Tema ovog članka je izračun vodoopskrbnih mreža u privatnoj kući. Budući da tipična shema vodoopskrbe male kućice nije vrlo složena, ne moramo ulaziti u džunglu složenih formula; međutim, čitatelj će morati usvojiti određenu količinu teorije.
Ulomak vodoopskrbnog sustava privatne kuće. Kao i svaki drugi inženjerski sustav, i ovaj treba prethodne izračune.
Značajke ožičenja vikendice
Što je, zapravo, sustav vodoopskrbe u privatnoj kući lakši nego u stambenoj zgradi (naravno, uz ukupan broj vodovodnih instalacija)?
Dvije su temeljne razlike:
- S vrućom vodom, u pravilu, nije potrebno osigurati stalnu cirkulaciju kroz uspone i grijane ručnike.
U prisutnosti cirkulacijskih umetaka, izračun mreže opskrbe toplom vodom postaje znatno kompliciraniji: cijevi moraju prolaziti kroz sebe ne samo vodu koju rastavljaju stanovnici, već i neprestano cirkulirajuće mase vode.
U našem slučaju, udaljenost od vodovodnih instalacija do kotla, stupa ili priključka do cijevi je dovoljno mala da se zanemari brzina dovoda tople vode u slavinu.
Važno: Za one koji nisu naišli na sheme cirkulacije PTV-a - u modernim stambenim zgradama usponi za opskrbu toplom vodom povezani su u parovima. Zbog razlike u tlaku u vezicama stvorenim sigurnosnom podloškom, voda kontinuirano cirkulira kroz uspone. To osigurava brzu opskrbu miješalicama toplom vodom i cjelogodišnje grijanje grijanih držača ručnika u kupaonicama.
Grijani nosač ručnika zagrijava se kontinuiranom cirkulacijom kroz podizače tople vode.
- Sustav vodoopskrbe u privatnoj kući podijeljen je prema slijepoj shemi, što podrazumijeva konstantno opterećenje na određenim dijelovima ožičenja. Za usporedbu, proračun prstenaste mreže vodoopskrbe (dopuštajući da se svaki dio vodoopskrbnog sustava napaja iz dva ili više izvora) mora se izvršiti zasebno za svaku od mogućih shema spajanja.
Ostali parametri
Gore navedeni kriteriji za odabir kotla su glavni, ali postoje i druge karakteristike koje mogu utjecati na odabir određenog modela, poput izrade i materijala, kao i cijene opreme. Smatra se da su najtrajniji spremnici izrađeni od nehrđajućeg čelika. Važna prednost je prisutnost izmjenjivog izmjenjivača topline kako biste ga mogli sami ukloniti. Trebali biste izbjegavati kupnju uređaja koji koriste pjenastu gumu kao izolaciju, jer je ovaj materijal vrlo kratkotrajan. Osim toga, cijena kotla izravno ovisi o proizvođaču i zemlji u kojoj je oprema sastavljena.
Sustav tople vode čini vaš dom udobnim i ugodnim. To je lako postići kvalitetnim bojlerom. Izbor modela trenutno je velik i, nakon izračuna potrebnih parametara, svatko može odabrati opremu s dobrim omjerom cijene i kvalitete.
Što mi mislimo
Mi moramo:
- Procijenite potrošnju vode pri najvećoj potrošnji.
- Izračunajte presjek vodovodne cijevi koji može pružiti ovu brzinu protoka pri prihvatljivoj brzini protoka.
Napomena: maksimalna brzina protoka vode pri kojoj ne stvara hidrauličku buku je oko 1,5 m / s.
- Izračunajte glavu na kraju učvršćenja. Ako je nedopustivo nizak, vrijedi razmisliti ili o povećanju promjera cjevovoda, ili o instaliranju srednje crpke.
Niski pritisak na krajnjoj miješalici vjerojatno neće ugoditi vlasniku.
Zadaci su formulirani. Započnimo.
