נושא מאמר זה הוא חישוב רשתות אספקת מים בבית פרטי. מכיוון שתוכנית אספקת מים קטנה של קוטג 'טיפוסית אינה מורכבת במיוחד, איננו צריכים להיכנס לג'ונגל של נוסחאות מורכבות; עם זאת, הקורא יצטרך להטמיע כמות מסוימת של תיאוריה.
שבר של מערכת אספקת המים של בית פרטי. כמו כל מערכת הנדסית אחרת, זו זקוקה לחישובים ראשוניים.
תכונות חיווט הקוטג '
מה בעצם מערכת אספקת המים בבית פרטי קלה יותר מאשר בבניין דירות (כמובן, בנוסף למספר הכולל של גופי האינסטלציה)?
ישנם שני הבדלים מהותיים:
- עם מים חמים, ככלל, אין צורך לספק זרימה מתמדת דרך עליות ומסילות מגבות מחוממות.
בנוכחות תוספות זרימה, חישוב רשת אספקת המים החמים הופך להיות מסובך יותר במידה ניכרת: הצינורות צריכים לעבור בעצמם לא רק את המים המפורקים על ידי התושבים, אלא גם את מסת המים המסתובבת ברציפות.
במקרה שלנו, המרחק בין גופי האינסטלציה לדוד, העמוד או הצמדה לקו קטן מספיק בכדי להתעלם מקצב אספקת המים החמים לברז.
חשוב: לאלה שלא נתקלו בתוכניות זרימת מים חמים - בבנייני דירות מודרניים, עליות אספקת מים חמים מחוברות בזוגות. בגלל הפרש הלחץ בתיקונים שנוצר על ידי מכונת הכביסה השומרת, מים מועברים ברציפות דרך העליות. זה מבטיח אספקה מהירה של מים חמים למערבלים וחימום כל השנה של מסילות מגבות מחוממות בחדרי הרחצה.
מעקה המגבות המחומם מחומם על ידי זרימה רציפה דרך עליות המים החמים.
- מערכת אספקת המים בבית פרטי מחולקת על פי תוכנית ללא מוצא, מה שמרמז על עומס קבוע על חלקים מסוימים של החיווט. לשם השוואה, חישוב רשת טבעת אספקת המים (המאפשרת הפעלה של כל קטע במערכת אספקת המים משני מקורות או יותר) לכל אחת מתוכניות החיבור האפשריות.
פרמטרים אחרים
הקריטריונים לעיל לבחירת הדוד הם העיקריים, אך ישנם מאפיינים נוספים שיכולים להשפיע על בחירת דגם מסוים, כגון הביצוע והחומר, כמו גם עלות הציוד. המיכלים העמידים ביותר נחשבים עשויים מפלדת אל חלד. יתרון חשוב הוא הימצאותו של מחליף חום נשלף, כך שתוכלו להסיר את הסרתו בעצמכם. כדאי להימנע מרכישת מכשירים המשתמשים בגומי קצף כבידוד, מכיוון שחומר זה הוא קצר מאוד. בנוסף, מחיר הדוד תלוי ישירות ביצרן ובמדינה בה הורכב הציוד.
מערכת המים החמים הופכת את ביתכם לנוח ונעים. קל להשיג זאת באמצעות דוד מים איכותי. מבחר הדגמים כרגע גדול ואחרי חישוב הפרמטרים הדרושים, כולם יכולים לבחור בציוד עם יחס איכות-מחיר טוב.
מה אנחנו חושבים
אנחנו חייבים:
- העריך את צריכת המים בצריכת שיא.
- חשב את חתך צינור המים שיכול לספק קצב זרימה זה בקצב זרימה מקובל.
הערה: קצב זרימת המים המרבי בו הוא לא מייצר רעש הידראולי הוא כ -1.5 מ 'לשנייה.
- חשב את הראש בקצה הקצה. אם הוא נמוך באופן בלתי מתקבל על הדעת, כדאי לשקול או להגדיל את קוטר הצינור, או להתקין משאבת ביניים.
