Ukryte rozwiązania w zakresie ograniczenia niedoborów wody

Ciągłe zmiany klimatyczne niekorzystnie wpływają na problem niedoboru wody. Najnowsze statystyki pokazują, że dwa miliardy ludzi na całym świecie doświadcza skrajnego niedoboru, a cztery miliardy – znaczącego. Rozwiązaniem przeciwdziałającym niedostatkowi wody jest podejście holistyczne do wód w dorzeczu oraz do cyklu hydrologicznego. Konieczne jest zaangażowanie przemysłu rolniczego, miast i gospodarstw domowych, produkcji przemysłowej, jak i dostawców energii, którzy pobierają wodę z tych samych zasobów.

W wielu przypadkach prace nad rozwiązaniem niedoboru wody w różnych branżach okazały się dużym wyzwaniem. Pozytywny jest fakt, iż w każdym z sektorów rozwój technologii ukierunkowany jest na poszukiwanie inteligentnych rozwiązań w zakresie korzystania z zasobów wodnych, często bazujących na rozwiązaniach cyfrowych.

Inteligentne wykorzystanie zasobów wody

W przemyśle rolniczym, który w skali globalnej zużywa 70% wody pitnej, prowadzone są badania nad inteligentnym wykorzystaniem zasobów wody. Rozwiązania, o których mowa to: wydajniejsze metody ograniczenia odparowywania wody na polach oraz bardzo zaawansowana technologia satelitarnego sterowania systemami spryskiwaczy, uwzględniająca m.in. prognozę pogody, wzrost upraw czy typ ziemi, w celu maksymalnego wykorzystania dostępnych zasobów wody.

Jako wiodący producent Danfoss dostrzega stały wzrost w zakresie wykorzystania przetwornic częstotliwości (VSD), które oferują wymaganą sterowalność potrzebną do inteligentniejszego wykorzystania posiadanych ograniczonych zasobów wody. Napęd VLT AQUA Drive oraz przetworniki ciśnienia Danfoss są produktami przeznaczonymi właśnie dla takich zastosowań.

Ukryte zasoby wody

W miastach i gospodarstwach domowych realizowanych jest wiele inwestycji, mających na celu zabezpieczenie zasobów wody, od których jesteśmy wszyscy zależni. Inwestycje te mogą być bardzo kapitałochłonne. Jednocześnie szacuje się, że ponad 30% globalnej objętości czystej wody, produkowanej na potrzeby gospodarstw domowych oraz miast, jest marnowaną przez przecieki: najniższa objętość to 5%, a najwyższa – około 80%.
Połączone natężenie przecieku jest często podzielone na trzy grupy:

1. przecieki w tle (niewielkie wycieki z połączeń),

2. niezgłaszane przecieki (wycieki z mniejszych pęknięć),

3. zgłaszane przecieki (widoczne wycieki wody).

Wykryte przecieki zwykle stanowią mniej niż 20% całkowitej ich liczby. Przykładowo badania przeprowadzone w Nowej Zelandii dowiodły, iż oczywiste przecieki, takie jak znaczne rozszczelnienia przedstawione na rysunku, nie odpowiadają za większą część w zakresie strat wody. Właściwie mniej niż 20% strat wody związanych jest z wykrytymi przeciekami. Oczywiste przecieki zazwyczaj zatrzymywane są w ciągu godzin, podczas gdy dwa pozostałe rodzaje przecieków odbywają się 24 godziny na dobę przez 365 dni w roku.

Przeciętna redukcja przecieków o 38%

Przecieki niewykrywalne oraz przecieki niezgłaszane można ograniczyć przez wymianę rur lub wdrożenie systemu zarządzania strefą ciśnieniową. Wymiana rur stanowi oczywiście bardzo kosztowne rozwiązanie, podczas gdy zarządzanie strefą ciśnieniową jest oszczędną metodą redukcji przecieków. Podstawową zasadą jest, aby podzielić sieć wodociągową miasta na strefy ciśnieniowe i zainstalować pompę wspomagającą (składającą się z pompy, VSD oraz przetwornika ciśnienia) w każdej strefie ciśnieniowej tak, aby pracowała z wykorzystaniem najniższego możliwego ciśnienia. Statystyki z połączeń alarmowych dotyczących przecieków objętych zarządzaniem stref ciśnieniowych w 10 różnych krajach pokazują, że średnio uzyskano 38% redukcję przecieków wraz z 20–40% redukcją zużycia energii oraz redukcją nowych przecieków na poziomie 50%. W wielu lokalizacjach redukcja przecieków okazała się największym „niewykorzystanym źródłem zasobów wody”.

Oszczędzaj wodę przez odpowiedzialne zużycie

Wiele zakładów przemysłowych wykorzystuje duże ilości wody w celach technologicznych oraz na potrzeby instalacji chłodzenia. Jako że wydatki z tytułu zużycia wody są stosunkowo niskie, do tej pory nie zwracano uwagi na redukcję zużycia wody – z wyjątkiem lokalizacji, w których niedobór wody zagrażał wydajności produkcyjnej. Kilka lat temu główna fabryka Danfoss, zlokalizowana na wyspie Als na południu Danii, stała przed wizją braku wody, co mogło stanowić problem krytyczny. Kilkuletnia, wewnętrzna strategia skupiająca się na redukcji zużycia wody w procesach technologicznych oraz chłodzenia poskutkowała 80% redukcją zużycia. Kluczowym wyzwaniem było zużycie wody zgodnie z zapotrzebowaniem. Technologia bazująca na przetwornicach częstotliwości ponownie okazała się skuteczna w rozwiązaniu tego problemu.
Zgodnie z opisem wszystkich trzech segmentów, wykorzystujących wodę pitną, rozwiązaniem dla naszych wyzwań jest inteligentna walka z problemem. Zamiast tworzyć nowe instalacje wodociągowe, zazwyczaj wystarczy wdrożyć kluczowe elementy, pozwalające na niezbędną sterowalność – cyfryzację oraz przetwornice częstotliwości, które umożliwiają zmniejszenie skali problemu niedoboru wody. Wykorzystanie tych „ukrytych zasobów wody” okazuje się często mniej kosztownym przedsięwzięciem niż alternatywne rozwiązanie: generowanie nowych zasobów.

DANFOSS POLAND Sp. z o.o.
ul. Chrzanowska 5
05-825 Grodzisk Mazowiecki
tel. 22 755 06 68
e-mail: bok@danfoss.com 
www.drives.danfoss.pl

źródło: Automatyka 9/2020