Potrošnja
Može se okvirno procijeniti prema stopama potrošnje za pojedine vodovodne instalacije. Podaci se po želji mogu lako pronaći u jednom od dodataka SNiP-u 2.04.01-85; radi praktičnosti čitatelja citirat ćemo iz njega
| Tip uređaja | Potrošnja hladne vode, l / s | Ukupna potrošnja tople i hladne vode, l / s |
| Slavina za zalijevanje | 0,3 | 0,3 |
| WC školjka s slavinom | 1,4 | 1,4 |
| WC s cisternom | 0,10 | 0,10 |
| Tuš kabina | 0,08 | 0,12 |
| Kupka | 0,17 | 0,25 |
| Pranje | 0,08 | 0,12 |
| Umivaonik | 0,08 | 0,12 |
U višestambenim zgradama, pri izračunavanju potrošnje, koristi se koeficijent vjerojatnosti istodobne upotrebe uređaja. Dovoljno nam je jednostavno zbrojiti potrošnju vode putem uređaja koji se mogu istodobno koristiti. Recimo da će sudoper, tuš kabina i zahodska školjka dati ukupni protok 0,12 + 0,12 + 0,12 = 0,34 l / s.
Zbroji se potrošnja vode kroz uređaje koji mogu raditi istovremeno.
Koji bojler odabrati?
Dijagram kotla.
Ovisno o zadatku koji vam je dodijeljen, proračun kotla koji vam odgovara može se izvršiti na dva načina. U prvom se slučaju uzima u obzir pohranjena količina vode i izračunava kapacitet izmjenjivača topline i napajanja. U drugom se izračunava volumen bojlera za pohranu topline koju tijekom određenog vremena generira izvor određene snage.
Treba razumjeti da bez obzira koju tehniku koristite, akumulirajući kapacitet vode uvijek karakterizira njezin toplinski kapacitet. Ta je vrijednost konstantna i jednaka je 4,187 kJ.kg / ° C. To znači da, na primjer, za zagrijavanje 1 kg vode za 1 ° C trebate osigurati količinu topline jednaku 4,187 kJ. A za to je potrebno 1.163 kWh.
Uređaj za električni kotao.
Na primjer, ako imate bojler zapremine 1000 litara, a vodu trebate zagrijati do 50 ° C, tada se potreba za toplinskom energijom izračunava na sljedeći način: 1000 × 50 = 58 kWh.
Snaga izmjenjivača topline ovisi o temperaturnoj razlici između zagrijane i zagrijane vode, kao i o koeficijentu prijenosa topline. Za svaki određeni izmjenjivač topline, koeficijent prijenosa topline bit će individualan. Stoga univerzalna formula za izračunavanje bojlera ne može postojati. A najlakši način odabira izmjenjivača topline su dijagrami koje proizvođači navode u tehničkim specifikacijama za svoje bojlere.
Sjetivši se ove jednostavne istine, možete prijeći na razmatranje pojedinačnih karakteristika.
Standardni električni uređaj kotla
Dijagram spremnika kotla.
U našoj je zemlji općeprihvaćeno da su bojler i bojler različiti uređaji. Ali zapravo je cijela razlika u tome što kotao ima spremnik za grijanje i spremanje tople vode. Zato se u tehničkoj literaturi nazivaju "akumulacijskim bojlerima". Također, kotlovi se razlikuju po izvoru topline. Sada postoje izravni i neizravni sustavi grijanja. Ako uređaj sam stvara toplinu pomoću termoelektričnog grijača ili plinskog plamenika, onda je ovo sustav izravnog grijanja. Do neizravnog zagrijavanja dolazi zbog sredstva za grijanje koje se iz kotla za grijanje dovodi na određenu temperaturu. Najčešće se koriste akumulacijski bojleri, njihov dijagram možete vidjeti na slici 1.
Tablica proračuna za akumulacijski bojler.
Prije nego što se odlučite za kupnju određenog bojlera, potrebno je izračunati sve parametre i uzeti u obzir značajke vašeg doma i uvjete buduće upotrebe. Svakako procijenite sljedeće parametre:
- stanje električne ožičenja;
- moguće opterećenje električne ožičenja;
- dostupnost mogućnosti spajanja na plinske komunikacije;
- ispravnost sve opreme koja opslužuje kuću (uključujući pumpe za vodu, ako postoje).
Ugradnja bojlera (bojlera).
Uz to, potrebno je uzeti u obzir i broj ljudi koji će koristiti bojler i okvirno planirati koliko će tople vode svakodnevno trošiti. Nakon toga možete započeti odabir određenog modela.
Da biste odabrali grijač vode koji odgovara vama, prvo trebate odlučiti o njegovim glavnim karakteristikama, a to su:
- najprikladniji izvor energije;
- potreban volumen zagrijane vode;
- potrošnja rashladne tekućine;
- vrijeme zagrijavanja.
Prema tim parametrima izračunava se bojler.
