Šio straipsnio tema yra vandens tiekimo tinklų skaičiavimas privačiame name. Kadangi įprasta mažų namelių vandens tiekimo schema nėra labai sudėtinga, mes neturime eiti į sudėtingų formulių džiungles; tačiau skaitytojui teks įsisavinti tam tikrą teorijos kiekį.
Privačiojo namo vandens tiekimo sistemos fragmentas. Kaip ir bet kuriai kitai inžinerinei sistemai, šiai reikia išankstinių skaičiavimų.
Kotedžo laidų ypatybės
Kas iš tikrųjų yra lengvesnė vandens tiekimo sistema privačiame name nei daugiabutyje (žinoma, be viso santechnikos įrenginių skaičiaus)?
Yra du esminiai skirtumai:
- Naudojant karštą vandenį, paprastai nereikia užtikrinti nuolatinės cirkuliacijos per stovus ir šildomus rankšluosčių bėgelius.
Esant cirkuliaciniams įdėklams, karšto vandens tiekimo tinklo skaičiavimas pastebimai komplikuojasi: vamzdžiai turi praeiti per save ne tik gyventojų išardytą vandenį, bet ir nuolat cirkuliuojančias vandens mases.
Mūsų atveju atstumas nuo santechnikos įrenginių iki katilo, kolonos ar prijungimo prie linijos yra pakankamai mažas, kad būtų ignoruojamas karšto vandens tiekimo į čiaupą greitis.
Svarbu: tiems, kurie nesusidūrė su karšto vandens cirkuliacijos schemomis - šiuolaikiniuose daugiabučiuose karšto vandens tiekimo stovai jungiami poromis. Dėl atraminės poveržlės sukurtų jungčių slėgio skirtumo vanduo nuolat cirkuliuoja per stovus. Tai užtikrina greitą karšto vandens tiekimą į maišytuvus ir ištisus metus šildomus rankšluosčių džiovintuvus vonios kambariuose.
Šildomas rankšluosčių džiovintuvas kaitinamas nuolat cirkuliuojant per karšto vandens stovus.
- Vandens tiekimo sistema privačiame name yra padalinta pagal aklavietės schemą, o tai reiškia nuolatinę apkrovą tam tikroms laidų dalims. Palyginimui, vandens tiekimo žiedinio tinklo (leidžiančio kiekvieną vandens tiekimo sistemos atkarpą maitinti iš dviejų ar daugiau šaltinių) apskaičiavimas turi būti atliekamas atskirai kiekvienai iš galimų prisijungimo schemų.
Kiti parametrai
Pirmiau nurodyti katilo pasirinkimo kriterijai yra pagrindiniai, tačiau yra ir kitų savybių, kurios gali turėti įtakos tam tikro modelio pasirinkimui, pavyzdžiui, apdirbimas ir medžiaga, taip pat įrangos kaina. Laikoma, kad patvariausios talpyklos yra pagamintos iš nerūdijančio plieno. Svarbus privalumas yra nuimamo šilumokaičio buvimas, kad galėtumėte pats jį pašalinti. Turėtumėte vengti pirkti prietaisus, kuriuose izoliacija naudojama putplasčio kaučiukas, nes ši medžiaga yra labai trumpalaikė. Be to, katilo kaina tiesiogiai priklauso nuo gamintojo ir šalies, kurioje surinkta įranga.
Karšto vandens sistema daro jūsų namus patogius ir jaukius. Tai lengva pasiekti naudojant kokybišką vandens šildytuvą. Šiuo metu modelių pasirinkimas yra puikus ir, apskaičiavę reikiamus parametrus, kiekvienas gali pasirinkti įrangą su geru kainos ir kokybės santykiu.
Ką mes galvojame
Mes privalome:
- Apskaičiuokite vandens suvartojimą esant didžiausiam suvartojimui.
- Apskaičiuokite vandens vamzdžio, kuris gali suteikti tokį srautą priimtinu srautu, skerspjūvį.
Pastaba: maksimalus vandens srautas, kai jis nekelia hidraulinio triukšmo, yra apie 1,5 m / s.
- Apskaičiuokite galvą ant galinio tvirtinimo elemento. Jei jis yra nepriimtinai mažas, verta apsvarstyti galimybę padidinti dujotiekio skersmenį arba sumontuoti tarpinį siurblį.
Mažai tikėtina, kad žemas slėgis ant galinio maišytuvo patiks savininkui.
Suformuluojamos užduotys. Pradėkime.
