بعضی موارد ، مناطق دونات به شکل چمن قهوه ای در اطراف سر آبپاش وجود خواهد داشت (شکل 1).

شکل 1. فشار آبیاری کم می تواند به الگوهای آبیاری ناهموار و سلامت ضعیف گیاه منجر شود. عکس با احترام از دیوید گرکن.

فشار زیاد آب باعث ایجاد مجموعه متفاوتی از مشکلات می شود. اول پتانسیل آسیب به سیستم است. دقیقاً مانند هوای بیش از حد که در یک بادکنک منفجر شده است ، در صورت فشار زیاد فشار می تواند اجزای سیستم آبیاری شکسته شود. این به احتمال زیاد در جایی اتفاق می افتد که لوله با اتصالات PVC به هم پیوسته باشد. مشکل دوم همراه با فشار زیاد شایع تر است ، از بین رفتن راندمان آبیاری. هنگامی که فشار در نازل اسپری خیلی زیاد است ، آب به جای قطرات بزرگ ، نازل را به عنوان یک غبار ریز رها می کند. غبار ریز قبل از رسیدن به چشم انداز ، غبار ریز از بین می رود. اگر یک غبار در اطراف سرهای اسپری دیده شود ، فشار زیاد آب احتمالاً (شکل 2A و 2B). فشار بالا همچنین سرعت جریان تجهیزات آبیاری را افزایش می دهد (شکل 3). اگر فشار به خارج از محدوده طراحی برای دستگاه حرکت کند ، یکنواختی برنامه می تواند به شدت کاهش یابد. به عنوان مثال ، فرض کنید یک آبپاش با فشار بهینه 30 پوند در هر اینچ مربع (PSI) کار می کند. اسپری به طور مساوی در قوس توزیع می شود و جریان آن 3. 3 گالن در دقیقه (GPM) است (شکل 4A). اکنون فرض کنید فشار همان آبپاش به 50 psi افزایش یافته است که بالاتر از محدوده عملیاتی توصیه شده است. اسپری دیگر یک الگوی یکنواخت نیست و سرعت جریان به 4. 8 gpm افزایش یافته است (شکل 4B).

شکل 2a و 2b. فشار زیاد در یک سیستم آبیاری منجر به اشتباه و کاهش کارآیی آبیاری می شود. عکس از بخش خدمات شهری اوکلاهما.

شکل 3. رابطه معمولی فشار در مقابل سرعت جریان. با افزایش فشار ، جریان آب از یک سر آبیاری واحد نیز افزایش می یابد.

شکل 4a و 4b. با فشار بهینه 30 psi (بالا) الگوی اسپری به طور مساوی توزیع می شود. هنگامی که فشار به 50 psi (پایین) افزایش می یابد ، الگوی اسپری تخریب می شود در حالی که سرعت جریان افزایش می یابد. عکس از برنت مچام ، انجمن آبیاری.

چگونه سیستم آبیاری فشار را تحت تأثیر قرار می دهد؟

یک سیستم آبیاری از چندین جزء تشکیل شده است و تقریباً همه آنها می توانند بر فشار سیستم تأثیر بگذارند. یک سیستم آبیاری مسکونی معمولی و اجزای آن را در نظر بگیرید (شکل 5). پنج بخش اصلی در یک سیستم وجود دارد که آب را در سراسر چشم انداز حرکت می دهد: کنتور آب، جلوگیری از جریان برگشتی، شیرهای کنترل، خطوط اصلی و خطوط جانبی. هر یک از اینها به دلیل اصطکاک مرتبط با جریان آب دارای افت فشار هستند. یک راه آسان برای به خاطر سپردن این تلفات فشار، استفاده از قانون 5-4-3-2-1 است که افت فشار بر حسب psi را از هر یک از این پنج جزء اصلی سیستم آبیاری نشان می دهد (جدول 1). بر اساس این اطلاعات، انتظار افت فشار کل حدود 15 psi (5 + 4 + 3 + 2 + 1) را از خط تامین برق به یکی از سرهای اسپرینکلر داشته باشید. اگر شرکت آب را با فشار 60 psi به خانه شما می رساند، انتظار فشار حدود 45 psi در هر سر را داشته باشید. با این حال، طراحی هر سیستم آبیاری خاص می تواند باعث افزایش یا کاهش این فشار شود.

شکل 5. اجزای معمولی در یک سیستم آبیاری. تصویر با حسن نیت ارائه شده از Hunter Industries.