Izvor energije za grijanje vode
Krug grijanja kotla.
Plin i električna energija koriste se kao glavni izvori energije za bojlere. Postoje i egzotičniji izvori poput solarnih panela, ali oni nisu baš česti u našoj zemlji. Stoga je za točan proračun potrebno usporediti prednosti i nedostatke plina i električne energije.
- Električni bojleri dostupni su u kapacitetima od 1 do 6 kW. Snaga plinskog kotla počinje od 4 kW.
- Plinski bojleri tipa skladišta u pravilu imaju veći spremnik tople vode (do 150 litara), dok električni rijetko prelaze 100 litara.
- Trošak plina u Rusiji mnogo je jeftiniji od električne energije.
Dijagram uređaja za zagrijavanje vode pod pritiskom.
Čini se da je izbor očit i da nije potrebno raditi složene izračune. Trebat će otprilike pola vremena za dobivanje 100-150 litara tople vode pomoću plinskog bojlera nego za korištenje sustava koji se napaja električnom energijom. Ali električni uređaji ne zahtijevaju dodatnu opremu dalekovoda - dovoljna im je jednostavna utičnica. Nije potrebno pozvati stručnjake da instaliraju takav kotao. Dok plinski bojler mora biti spojen na plinovod, koji nije dostupan u svakoj ljetnoj vikendici. Osim toga, dimnjak je potreban za sigurnu ugradnju bojlera na plin.
Nemoguće je usporediti cijene kotlova s različitim izvorima energije. Trošak električnih sustava prvenstveno ovisi o snazi grijaćeg elementa i volumenu spremnika. Cijena bojlera na plin formira se ovisno o vrsti komore za izgaranje. Oni su unutarnji i vanjski. Instalacija opreme s unutarnjom komorom zahtijeva minimalan napor i vrijeme. Ali takvi uređaji koštaju otprilike dvostruko više od kotlova s vanjskom komorom.
Mora se uzeti u obzir još jedan uvjet. Plinski kotlovi su sposobni značajno zagrijati zrak. U uvjetima ljetne rezidencije i malih soba takva značajka može postati pravi problem ako bojler postavite, na primjer, u kuhinju.
Stoga je nemoguće dati jednoznačne preporuke za odabir kotla s određenim izvorom energije.
Presjek
Proračun presjeka vodovodne cijevi može se izvesti na dva načina:
- Izbor prema tablici vrijednosti.
- Izračunato prema najvećem dopuštenom protoku.
Izbor po tablici
Zapravo, tablica ne zahtijeva nikakve komentare.
| Nazivni otvor cijevi, mm | Potrošnja, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Na primjer, za protok od 0,34 l / s dovoljna je cijev DU15.
Napomena: DN (nominalni otvor) približno je jednak unutarnjem promjeru cijevi za vodu i plin. Za polimerne cijevi označene vanjskim promjerom, unutarnji se od njega razlikuje otprilike u koraku: recimo, polipropilenska cijev od 40 mm ima unutarnji promjer od oko 32 mm.
Nominalni otvor je približno jednak unutarnjem promjeru.
Izračun brzine protoka
Izračun promjera vodoopskrbnog sustava prema brzini protoka vode kroz njega može se izvršiti pomoću dvije jednostavne formule:
- Formule za izračunavanje površine presjeka duž njegovog radijusa.
- Formule za izračunavanje brzine protoka kroz poznati presjek pri poznatoj brzini protoka.
Prva formula je S = π r ^ 2. U tome:
- S je potrebna površina presjeka.
- π je pi (približno 3,1415).
- r je polumjer presjeka (polovica DN ili unutarnji promjer cijevi).
Druga formula izgleda kao Q = VS, gdje:
- Q - potrošnja;
- V je protok;
- S je površina presjeka.
Radi lakšeg izračuna izračunavaju se sve vrijednosti u SI - metre, četvorne metre, metre u sekundi i kubične metre u sekundi.
SI jedinice.
Izračunajmo vlastitim rukama minimalni DU cijevi za sljedeće ulazne podatke:
- Protok kroz njega je jednak 0,34 litre u sekundi.
- Brzina protoka korištena u proračunima je najveća dopuštena 1,5 m / s.
Započnimo.
- Protok u SI vrijednostima bit će jednak 0,00034 m3 / s.