סביר להניח שהלחץ הנמוך על מערבל הקצה ירצה את הבעלים.
המשימות מנוסחות. בוא נתחיל.
צְרִיכָה
ניתן לאמוד אותו בערך לפי שיעורי הצריכה של גופי אינסטלציה בודדים. נתונים, אם תרצה בכך, ניתן למצוא בקלות באחד מהנספחים ל- SNiP 2.04.01-85; לנוחיות הקורא אנו מציגים קטע ממנו.
| סוג מכשיר | צריכת מים קרים, l / s | צריכה כוללת של מים חמים וקרים, l / s |
| ברז השקיה | 0,3 | 0,3 |
| קערת שירותים עם ברז | 1,4 | 1,4 |
| שירותים עם בור מים | 0,10 | 0,10 |
| תא מקלחת | 0,08 | 0,12 |
| מֶרחָץ | 0,17 | 0,25 |
| כְּבָסִים | 0,08 | 0,12 |
| כִּיוֹר | 0,08 | 0,12 |
בבנייני דירות, בעת חישוב הצריכה, משתמשים במקדם ההסתברות לשימוש בו זמנית במכשירים. מספיק לנו פשוט לסכם את צריכת המים באמצעות מכשירים שניתן להשתמש בהם בו זמנית. נניח כיור, תא מקלחת וקערת שירותים יתנו זרימה כוללת של 0.12 + 0.12 + 0.10 = 0.34 l / s.
תמצית צריכת מים באמצעות מכשירים המסוגלים לפעול בו זמנית.
איזה דוד מים לבחור?
תרשים דוודים.
תלוי במשימה שהוקצתה לכם, חישוב הדוד המתאים לכם יכול להיעשות בשתי דרכים. במקרה הראשון, נפח המים המאוחסן נלקח בחשבון ומחושבת הקיבולת של מחליף החום ואספקת החשמל. בשנייה, נפח דוד מים מחושב לאחסון חום שנוצר לאורך זמן מסוים על ידי מקור של כוח מסוים.
צריך להבין שלא משנה באיזו טכניקה תשתמש, יכולת ההצטברות של המים תמיד מאופיינת ביכולת החום שלהם. ערך זה קבוע והוא שווה ל- 4.187 kJ.kg / ° С. משמעות הדבר היא, למשל, כדי לחמם 1 ק"ג מים ב -1 מעלות צלזיוס, עליכם לספק כמות חום השווה ל -4.187 קג"י. וזה דורש 1,163 קוט"ש.
מכשיר לדוד חשמלי.
לדוגמה, אם יש לך דוד מים בנפח 1000 ליטר, ואתה צריך לחמם את המים עד 50 מעלות צלזיוס, אז הביקוש לאנרגיית חום מחושב כדלקמן: 1000 × 50 = 58 קוט"ש.
הכוח של מחליף החום תלוי בהפרש הטמפרטורה בין המים המחוממים למים, כמו גם במקדם העברת החום. עבור כל מחליף חום ספציפי, מקדם העברת החום יהיה אינדיבידואלי. לכן, נוסחה אוניברסלית לחישוב דוד מים אינה יכולה להתקיים. והדרך הקלה ביותר לבחור מחליף חום היא הדיאגרמות שהיצרנים מציינים במפרט הטכני למחממי המים שלהם.
לאחר שזכרתם את האמת הפשוטה הזו, תוכלו להמשיך ולשקול את המאפיינים האישיים.
מכשיר דוד חשמלי סטנדרטי
תרשים מיכל אחסון הדוד.
בארצנו מקובל בדרך כלל שמחמם מים ודוד הם מכשירים שונים. אך למעשה, כל ההבדל הוא שבדוד יש מיכל אחסון לחימום ואחסון מים חמים. לכן בספרות הטכנית הם מכונים "מחממי מים לאחסון". כמו כן, הדודים שונים במקור החום. יש כיום מערכות חימום ישירות ועקיפות. אם המכשיר עצמו מייצר חום באמצעות תנור תרמו-אלקטרי או מבער גז, הרי שמדובר במערכת חימום ישירה. חימום עקיף מתרחש עקב נושא החום המחומם לטמפרטורה מסוימת מדוד החימום. לרוב משתמשים במחממי מים לאחסון, תוכלו לראות את התרשים שלהם בתמונה 1.