انواع مختلف تجهیزات آبیاری فشارهای عملیاتی ایده آل متفاوتی برای حداکثر بازده دارند. برای روتورها، این حدود 45 psi است، با محدوده عملیاتی 25 تا 65 psi. برای هدهای اسپری، 30 psi و محدوده عملیاتی 15 تا 30 psi است. برای خطوط قطره ای، این حدود 20 psi است، با محدوده عملیاتی 15 تا 30 psi. به یاد داشته باشید، سرعت جریان و فشار مستقیماً با یکدیگر مرتبط هستند. اگر فشار به خوبی کنترل نشود، راندمان آبیاری آسیب خواهد دید.

پرداختن به مشکلات مرتبط با فشار

اگر مشکوک هستید که مشکلات آبیاری با فشار مرتبط است، اولین قدم خوب این است که فشار آب را در یکی از شیلنگ های خانه خود اندازه گیری کنید. این افت فشار در خود سیستم آبیاری را در نظر نمی گیرد، اما می تواند تصوری تقریبی از میزان فشار وارد شده به سیستم ارائه دهد. فشار را در همان زمان از روز که سیستم آبیاری کار می کند اندازه گیری کنید، زیرا فشار می تواند در طول روز متفاوت باشد. یک گیج فشار را می توان با قیمت 10 تا 20 دلار به صورت آنلاین یا در یک فروشگاه سخت افزاری محلی خریداری کرد. برخی از اینها مستقیماً به شیلنگ می پیچند، در حالی که برخی دیگر به آداپتور نیاز دارند. اگر فشار کمتر از 25 psi یا بیشتر از 125 psi اندازه گیری شد، برای بررسی بیشتر با بخش برق تماس بگیرید.

اگر فشار خانه قابل قبول به نظر می رسد، اما فشار آبیاری کم به نظر می رسد، موارد زیر را بررسی کنید.

1. بررسی کنید که شیر جداسازی سیستم آبیاری شما کاملا باز است. این باید در یک جعبه شیر سبز در جایی بین کنتور آب و دستگاه جلوگیری از جریان برگشتی قرار گیرد (شکل های 6a و 6b). گاهی اوقات جعبه شیر می تواند با چمن پوشیده شود. کاوش کردن چمن با پیچ گوشتی ممکن است به پیدا کردن درب کمک کند.

    

شکل های 6a و 6b. شیر ایزوله معمولاً در یک جعبه شیر سبز رنگ کوچک در نزدیکی کنتور آب یا جلوگیری از جریان برگشتی قرار دارد. این شیر در حالت بسته است. عکس ها از کوین مور.

شکل های 7a و 7b. جلوگیری از جریان برگشتی برای جلوگیری از برگشت آب آبیاری به لوله های مورد استفاده برای آب آشامیدنی طراحی شده است. یک فشار شکن خلاء (بالا) و یک مجموعه اصلی فشار کاهش یافته (پایین) دو دستگاه جریان برگشتی رایج در اوکلاهما هستند. توجه داشته باشید که هر دو شیر دسته سبز یا آبی با لوله در یک راستا هستند. این موقعیت کاملاً باز است. عکس ها از رابرت ریوز

فشار مربوط به یک سیال در حالت سکون به عنوان فشار ساکن نامیده می شود. هنگامی که یک سیال در حرکت است - مانند زمانی که از طریق یک لوله جریان می یابد - فشار در طول لوله به دلیل اصطکاک کاهش می یابد. فشار سیال متحرک را فشار دینامیکی می گویند.

اگر فشار آبیاری زیاد باشد راه های مختلفی برای حل مشکل وجود دارد.

1. یک دستگاه تنظیم فشار برای کل خانه نصب کنید. اگر فشار بیش از 80 psi به خانه است، این گزینه را برای محافظت از لوله کشی و لوازم داخل خانه در نظر بگیرید. برای این پروژه با یک لوله کش دارای مجوز تماس بگیرید.
2. یک دستگاه تنظیم فشار در محل اتصال سیستم آبیاری نصب کنید. این همان نوع دستگاهی است که برای کل خانه استفاده می شود، اما ممکن است شرایطی وجود داشته باشد که فقط به تنظیم فشار برای سیستم آبیاری نیاز داشته باشید. برای این پروژه با یک لوله کش دارای مجوز تماس بگیرید.
3. فشار را در شیر کنترل برای هر منطقه تنظیم کنید. اگر سیستم آبیاری جدید تری دارید ، احتمالاً می توانید یک دستگاه کاهش فشار را مستقیماً روی شیر کنترل نصب کنید. کاهش فشار حداقل 15 psi برای عملکرد صحیح این دستگاه ها لازم است. یکی از این موارد برای هر منطقه در سیستم مورد نیاز است. یک تأمین کننده قطعات آبیاری محلی باید بتواند به تعیین اینکه آیا تنظیم فشار می تواند به دریچه های کنترل موجود شما اضافه شود ، کمک کند. اینها به طور معمول در یک جعبه دریچه مستطیل با درب سبز قرار دارند (شکل 8a و 8b). درب را برداشته و سعی کنید مارک و مدل دریچه ای را که در سیستم شما نصب شده است ، شناسایی کنید. اگر این کار به دلیل سن یا موقعیت شیر دشوار است ، با خود به تهیه کننده قطعات عکس بگیرید. آنها ممکن است بتوانند شیر را بر اساس عکس شناسایی کنند. یک پیمانکار آبیاری همچنین می تواند به شناسایی نوع تجهیزات موجود در حال حاضر کمک کند.
4. فشار را در سر تنظیم کنید. بیشتر تولید کنندگان تجهیزات آبیاری سرهای اسپری کاهش دهنده فشار را به فروش می رسانند که فشار در هر دستگاه را به فشار بهینه عمل می کند. این یک اصلاح نسبتاً ساده است که می تواند توسط صاحب خانه انجام شود ، اما نیاز به جایگزینی داخلی بدن اسپری برای هر سر در سیستم دارد. برخی از صاحبان خانه این اصلاح را با گذشت زمان بر اساس منطقه به منطقه انجام می دهند.

