การจัดการอากาศในเส้นท่อน้ำประปา

การบริหารจัดการอากาศในเส้นท่อน้ำประปา ในระบบท่อน้ำประปา รู้หรือไม่อากาศที่อยู่ในท่อสามารถส่งผลกระทบได้หลายด้าน เช่น การเกิดเสียงที่ไม่พึงประสงค์ การสูญเสียประสิทธิภาพในการจ่ายน้ำ และปัญหาการเกิดการรั่วไหลของน้ำ เนื่องจากการสะสมของอากาศในท่อมีผลกระทบต่อแรงดันน้ำในระบบและอาจทำให้ท่อเกิดการชำรุดได้ ดังนั้น การบริหารจัดการอากาศในเส้นท่อจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ไม่ควรมองข้าม ปัญหาจากอากาศในท่อน้ำประปา

              1. การสะสมของอากาศในท่อ: อากาศที่เข้าไปในระบบท่อน้ำประปาอาจสะสมอยู่ในจุดต่างๆ โดยเฉพาะในจุดที่มีการยกตัวของท่อ เช่น สะพาน เนินภูเขา ทำให้เกิดการสะสมของฟองอากาศ ซึ่งอาจทำให้เกิดเสียงและส่งผลต่อการไหลของน้ำได้ หรือท่อแตกรั่วได้

              2. การเกิดแรงดันสูง/ต่ำผิดปกติ: เมื่ออากาศสะสมในท่อและเกิดการเคลื่อนที่ อาจทำให้แรงดันน้ำในท่อเกิดความผิดปกติ ซึ่งจะส่งผลให้การจ่ายน้ำไม่สม่ำเสมอ เนื่องจากอากาศในเส้นท่อขวางการไหลของน้ำ

              3. ปัญหาอายุการใช้งาน การกัดกร่อน : อากาศในระบบท่อน้ำสามารถทำให้เกิดปัญหาการรับแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอ เกิดการกระแทก (Water Hammer) สาเหตุของท่อแตกรั่ว หรือโอกาสการกัดกร่อน อาทิ การเกิดในท่อเหล็กได้เร็วกว่าปกติ หากอากาศที่เข้ามาในเส้นท่อ แล้วทำปฏิกริยากับสิ่งที่อยู่ในเส้นท่อ 

การบริหารจัดการอากาศในเส้นท่อประปานั้นมีหลายวิธีที่สามารถใช้ได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะและขนาดของระบบท่อน้ำ ประกอบด้วย:

1. การติดตั้งวาล์วระบายอากาศ (Air Valve) วาล์วระบายอากาศเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยในการระบายอากาศที่สะสมอยู่ในท่อ โดยจะติดตั้งที่จุดสูงสุดของระบบท่อ เนื่องจากบริเวณที่มีการยกตัวของท่อเป็นจุดให้สะสมเกิดฟองอากาศขนาดใหญ่ที่ไม่เพียงแต่ก่อให้เกิดเสียงรบกวน แต่ยังส่งผลต่อการไหลของน้ำอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอากาศจะถูกระบายออกจากท่อได้ง่าย การระบายทำได้รวดเร็วและทันที ช่วยไม่ทำให้ระบบน้ำประปาเสียหาย วาล์วชนิดนี้มีทั้งแบบเปิดอัตโนมัติและแบบที่ต้องควบคุมจากผู้ใช้งาน

• วาล์วระบายอากาศชนิดใหญ่ (Large Air Release Valve): ใช้ในท่อขนาดใหญ่เพื่อระบายอากาศที่สะสม
• วาล์วระบายอากาศชนิดเล็ก (Small Air Release Valve): ใช้สำหรับท่อขนาดเล็กหรือในพื้นที่ที่จำกัด