טבלת חישוב של דוד מים לאחסון.
לפני שתחליט על רכישת דוד מים ספציפי, יש צורך לחשב את כל הפרמטרים ולקחת בחשבון את התכונות של הבית שלך ואת תנאי השימוש העתידי. הקפד להעריך את הפרמטרים הבאים:
- מצב חיווט חשמלי;
- עומס אפשרי על חיווט חשמלי;
- זמינות היכולת להתחבר לתקשורת גז;
- יכולת השירות של כל הציוד המשרת את הבית (כולל משאבות מים, אם בכלל).
התקנת דוד מים לאחסון (דוד).
בנוסף, יש צורך לקחת בחשבון את מספר האנשים שישתמשו בדוד המים ולתכנן בערך כמה מים חמים הם יצרכו מדי יום. לאחר מכן, תוכלו להתחיל לבחור דגם ספציפי.
על מנת לבחור דוד מים המתאים לך, תחילה עליך להחליט על המאפיינים העיקריים שלו, כלומר:
- מקור האנרגיה המתאים ביותר;
- נפח מים מחומם נדרש;
- צריכת נוזל קירור;
- זמן חימום.
על פי פרמטרים אלה מחושב דוד המים.
מקור אנרגיה לחימום מים
מעגל חימום הדוד.
גז וחשמל משמשים כמקורות האנרגיה העיקריים של מחממי מים. ישנם גם מקורות אקזוטיים יותר כמו פאנלים סולאריים, אך הם אינם נפוצים במיוחד בארצנו. לכן, על מנת לבצע חישוב מדויק, יש צורך להשוות את היתרונות והחסרונות של גז וחשמל.
- תנורי מים חשמליים זמינים בנפחים של 1 עד 6 קילוואט. ההספק של דוד גז מתחיל מ -4 קילוואט.
- ככלל, למחממי גז מסוג אחסון יש מיכל מים חמים גדול יותר (עד 150 ליטר), ואילו חשמליים לעיתים רחוקות עולים על 100 ליטר.
- עלות הדלק ברוסיה זולה בהרבה מחשמל.
תרשים של מכשיר דוד לחץ.
נראה כי הבחירה ברורה מאליה ואין צורך לבצע חישובים מורכבים. ייקח כמחצית מהזמן לקבל 100-150 ליטר מים חמים באמצעות דוד מים מאשר להשתמש במערכת המופעלת באמצעות חשמל. אך מכשירים חשמליים אינם דורשים ציוד קו חשמל נוסף - מספיק להם שקע פשוט. אין חובה להזמין מומחים להתקין דוד כזה. ואילו דוד גז חייב להיות מחובר לצינור גז, שאינו זמין בכל קוטג 'קיץ. בנוסף, נדרשת ארובה להתקנה בטוחה של דוד מים מונע גז.
אי אפשר להשוות מחירים לדודים עם מקורות חשמל שונים. עלות מערכות החשמל תלויה בעיקר בכוח גוף החימום ובנפח המיכל. המחיר למחממי מים המופעלים בגז נוצר בהתאם לסוג תא הבעירה. הם פנימיים וחיצוניים. התקנת ציוד עם תא פנימי דורשת מאמץ וזמן מינימלי. אך מכשירים כאלה עולים בערך כפליים מדודים עם תא חיצוני.
יש לקחת עוד תנאי אחד. דודי גז מסוגלים לחמם את האוויר בצורה משמעותית. בתנאים של קוטג'ים בקיץ וחדרים קטנים, תכונה כזו יכולה להפוך לבעיה אמיתית אם אתה מציב דוד מים, למשל, במטבח.
לכן, אי אפשר לתת המלצות חד משמעיות לבחירת דוד עם מקור אנרגיה ספציפי.
צומת
חישוב חתך צינור אספקת מים יכול להתבצע בשתי דרכים:
- בחירה לפי טבלת הערכים.