- Površina presjeka prema drugoj formuli mora biti najmanje 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
- Kvadrat polumjera prema prvoj formuli je 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Uzmi kvadratni korijen ovog broja. Polumjer je 0,0092 metra.
- Da biste dobili DN ili unutarnji promjer, pomnožite polumjer s dva. Rezultat je 0,0184 metra, odnosno 18 milimetara. Kao što lako možete vidjeti, blizu je onom dobivenom prvom metodom, iako se s njim ne podudara točno.
Potrošnja energije
Došavši do odluke o potrebi kupnje i izračuna volumena kotla za neizravno grijanje, morate izračunati koliko je tople vode potrebno za normalno postojanje. Zamislite četveročlanu obitelj i provedite prosječnu dnevnu analizu za tjedan dana i vrhunsku (jutro radnog dana) ispitivanje potrošnje tople vode.
- Tjedna analiza
- Da biste oprali posuđe, trebat će vam oko 5 litara tople vode u minuti. U obzir se uzima vrijeme ispiranja, to je oko 5 minuta. Tanjure perem dva puta dnevno, dnevno dobijemo 50 litara tople vode koja se koristi za kuhinjsko posuđe. Množimo sa 7 dana, ukupno 350 litara tjedno.
- Svaka se osoba kupa 2-3 puta tjedno, dok troši oko 170 litara. 4 * 2,5 = 10 * 170 = 1700 litara u 7 dana.
- Pljuska se još 4-5 puta po 10 minuta pri brzini protoka od oko 12 l / min. 4,5 * 10 * 12 = 540 po članu obitelji, za svih 2160 litara tjedno.
- Mala higijena (operite ruke, cipele, očistite kuću) - oko 10 litara po osobi dnevno iznosit će 280 litara za razdoblje ispitivanja.
Ukupno - 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 litara tjedno. Dodajmo goste koji su ušli i za svaki slučaj dobijemo približnu brojku od oko 5000 litara tjedno. Ali kotao se računa u satima, trebate prevesti u njegove jedinice. 5000/7/24 = 30 litara tople vode na sat prosječna je potrošnja obitelji od 4 osobe.
Na temelju naših podataka o omjeru temperature i snage dobivamo potrebnu prosječnu potrošnju energije - 30 * 0,0375 = 1,125 kW / h.
Pritisak
Počnimo s nekoliko općih napomena:
- Tipični tlak u vodovodu za hladnu vodu je od 2 do 4 atmosfere (kgf / cm2)... Ovisi o udaljenosti od najbliže crpne stanice ili vodotornja, o terenu, stanju glavne mreže, vrsti ventila na glavnoj vodoopskrbi i nizu drugih čimbenika.
- Apsolutni minimalni tlak koji omogućuje rad svih modernih vodovodnih uređaja i kućanskih aparata koji koriste vodu je 3 metra... Uputa za protočne bojlere Atmor, na primjer, izravno kaže da je donji prag odziva osjetnika tlaka koji uključuje grijanje 0,3 kgf / cm2.
Osjetnik tlaka uređaja aktivira se pri tlaku od 3 metra.
Referenca: pri atmosferskom tlaku, 10 metara visine odgovara 1 kgf / cm2 nadtlaka.
U praksi je na krajnjem uređaju bolje imati najmanje pet metara glave. Mala marža nadoknađuje neobračunate gubitke u spojevima, zapornim ventilima i samom uređaju.
Moramo izračunati pad glave u cjevovodu poznate duljine i promjera. Ako je razlika u tlaku koja odgovara tlaku u glavnom vodu i padu tlaka u vodoopskrbnom sustavu veća od 5 metara, naš će vodoopskrbni sustav funkcionirati besprijekorno.Ako je manji, trebate ili povećati promjer cijevi, ili ga otvoriti pumpanjem (čija će cijena, usput rečeno, očito premašiti rast troškova cijevi zbog povećanja njihova promjera za jedan korak ).
Pa kako se provodi proračun tlaka u vodoopskrbnoj mreži?
Ovdje vrijedi formula H = iL (1 + K) u kojoj:
- H je željena vrijednost pada tlaka.
- i je takozvani hidraulički nagib cjevovoda.
- L je duljina cijevi.
- K je koeficijent koji se određuje funkcionalnošću vodoopskrbnog sustava.
Najlakši način je odrediti K.
Jednako je:
- 0,3 za kućanstvo i piće.
- 0,2 za industrijsku i vatrogasnu industriju.
- 0,15 za vatru i proizvodnju.
