Trykkstyring

Trykkstyring i vann-nettverk refererer til praksisen med å kontrollere og regulere trykket av vann innen et distribusjonssystem. Vannnettverk består av et komplekst nett av rør, pumper, ventiler, tilkoblinger og annen infrastruktur som transporterer vann fra behandlingsanlegg eller andre ressurser til forbrukere som husholdninger, bedrifter og offentlige fasiliteter.

Å opprettholde korrekte trykknivåer i et vannnettverk er avgjørende av flere grunner:

• Vannbesparelse: Overdreven trykk kan føre til lekkasjer, brudd og sløsing med vann. Ved å håndtere og redusere trykket til et optimalt nivå, minimeres sannsynligheten for lekkasjer og rørbrudd.
• Redusert vanntap: Høyt trykk kan føre til lekkasjer og rørbrudd, noe som resulterer i betydelig vanntap. Trykkstyring bidrar til å redusere disse problemene, reduserer "Non revenue water" og forbedrer effektiviteten av distribusjonsnettverket. Å redusere systemtrykket med 20% reduserer den eksisterende lekkasjeflowraten mellom 11% og 28%, avhengig av nettverkskarakteristikker.¹
• Forleng infrastrukturens levetid: Systemer med overdreven trykk legger ekstra stress på rør, ventiler og andre komponenter i vannnettverket. Over tid kan dette føre til tidlig slitasje, noe som krever hyppige reparasjoner og utskiftinger. Ved å opprettholde korrekt trykk kan den totale levetiden til infrastrukturen forlenges. En reduksjon på 75% i rørbrudd kan oppnås ved å redusere overskuddstrykket med 25%.¹
• Energieffektivitet: Å pumpe vann til høyere trykk krever mer energi. Ved å håndtere trykknivåer og minimere behovet for overdreven pumping, kan energiforbruket reduseres, noe som fører til kostnadsbesparelser og miljøfordeler.
• Forbedret systempålitelighet: Svingninger i trykk kan føre til forstyrrelser i vannforsyningen, noe som forårsaker ulemper for forbrukere. Trykkstyring bidrar til å opprettholde en konsekvent og pålitelig vannforsyning til forbrukerne.
• Regulering av vannkvalitet: Trykkstyring kan påvirke vannkvaliteten ved å forhindre inntrengning av forurensninger fra det omkringliggende miljøet. Tilstrekkelig trykk bidrar til å holde forurensninger ute av distribusjonssystemet, og sikrer trygt og rent drikkevann.

¹Den europeiske kommisjonen. (2019). God praksis på lekkasjestyring - Hovedrapport.

Det finnes flere metoder som hjelper til med å regulere trykk, forhindre lekkasjer og sikre pålitelig vannfordeling. Her er noen vanlige tilnærminger:

1. Trykkreduserende ventiler: ventilene reduserer trykket i spesifikke nettverksseksjoner. Ved å kontrollere trykket forhindrer de rørbrudd og overdreven slitasje.
2. Trykkoppretholdende ventiler: ventilene opprettholder minimumstrykknivåer i visse områder. De sikrer at vann når høyere nivåer eller fjerntliggende steder uten å kompromittere kvaliteten.
3. Flowkontrollventiler: Disse regulerer flowrater, og påvirker dermed trykket indirekte. Justering av flowen bidrar til å håndtere trykksvingninger.
4. Soneinndeling og distriktsmålte områder (DMAs): Vannnettverk deles inn i soner eller DMAs. Hver sone har sitt trykkstyringssystem, som muliggjør målrettede justeringer basert på etterspørsel og nettverksforhold.
5. Systemer for lekkasjesikring: Disse overvåker trykkforandringer og flowmønstre. Varsler utløses når lekkasjer skjer, noe som muliggjør rask reparasjon.
6. Hydraulisk modellering: Ingeniører bruker datamodeller for å simulere nettverks oppførsel. Analyse av scenarier bidrar til å optimalisere trykkstyringsstrategier.

Implementeringen av en kombinasjon av disse teknikkene sikrer effektiv og pålitelig vannfordeling. Disse enhetene plasseres strategisk innenfor vannnettverket for å regulere og kontrollere trykket på forskjellige punkter, som adresserer avgjørende utfordringer som "Non Revenue Water" eller vannmangel.