ภาพอุปกรณ์ Air Valve

2. การใช้วาล์วควบคุมแรงดัน (Pressure Relief Valve: PRV) วาล์วควบคุมแรงดันสามารถช่วยควบคุมแรงดันน้ำในท่อเพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันสูงเกินไปหรือผิดปกติจะทำให้แรงดันน้ำเกิดความผิดปกติ สภาวะนี้อาจนำไปสู่การจ่ายน้ำที่ไม่สม่ำเสมอ บางครั้งน้ำไหลแรง บางครั้งอ่อน หรือแม้กระทั่งหยุดไหลชั่วคราว ซึ่งอาจเกิดขึ้นจากการสะสมของอากาศในระบบ โดยการควบคุมแรงดันนี้ยังช่วยป้องกันการเกิดการแตกหรือชำรุดของท่อประปาได้อีกด้วย

ภาพอุปกรณ์ PRV

3. การใช้อุปกรณ์ในระบบขยายตัว (Air Release Chamber) อุปกรณ์นี้จะใช้เพื่อจับและรวบรวมอากาศที่สะสมในท่อ และจากนั้นอากาศจะถูกปล่อยออกไปอย่างช้าๆ โดยไม่ทำให้ระบบน้ำได้รับผลกระทบ เหมาะสมกับท่อที่มีการเปลี่ยนระดับ (เช่น ในจุดที่ท่อมีการยกสูงขึ้น) ตัว Chamber ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่กว่า Air Valve เพื่อรองรับปริมาณอากาศที่สะสมได้มากขึ้น

4. การควบคุมการไหลของน้ำ (Flow Control) การควบคุมการไหลของน้ำในระบบท่ออาจช่วยลดปัญหาการสะสมของอากาศได้ หากน้ำไหลในระบบอย่างสม่ำเสมอและไม่กระชาก อากาศจะไม่สะสมมากเกินไป การเลือกใช้อุปกรณ์และเทคนิคต่างๆ

• ระบบท่อและอุปกรณ์ที่เหมาะสม: การเลือกใช้ท่อที่เหมาะสม เช่น ท่อที่สามารถทนทานต่อการกัดกร่อนได้ มีความยืดหยุ่น รับต่อแรงกดของถนน และไม่สะสมอากาศได้ง่าย
• การตรวจสอบและบำรุงรักษา: การตรวจสอบสภาพของท่อและอุปกรณ์ระบายอากาศอย่างสม่ำเสมอ จะช่วยลดปัญหาที่เกิดจากการสะสมของอากาศ

ภาพระบบ UU Smart DMA แสดงผลแรงดันและอัตราการไหลแบบเรียลไทม์ 

             การบริหารจัดการอากาศในเส้นท่อน้ำประปาเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ไม่ควรมองข้ามในการออกแบบและบำรุงรักษาระบบท่อน้ำ ปัญหาที่เกิดจากอากาศในท่อไม่เพียงแต่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน แต่ยังอาจก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อระบบโดยรวม

             การเลือกใช้วิธีการจัดการที่เหมาะสม ไม่ว่าจะเป็นการติดตั้งวาล์วระบายอากาศ การใช้วาล์วควบคุมแรงดัน หรือการออกแบบท่อระบายอากาศ จะช่วยให้ระบบทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ประหยัดต้นทุนการดำเนินงาน และยืดอายุการใช้งาน โดยต้องติดตั้งอุปกรณ์ และควบคุมบริหารจัดการอย่างเป็นระบบ ที่สำคัญคือการวางแผนการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอและการเลือกใช้อุปกรณ์ที่มีคุณภาพ เพื่อให้มั่นใจว่าระบบท่อน้ำประปาจะทำงานได้อย่างเสถียรและน่าเชื่อถือในระยะยาว การลงทุนในการจัดการอากาศอย่างเหมาะสมจึงเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าและจำเป็นสำหรับทุกระบบท่อน้ำประปา เพิ่มความพึงพอใจต่อผู้รับบริการน้ำประปาตลอดแนวเส้นท่อ

แหล่งอ้างอิง

1. "The effects of air in pipeline systems." Journal of Fluid Mechanics, 2020.

2. "Pipeline corrosion due to air accumulation." Water Infrastructure and Management, 2019.

3. "The role of air valves in pipeline systems." Hydraulic Engineering Journal, 2021.

4. "Air release valves in modern pipeline systems." Journal of Water Systems, 2018.

5. "Installation and benefits of air valves." Water Supply Network Management, 2020.

6. "Air release chambers in pipeline operations." Water Distribution Review, 2021.