Vartojimas
Tai galima apytiksliai įvertinti pagal atskirų santechnikos įrenginių vartojimo normas. Jei pageidaujama, duomenis galima lengvai rasti viename iš SNiP 2.04.01-85 priedų; skaitytojo patogumui pacituosime iš jo
| Prietaiso tipas | Šalto vandens suvartojimas, l / s | Bendras karšto ir šalto vandens suvartojimas, l / s |
| Laistymo čiaupas | 0,3 | 0,3 |
| Tualeto dubuo su čiaupu | 1,4 | 1,4 |
| Tualetas su bakeliu | 0,10 | 0,10 |
| Dušo kabina | 0,08 | 0,12 |
| Vonia | 0,17 | 0,25 |
| Skalbimas | 0,08 | 0,12 |
| Praustuvas | 0,08 | 0,12 |
Daugiabučiuose namuose, skaičiuojant suvartojimą, naudojamas prietaisų naudojimo vienu metu tikimybės koeficientas. Mums pakanka paprasčiausiai susumuoti vandens suvartojimą per prietaisus, kuriuos galima naudoti tuo pačiu metu. Tarkime, kriauklė, dušo kabina ir tualeto dubuo suteiks bendrą 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s srautą.
Sumuojamas vandens suvartojimas per prietaisus, galinčius veikti vienu metu.
Kurį vandens šildytuvą pasirinkti?
Katilo schema.
Priklausomai nuo jums paskirtos užduoties, jums tinkamo katilo apskaičiavimą galima atlikti dviem būdais. Pirmuoju atveju atsižvelgiama į sukauptą vandens tūrį ir apskaičiuojamas šilumokaičio bei elektros energijos tiekimo pajėgumas. Antruoju atveju apskaičiuojamas vandens šildytuvo tūris tam, kad būtų saugoma šiluma, kurią tam tikrą laiką generuoja tam tikros galios šaltinis.
Reikėtų suprasti, kad nesvarbu, kokią techniką naudosite, vandens kaupiamoji galia visada būdinga jo šilumos talpa. Ši vertė yra pastovi ir lygi 4,187 kJ.kg / ° C. Tai reiškia, kad, pavyzdžiui, norint pašildyti 1 kg vandens 1 ° C, reikia pateikti 4,187 kJ šilumos kiekį. Tam reikia 1163 kWh.
Elektrinio katilo įtaisas.
Pavyzdžiui, jei turite vandens šildytuvą, kurio tūris yra 1000 litrų, ir jums reikia pašildyti vandenį iki 50 ° C, tada šilumos energijos poreikis apskaičiuojamas taip: 1000 × 50 = 58 kWh.
Šilumokaičio galia priklauso nuo temperatūros skirtumo tarp pašildyto ir pašildyto vandens, taip pat nuo šilumos perdavimo koeficiento. Kiekvieno konkretaus šilumokaičio šilumos perdavimo koeficientas bus individualus. Todėl universali vandens šildytuvo skaičiavimo formulė negali egzistuoti. Lengviausias būdas pasirinkti šilumokaitį yra diagramos, kurias gamintojai nurodo savo vandens šildytuvų techninėse specifikacijose.
Prisiminę šią paprastą tiesą, galite pradėti svarstyti individualias savybes.
Standartinis elektrinio katilo įtaisas
Katilo laikymo bako schema.
Mūsų šalyje yra visuotinai priimta, kad vandens šildytuvas ir katilas yra skirtingi įtaisai. Bet iš tikrųjų visas skirtumas yra tas, kad katile yra akumuliacinė talpa, skirta šildyti ir laikyti karštą vandenį. Štai kodėl techninėje literatūroje jie vadinami „akumuliaciniais vandens šildytuvais“. Taip pat katilai skiriasi šilumos šaltiniu. Dabar yra tiesioginio ir netiesioginio šildymo sistemos. Jei prietaisas šilumą gamina pats naudodamas termoelektrinį šildytuvą arba dujų degiklį, tai yra tiesioginio šildymo sistema. Netiesioginis šildymas atsiranda dėl šildymo agento, tiekiamo iš šildymo katilo iki tam tikros temperatūros. Dažniausiai naudojami akumuliaciniai vandens šildytuvai, jų schemą galite pamatyti 1 paveiksle.
Laikymo vandens šildytuvo skaičiavimo lentelė.
Prieš priimant sprendimą dėl konkretaus vandens šildytuvo pirkimo, būtina apskaičiuoti visus parametrus ir atsižvelgti į jūsų namo ypatybes ir būsimo naudojimo sąlygas. Būtinai įvertinkite šiuos parametrus:
- elektros laidų būklė;
- galima apkrova elektros laidams;
- galimybė prisijungti prie dujų komunikacijų;
- visos namą aptarnaujančios įrangos (įskaitant vandens siurblius, jei tokių yra) tinkamumas naudoti.
Laikomo vandens šildytuvo (katilo) įrengimas.