- מחושב על פי קצב הזרימה המרבי המותר.
בחירה לפי טבלה
למעשה, הטבלה אינה מצריכה הערות.
| קידוח צינור נומינלי, מ"מ | צריכה, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
לדוגמה, עבור קצב זרימה של 0.34 l / s, צינור DU15 מספיק.
שימו לב: DN (משעמם סמלי) שווה בערך לקוטר הפנימי של צינור המים והגז. עבור צינורות פולימרים המסומנים בקוטר חיצוני, הפנימי שונה ממנו בערך בצעד: נניח, צינור פוליפרופילן 40 מ"מ קוטרו פנימי כ 32 מ"מ.
השעמום הנומינלי שווה בערך לקוטר הפנימי.
חישוב קצב הזרימה
חישוב קוטר מערכת אספקת המים על ידי קצב זרימת המים דרכה יכול להתבצע באמצעות שתי נוסחאות פשוטות:
- נוסחאות לחישוב שטח קטע ברדיוס שלו.
- נוסחאות לחישוב קצב הזרימה דרך קטע ידוע בקצב זרימה ידוע.
הנוסחה הראשונה היא S = π r ^ 2. בּוֹ:
- S הוא שטח החתך הנדרש.
- π הוא pi (בערך 3.1415).
- r הוא רדיוס החלק (מחצית ה- DN או הקוטר הפנימי של הצינור).
הנוסחה השנייה נראית כמו Q = VS, שם:
- ש - צריכה;
- V הוא קצב הזרימה;
- S הוא שטח החתך.
לנוחות החישובים, כל הערכים מומרים ל- SI - מטרים, מטרים רבועים, מטרים לשנייה ומטר מעוקב לשנייה.
יחידות SI.
בואו נחשב במו ידינו את ה- DN המינימלי של הצינור עבור נתוני הקלט הבאים:
- קצב הזרימה דרכו הוא כל אותו 0.34 ליטר לשנייה.
- מהירות הזרימה המשמשת בחישובים היא המקסימלית המותרת 1.5 מ / ש.
בוא נתחיל.
- קצב הזרימה בערכי SI יהיה שווה ל- 0.00034 m3 / s.
- שטח החתך על פי הנוסחה השנייה חייב להיות לפחות 0.00034 / 1.5 = 0.00027 מ"ר.
- ריבוע הרדיוס לפי הנוסחה הראשונה הוא 0.00027 / 3.1415 = 0.000086.
- קח את השורש הריבועי של המספר הזה. הרדיוס הוא 0.0092 מטר.
- כדי לקבל DN או קוטר פנימי, הכפל את הרדיוס בשניים. התוצאה היא 0.0184 מטר, או 18 מילימטרים. כפי שאתה יכול לראות בקלות, זה קרוב לזה שמתקבל בשיטה הראשונה, אם כי זה לא בדיוק עולה בקנה אחד עם זה.
צריכת חשמל
לאחר שהגעתם להחלטה לגבי הצורך לרכוש ולחשב את נפח דוד החימום העקיף, עליכם לחשב כמה מים חמים דרושים לקיום רגיל. בואו נדמיין משפחה של 4 נפשות ונבצע ניתוח יומי ממוצע למשך שבוע ושיא (בוקר יום העבודה) על צריכת מים חמים.
- ניתוח שבועי
- על מנת לשטוף את הכלים תצטרכו כ -5 ליטר מים חמים לדקה. זמן השטיפה נלקח בחשבון, זה בערך 5 דקות. אני שוטף את הצלחות שלי פעמיים ביום, אנו מקבלים 50 ליטר מים חמים המשמשים לכלי מטבח ליום. אנו מכפילים 7 ימים בסך הכל 350 ליטר בשבוע.
- כל אדם עושה אמבטיה 2-3 פעמים בשבוע, תוך שהוא מוציא כ -170 ליטר. 4 * 2.5 = 10 * 170 = 1700 ליטר בשבעה ימים.
