1. ОСНОВНИ НЕДОСТАТЪЦИ НА ДЪННИТЕ РЕШЕТКИ

Водовземането посредством дънни решетки наречени “Тиролски тип” се прилагат в практиката повече от 50 години. Основно те са инсталирани на водохващания изградени в планински райони на реки със стръмни наклони. У нас са построени и експлоатират повече от 400 броя такива водохващания с дънни решетки. Инсталирани са много дънни решетки на водохващания за водоснабдяване на села и градове.

Основните недостатъци на водохващанията с дънни решетки са:

• Запушване с широколистни листа, чакъл, сухи клонки от дървета;
• Пропускане през тях на много наноси (пясък и дребен чакъл);
• Заледяване през студените зими.

Всичко това намалява проводимостта на решетките и постъпващото водно количество към турбините. Това довежда до намаляване на мощността и производството на ел. енергия.

Този тип решетки изисква постоянно да се чистят особено по няколко пъти на ден през есента. Всички тези недостатъци са отстранени като е констатирана нов тип самопочистваща се решетка, наречена “Коанда”.

2. ОПИСАНИЕ НА САМОПОЧИСТВАЩАТА РЕШЕТКА “КОАНДА”

Коанда решетката се основава на “Коанда – ефект”. Принципът на “Коанда ефект” е следният: когато течащият флуид среща стена се прилепва към нея, дори ако трябва тя да направи остър завой. Това явление за първи път е открито от Анри – Коанда (Henri - Marie Coanda) румънски изследовател през 1910 г. и патентовал 1935 г. в Париж и 1936 г. в САЩ. Този ефект е приложен при водовземания с дънни решетки в САЩ преди 25 години. Коанда решетката се състои от успоредно, хоризонтално разположени клиновидни – “V” образни стоманени тънки профили със светло разстояние между тях – 1,0 mm. Тъй като всеки следващ профил се разполага по-високо от предишния, то по този начин тънкият слой от водата срещайки всеки клиновиден профил, се отклонява и следва неговата клиновидна “V” образна повърхност, като се насочва надолу към събирателната траншея, разположена под решетката. От там водата се отвежда в камерата на утайника и чрез безнапорен канал в изравнителя. Повърхността на решетката с клиновидните профили е оформена криволинейно с радиус. Решетката има два участъци – отгоре плътна непроводяща и след нея проводяща пропускаща част. Най-отгоре на решетката от короната на яза се оформя плътна изпъкнала криволинейна повърхност от неръждаема стоманена ламарина. Тя е хидравлически обтекаема и е очертана като преливник – практически профил по Кригер. Този участък се нарича “ускоряваща повърхност (плоча)”, тъй като скоростта на водния поток достига до 2,5-3,0 m/s. След този участък следва проводящата част от вдлъбната криволинейна повърхност, в която се разполагат хоризонтално от 300 до 400 броя тънки, стоманени клинообразни “V” образни тънки профили (прътчета). Скоростта на водния поток в долния край на решетката се увеличава. Тази висока скорост на водния поток отнася надолу в реката всички наноси с диаметър по-големи от 0,51,0 мм и 90% от наносите с диаметър до 0,5 mm. По този начин не са необходими и класическите утайници след водовземането.

3. РАЗПОЛОЖЕНИЕ НА РЕШЕТКИТЕ КОАНДА

Решетките “Коанда” се разполагат фронтално на реката по короната на яза и неговата преливна повърхност откъм долната страна.
Те могат да се монтират и странично в специална камера или в утайниците при реконструкция на стари водохващания.
Разположението на решетката зависи от вида на реката, транспорт на наноси, едри камъни, стойност на решетката, преливна височина, компановката и др.

4. ОСНОВНИ ПРЕДИМСТВА НА КОАНДА РЕШЕТКИТЕ
Основните предимства са:

• Самостоятелно почистване при различни условия;
• Не допуска наноси и плаващи предмети с диаметър над 0,5 mm;
• Не допуска да влизат листа и същите да запушат решетката;
• Решетките пропускат само оразмерителното водно количество за турбините. По-голямо водно количество от оразмерителното прелива над решетката в долния участък на реката. По този начин страничните преливници през утайниците не са необходими.
• При постъпване на по-малки водни количества от оразмерителното водата постъпва през решетката само в горната й част, а в долната се натрупва шумата. Когато водното количество е по-голямо от оразмерителното, то същото прелива надолу по решетката и избутва шумата в долния участък на реката. Водният поток постъпващ през решетката в траншеята може да преминава под отложената шума по нея.
• Елиминира разходите за ерозия, повреди и блокиране на тръбопроводите и машините.
• Може да работи без проблем при ниски температури. Зимно време не замръзва, а работи при температури до -25С.
• При проектиране и изграждане на нови водохващания намаляват капиталните разходи чрез елиминиране на необходимостта от изграждане на утайник с решетки, затворни съоръжения и повдигателни механизми.
• Най-ниски експлоатационни поддръжки и разходи, тъй като там не са монтирани движещи се части, които изискват периодични огледи, ремонт и поддръжка.
• Поддържа се максимална и постоянна мощност на централата, тъй като решетката пропуска непрекъснато оразмерително водно количество, а наносите, плаващите предмети и шума и се изпускат в реката без да попадат в напорния тръбопровод;
• Повишава експлоатационния живот, като намалява износването на турбините, дюзите, работните колела, облицовка на каналите и др.
• Изключва полепване на водни животни;
• Няма електрическа инсталация;
• Незначително време за поддръжка и разходи;
• Прост и лесен монтаж;
• Не пропуска рибата през решетките към турбините, а те свободно се спускат в долния участък на реката.

5. ПРИЛОЖЕНИЕ НА КОАНДА РЕШЕТКИТЕ В ПРАКТИКАТА

За първи път “Коанда” решетките са приложени в САЩ. От 2530 години те се инсталират на водохващания за водовземане на водни централи, водоснабдяване, пречистване на отпадъчни води и други съоръжения.
В САЩ и Канада са построени над 40 водовземни съоръжения с “Коанда” решетки. Производството и патент е само на една фирма и те доставят готова продукция.
До 2007 г. в Англия са инсталирани към 40 броя решетки с Q=10 до 9730 l/s. В Швейцария, Австрия и Италия са реконструирани много Тиролски водохващания на ВЕЦ-ли с Коанда решетки. Така от 1997 г. до 2007 г. са инсталирани 52 “Коанда” решетки на стари и нови водовземания с Q=15 до 2660 l/s.