Non Revenue Water (NRW) refererer til vann tapt før det når betalingsvillige kunder på grunn av lekkasjer, tyveri eller unøyaktig måling. NRW har betydelige implikasjoner for økonomisk bærekraft og vannressursforvaltning. Forholdet mellom NRW og trykkstyring involverer flere kritiske aspekter: Høyt trykk i vannfordelingssystemer kan føre til lekkasjer, brudd og rørfeil. Overdreven trykk belaster rør, ledd og fittings, noe som øker sannsynligheten for lekkasjer. Effektiv trykkstyring er avgjørende for å redusere lekkasjer. Ved å opprettholde lavere trykknivåer, minimerer forsyningsselskapene belastningen på systemet og forhindrer unødvendige tap. Vann-nettverk deles ofte inn i mindre enheter kalt DMAs (Distriktsmålte Områder) eller trykksoner. Målrettede trykkjusteringer i disse DMAs bidrar til å forhindre overflyt, lekkasjer og optimalisere vannfordelingen. Løpende overvåking og omfattende trykkstyring gjennom hele distribusjonssystemet er avgjørende for effektiv vannforsyning.

Trykkstyring i vannforsyninger har betydelige miljømessige implikasjoner. Ved å optimalisere trykket reduserer selskaper vannlekkasje fra distribusjonsnettverk, noe som resulterer i vannbesparelser. I tillegg reduserer effektiv trykkstyring energiforbruket i vannforsyningssystemer, noe som er avgjørende ettersom vannindustrien står for 2–3% av global energibruk. Færre lekkasjer betyr også færre klimagassutslipp. Videre reduserer riktig trykkstyring slitasje på rør, noe som forlenger levetiden deres og reduserer behovet for utskifting. Oppsummert gir trykkstyring fordeler både for miljøet og for forsyningsinfrastrukturen.

Trykkstyring gir flere fordeler til forsyningsselskaper og deres kunder:

• Konsistent vannforsyning: Korrekt trykkontroll sikrer en jevn og pålitelig vannforsyning. Innbyggere kan stole på en konsekvent vannforsyning for daglige behov, enten det er drikking, matlaging eller hygiene.
• Reduserte vannregninger: Ved å minimere lekkasjer og optimalisere trykket kan forsyningsselskapene senke driftskostnadene. Disse besparelsene kan oversettes til mer rimelige vannregninger for forbrukerne.
• Miljøpåvirkning: Trykkstyring reduserer vanntap, noe som er viktig for miljøbevaring. Det bidrar også til energibesparelser og reduserer klimagassutslipp.
• Infrastrukturens motstandsdyktighet: Godt vedlikeholdte trykkssystemer forlenger levetiden til rør og reduserer risikoen for brudd. Dette gagner innbyggerne ved å unngå forstyrrelser på grunn av reparasjoner eller utskiftinger.
• Sikkerhet og helse: Korrekt trykk forhindrer overdreven kraft i rør, noe som reduserer risikoen for ulykker eller brudd. Det sikrer også tilstrekkelig trykk på brannhydrantene for nødsituasjoner.

Oppsummert påvirker trykkstyring direkte innbyggernes dagligliv ved å gi pålitelig vann, kostnadsbesparelser og miljøansvar.

Fremtiden for trykkstyring i vannfordelingssystemer holder lovende utviklinger. Vi fortsetter å undersøke de nyeste utviklingene og mulighetene for å forbedre trykkstyringssystemer. Dette inkluderer, blant annet, smarte vann-nett (integrering av sensorer, dataanalyse, sanntidsovervåking) og maskinlæringsalgoritmer (prediksjon av lekkasjer og etterspørselmønstre).

Er du ivrig etter å lære mer om fremtiden for smarte digitale løsninger for å løse vanntap? Sjekk ut episode 5 av vår webcast-serie, hvor eksperter fra vann-/utviklingssektoren deler den nåværende statusen for smarte teknologiske muligheter i vannnettverk, mulige endringer i årene som kommer og digitaliseringsmuligheter for vannsektoren i fremtiden.

Se episode 5 her