- התקלחו 4-5 פעמים נוספות למשך 10 דקות בקצב זרימה של כ- 12 ליטר / דקה. 4.5 * 10 * 12 = 540 לבן משפחה בהתאמה לכל 2160 ליטרים בשבוע.
- היגיינה קטנה (רחיצת ידיים, נעליים, ניקיון הבית) - כ -10 ליטר לאדם ליום יסתכם ב -280 ליטר לתקופת הלימוד.
סה"כ - 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 ליטר בשבוע. בואו נוסיף אורחים שנכנסו ובמקרה שנקבל נתון משוער של כ 5000 ליטר בשבוע. אבל הדוד נחשב בשעות, אתה צריך לתרגם ליחידות שלו. 5000/7/24 = 30 ליטר לשעה של מים חמים היא הצריכה הממוצעת של משפחה בת 4 נפשות.
בהתבסס על הנתונים שלנו ליחס הטמפרטורה והספק, אנו מקבלים את צריכת החשמל הממוצעת הנדרשת - 30 * 0.0375 = 1.125 קילוואט / שעה.
לַחַץ
נתחיל בכמה הערות כלליות:
- לחץ אופייני בקו אספקת המים הקרים הוא בין 2 ל -4 אטמוספרות (ק"ג / סמ"ק)... זה תלוי במרחק לתחנת השאיבה הקרובה ביותר או למגדל המים, בשטח, במצב הרשת, סוג השסתומים על אספקת המים הראשית ומספר גורמים אחרים.
- הלחץ המינימלי המוחלט המאפשר לכל גופי הצנרת המודרניים ומכשירי החשמל הביתיים המשתמשים במים לעבוד הוא 3 מטרים... ההוראה למחממי מים מיידיים של Atmor, למשל, אומרת באופן ישיר כי סף התגובה התחתון של חיישן הלחץ הכולל חימום הוא 0.3 ק"ג / ס"מ.
חיישן הלחץ של המכשיר מופעל בלחץ של 3 מטרים.
התייחסות: בלחץ אטמוספרי, 10 מטר ראש תואמים לחץ יתר של ק"ג / סמ"ק.
בפועל, על מתקן קצה, עדיף ראש מינימלי של חמישה מטרים. מרווח קטן מפצה על הפסדים בחיבורים, שסתומי כיבוי והמכשיר עצמו.
עלינו לחשב את ירידת הראש בצינור באורך ובקוטר ידועים. אם ההפרש בלחץ המתאים ללחץ בקו הראשי וירידת הלחץ במערכת אספקת המים הוא יותר מ -5 מטרים, מערכת אספקת המים שלנו תפעל ללא דופי.אם הוא פחות, עליכם להגדיל את קוטר הצינור או לפתוח אותו על ידי שאיבה (שמחירם, אגב, יעלה בבירור על גידול בעלויות הצינורות עקב עלייה בקוטרם בצעד אחד. ).
אז איך מתבצע חישוב הלחץ ברשת אספקת המים?
כאן הנוסחה H = iL (1 + K) תקפה, בה:
- H הוא הערך הנכסף של ירידת הלחץ.
- אני מה שנקרא המדרון ההידראולי של הצינור.
- L הוא אורך הצינור.
- K הוא מקדם הנקבע על ידי הפונקציונליות של מערכת אספקת המים.
הדרך הקלה ביותר היא לקבוע את ה- K.
זה שווה ל:
- 0.3 למטרות משק בית ושתייה.
- 0.2 לתעשייה או כיבוי אש.
- 0.15 לשריפה וייצור.
- 0.10 לכבאי.
בתצלום יש מערכת אספקת מי אש.
אין קשיים מיוחדים במדידת אורך הצינור או קטעו; אך המושג הטיה הידראולית דורש דיון נפרד.
ערכו מושפע מהגורמים הבאים:
- חספוס קירות הצינור, אשר, בתורו, תלוי בחומרם ובגילם. לפלסטיקה משטח חלק יותר מפלדה או ברזל יצוק; בנוסף, צינורות פלדה גדלים עם מרבצי אבנית וחלודה לאורך זמן.