- 0,10 za vatrogasca.
Na fotografiji je sustav vodoopskrbe s vatrom.
Nema posebnih poteškoća s mjerenjem duljine cjevovoda ili njegovog dijela; ali koncept hidrauličke pristranosti zahtijeva zasebnu raspravu.
Na njegovu vrijednost utječu sljedeći čimbenici:
- Hrapavost zidova cijevi, koja, pak, ovisi o njihovom materijalu i starosti. Plastika ima glađu površinu od čelika ili lijevanog željeza; uz to čelične cijevi s vremenom postaju obrasle naslagama kamenca i hrđom.
- Promjer cijevi. Ovdje djeluje obrnuti odnos: što je manji, to cjevovod ima veći otpor kretanju vode u njemu.
- Protok. Njegovim porastom raste i otpor.
Prije nekog vremena bilo je potrebno dodatno uzeti u obzir hidrauličke gubitke na ventilima; međutim, moderni kuglasti ventili s punim provrtom stvaraju otprilike jednak otpor kao i cijev i stoga se mogu sigurno zanemariti.
Otvoreni kuglasti ventil gotovo nema otpora protoku vode.
Vlastiti izračun hidrauličkog nagiba vrlo je problematičan, ali, srećom, to nije potrebno: sve potrebne vrijednosti mogu se naći u takozvanim Shevelev tablicama.
Da bismo čitatelju dali ideju o čemu je riječ, predstavljamo mali fragment jednog od stolova za plastičnu cijev promjera 20 mm.
| Potrošnja, l / s | Brzina protoka, m / s | 1000i |
| 0,25 | 1,24 | 160,5 |
| 0,30 | 1,49 | 221,8 |
| 0,35 | 1,74 | 291,6 |
| 0,40 | 1,99 | 369,5 |
Što je 1000i u krajnjem desnom stupcu tablice? Ovo je samo vrijednost hidrauličkog nagiba na 1000 linearnih metara. Da bismo dobili vrijednost i za našu formulu, dovoljno je podijeliti je s 1000.
Izračunajmo pad tlaka u cijevi promjera 20 mm čija je duljina jednaka 25 metara i protok od jednog i pol metra u sekundi.
- U tablici tražimo odgovarajuće parametre. Prema njezinim podacima, 1000i za opisane uvjete iznosi 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Shevelev-ove tablice pretiskivane su mnogo puta od prve objave.
- Zamijenite sve vrijednosti u formulu. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 metara. S tlakom na ulazu u vodoopskrbu od 2,5 atmosfere na izlazu, on će biti 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, što je više nego zadovoljavajuće.
Spajanje kotla za neizravno grijanje s recirkulacijom
Cjevovodi za razne vrste kotlova za neizravno grijanje s recirkulacijom izrađeni su u skladu sa crtežom. Pri odabiru komponenti važno je uzeti u obzir značajke kućnog sustava grijanja.
Za cjevovod vodenog kruga do kotla mogu se koristiti sljedeća 3 instalacijska sustava:
- Ugradnja trosmjernih ventila.
- Ugradnja dvostruke cirkulacijske crpke.
- Regulacija pomoću hidrauličnih strelica.
Korištenje sustava za recirkulaciju tekućine značajno povećava performanse sustava grijanja i povećanjem učinkovitosti zagrijavanja tekućine i prostorija iz kotlova.
Prilikom ugradnje sustava neizravnog namota s trosmjernim ventilima, treba imati na umu da je ova metoda namijenjena spremnicima s povećanim pomicanjem. Pri razvoju takvog sustava izračunava se kako će se provesti ugradnja grijanja s dva kruga.
Spajanje kotla na kotlovsku opremu
Praćenje podataka o temperaturi vode vrlo je važno.U situaciji kada voda u spremnicima kotlova ima postavljenu temperaturu grijanja mnogo veću nego u krugovima grijanja samih sustava grijanja, to može dovesti do neispravnog rada sve opreme.
To će spriječiti prelazak na grijanje krugova grijanja. Postoje i mogućnosti instaliranja kotlova za neizravno grijanje pomoću dva kruga. Odabir potrebne opcije ovisit će i o vodi u vodoopskrbnom sustavu. U situaciji kada je tekućina u glavnom kanalu visokog stupnja krutosti, bolje je koristiti instalaciju sustava s trosmjernim ventilima, jer se sustavi s dva kruga mogu brzo pokvariti zbog začepljenja.