شکل 8a و 8b: دریچه های کنترل منطقه به طور معمول در یک جعبه دریچه سبز و مستطیل شکل قرار دارند. بسته به اندازه سیستم شما می توان چندین مورد از این موارد را داشت. عکس ها از کوین مور با احترام.

چقدر می توانم با یک سیستم فشار بالا صرفه جویی کنم؟

یافتن فشار بالای سیستم آبیاری در سراسر جوامع اوکلاهاما نسبتاً معمول است. دانشگاه ایالتی اوکلاهاما با City of Oklahoma City، Oklahoma City Beautiful and Urban Lawn and Landscape همکاری کرد تا تجهیزات را در چندین نوار متوسط برای نشان دادن صرفه جویی بالقوه آب در ارتباط با تنظیم فشار، بازسازی کند (شکل 9). در یک مورد، فشار متوسط در سر اسپری قبل از مقاوم سازی 60 psi بود. در مجموع 157 سر اسپری با سرهای اسپری تنظیم شده با فشار جایگزین شدند که برای کاهش فشار در نازل تا 30 psi طراحی شده بودند. بر اساس داده های سازنده، کل خروجی سیستم در 60 psi 215 گالن در دقیقه (GPM) بود. در 30 psi، خروجی به 153 GPM کاهش یافت. این تفاوت 62 GPM است (شکل 10). سیستم آبیاری بر اساس برنامه روز فرد یا زوج به مدت 18 دقیقه در هر بار اجرا شد. برای یک ماه معمولی تابستان، این کاهش فشار باید 16740 گالن آب صرفه جویی کند! این معادل 973 دوش برای یک آمریکایی معمولی است. علاوه بر صرفه جویی در آب، غبار کمتری در حین کار تولید می شود. این بدان معنی است که مقدار بیشتری از آب به خاک می رسد، جایی که می تواند توسط چمن ها و گیاهان چشم انداز استفاده شود، و آب کمتری توسط باد به خیابان منتقل می شود. یک سیستم مسکونی معمولی حاوی حدود 40 سر اسپری است و صرفه جویی در مصرف آب احتمالا نزدیک به 4000 تا 5000 گالن در ماه است. این مثال خوبی از این است که چگونه یک کار کوچک می تواند به بهبود کارایی یک سیستم آبیاری و حفظ یک منبع ارزشمند کمک کند.

شکل 9. پروژه بهسازی متوسط اوکلاهاما سیتی در بلوار کلاسن شمالی. عکس از جاشوا کمپبل.

شکل 10. بر اساس داده های سازنده، نصب سرهای اسپری کاهنده فشار، مصرف آب را نزدیک به 30 درصد در طی یکی از پروژه های متوسط بهسازی در اوکلاهما سیتی کاهش داد.

هزینه یک سیستم آبیاری تحت فشار

تفاوت هزینه بین اسپری ها و روتورهای استاندارد و نمونه های تنظیم شده فشار آنها تنها چند دلار است. هزینه کار ناشی از نصب سرهای تنظیم فشار با نصب سرهای استاندارد یکسان است. اگر فشار آب بالا دارید، باید همیشه از هدها یا دستگاه های تنظیم فشار استفاده کنید. بازگشت سرمایه (ROI) زمانی که فشار آب و نرخ آب بالا باشد معمولاً یک سال یا کمتر است. از آن زمان به بعد، صاحب خانه دارای یک سیستم آبیاری است که با فشار بهینه کار می کند، هم در هزینه صرفه جویی می کند و هم آب را به طور یکنواخت در منظره مصرف می کند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد حفظ عملکرد یک سیستم آبیاری، لطفاً به برگه های اطلاعاتی زیر مراجعه کنید.