- קוטר הצינור. היחס ההפוך פועל כאן: ככל שהוא קטן יותר, כך יש יותר צינורות להתנגדות לתנועת המים בו.
- קצב זרימה. עם עלייתו, גם ההתנגדות גוברת.
לפני זמן מה היה צורך לקחת בחשבון גם הפסדים הידראוליים במסתמים; עם זאת, שסתומי כדור מודרניים עם מלא משעמם יוצרים את אותה התנגדות כמו צינור ולכן ניתן להתעלם מהם בבטחה.
לשסתום כדור פתוח אין כמעט עמידות לזרימת מים.
חישוב השיפוע ההידראולי בעצמך הוא בעייתי מאוד, אך למרבה המזל, זה לא הכרחי: את כל הערכים הנחוצים ניתן למצוא בטבלאות Shevelev כביכול.
כדי לתת לקורא מושג מה עומד על כף המאזניים, אנו מציגים שבר קטן של אחד השולחנות לצינור פלסטיק בקוטר 20 מ"מ.
| צריכה, l / s | מהירות זרימה, 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 |
מהו 1000i בעמודה הימנית ביותר בטבלה? זהו רק ערך השיפוע ההידראולי לכל 1000 מטרים לינאריים. כדי לקבל את הערך של i עבור הנוסחה שלנו, מספיק לחלק אותה ל -1000.
בואו נחשב את ירידת הלחץ בצינור בקוטר 20 מ"מ באורך של 25 מטר וקצב זרימה של מטר וחצי לשנייה.
- אנו מחפשים את הפרמטרים המתאימים בטבלה. על פי נתוניה, 1000i בתנאים המתוארים הוא 221.8; i = 221.8 / 1000 = 0.2218.
שולחנותיו של שבלב הודפסו פעמים רבות מאז הפרסום הראשון.
- החלף את כל הערכים לנוסחה. H = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 מטר. עם לחץ בכניסה של מערכת אספקת המים של 2.5 אטמוספרות ביציאה, זה יהיה 2.5 - (7.2 / 10) = 1.78 ק"ג / ס"מ, וזה יותר משביע רצון.
חיבור של דוד חימום עקיף עם מחזור
הצנרת לסוגים שונים של דודי חימום עקיפים עם מחזור מבוצעת על פי השרטוט. בבחירת רכיבים חשוב לקחת בחשבון את התכונות של מערכת חימום ביתית.
לצורך צנרת מעגל המים לדוד, ניתן להשתמש בשלוש מערכות ההתקנה הבאות:
- התקנת שסתומים תלת כיווניים.
- התקנת משאבת זרימה כפולה.
- ויסות באמצעות חצים הידראוליים.
השימוש במערכות מחזור נוזלים מגדיל משמעותית את ביצועי מערכות החימום ועל ידי הגברת היעילות בעת חימום נוזלים וחדרים מדודים.
בעת התקנת מערכות סלילה עקיפות עם שסתומים תלת כיווניים, יש לזכור כי שיטה זו מיועדת לטנקים עם תזוזה מוגברת. בעת פיתוח מערכת כזו, מחושב כיצד תתבצע התקנת חימום כפול מעגל.
חיבור הדוד לציוד הדוד
חשוב מאוד לנטר מידע על טמפרטורת המים.במצב בו למים במיכלי הדודים טמפרטורת חימום מוגדרת גבוהה בהרבה מאשר במעגלי החימום של מערכות החימום עצמן, זה יכול להוביל להפעלה שגויה של כל הציוד.
זה ימנע מעבר לחימום מעגלי החימום. ישנן אפשרויות להתקנת דודי חימום עקיפים באמצעות שני מעגלים. בחירת האפשרות הנדרשת תלויה גם במים במערכת אספקת המים. במצב בו הנוזל בערוץ הראשי הוא בעל קשיחות גבוהה, עדיף להשתמש בהתקנת מערכות עם שסתומים תלת כיווניים, מכיוון שמערכות דו-מעגליות יכולות להתקלקל במהירות בגלל חסימות.