Be to, būtina atsižvelgti į žmonių, kurie naudosis vandens šildytuvu, skaičių ir apytiksliai suplanuoti, kiek karšto vandens jie suvartos kiekvieną dieną. Po to galite pradėti pasirinkti konkretų modelį.
Norėdami pasirinkti sau tinkamą vandens šildytuvą, pirmiausia turėtumėte nuspręsti dėl jo pagrindinių savybių, būtent:
- tinkamiausias energijos šaltinis;
- reikalingas šildomo vandens tūris;
- aušinimo skysčio suvartojimas;
- šildymo laikas.
Pagal šiuos parametrus apskaičiuojamas vandens šildytuvas.
Energijos šaltinis vandeniui šildyti
Katilo šildymo kontūras.
Dujos ir elektra yra naudojami kaip pagrindiniai vandens šildytuvų energijos šaltiniai. Yra ir daugiau egzotinių šaltinių, tokių kaip saulės baterijos, tačiau mūsų šalyje jie nėra labai paplitę. Todėl norint tiksliai apskaičiuoti, būtina palyginti dujų ir elektros privalumus ir trūkumus.
- Elektriniai vandens šildytuvai galimi nuo 1 iki 6 kW. Dujų katilo galia prasideda nuo 4 kW.
- Paprastai sandėliavimo tipo dujiniai vandens šildytuvai turi didesnę karšto vandens talpą (iki 150 litrų), o elektriniai - retai viršija 100 litrų.
- Dujų kaina Rusijoje yra daug pigesnė nei elektros.
Slėginio vandens šildytuvo įtaiso schema.
Atrodo, kad pasirinkimas yra akivaizdus ir nereikia atlikti sudėtingų skaičiavimų. Norint gauti 100–150 litrų karšto vandens naudojant dujinį vandens šildytuvą, reikės maždaug pusės laiko, nei naudojant elektros energiją naudojančią sistemą. Bet elektriniams prietaisams nereikia papildomos elektros linijos įrangos - jiems pakanka paprasto lizdo. Tokio katilo įrengti nereikia kviesti specialistų. Dujinis vandens šildytuvas turi būti prijungtas prie dujotiekio, kurio nėra kiekviename vasarnamyje. Be to, norint saugiai įrengti dujinį vandens šildytuvą, reikalingas kaminas.
Neįmanoma palyginti skirtingų katilų su įvairiais energijos šaltiniais kainų. Elektros sistemų kaina pirmiausia priklauso nuo šildymo elemento galios ir bako tūrio. Dujinių vandens šildytuvų kaina susidaro priklausomai nuo degimo kameros tipo. Jie yra vidiniai ir išoriniai. Įrangos su vidine kamera montavimas reikalauja minimalių pastangų ir laiko. Bet tokie prietaisai kainuoja maždaug dvigubai daugiau nei katilai su išorine kamera.
Reikia atsižvelgti į dar vieną sąlygą. Dujų katilai gali žymiai pašildyti orą. Vasaros rezidencijos ir mažų kambarių sąlygomis tokia funkcija gali tapti tikra problema, jei, pavyzdžiui, virtuvėje pastatysite vandens šildytuvą.
Todėl neįmanoma pateikti vienareikšmių rekomendacijų, kaip pasirinkti katilą su konkrečiu energijos šaltiniu.
Skerspjūvis
Skaičiuoti vandens tiekimo vamzdžio skerspjūvį galima dviem būdais:
- Pasirinkimas pagal vertybių lentelę.
- Skaičiuojama pagal didžiausią leistiną srautą.
Atranka pagal lentelę
Tiesą sakant, lentelėje nereikia komentuoti.
| Vardinis vamzdžio skylė, mm | Vartojimas, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Pavyzdžiui, jei srautas yra 0,34 l / s, pakanka DU15 vamzdžio.
Atkreipkite dėmesį: DN (vardinė skylė) yra maždaug lygi vidiniam vandens ir dujų vamzdžio skersmeniui. Polimerinių vamzdžių, pažymėtų išoriniu skersmeniu, vidinis nuo jo skiriasi maždaug pakopomis: tarkime, 40 mm polipropileno vamzdžio vidinis skersmuo yra apie 32 mm.
Vardinis skylė yra maždaug lygi vidiniam skersmeniui.
Srauto greičio apskaičiavimas
Skaičiuojant vandens tiekimo sistemos skersmenį pagal vandens srautą per jį, galima atlikti dvi paprastas formules:
- Pjūvio ploto išilgai jo spindulio apskaičiavimo formulės.
- Formulės, skirtos apskaičiuoti srautą per žinomą sekciją žinomu srautu.
Pirmoji formulė yra S = π r ^ 2. Jame:
- S yra reikalingas skerspjūvio plotas.
- π yra pi (maždaug 3,1415).
- r yra pjūvio spindulys (pusė DN arba vidinis vamzdžio skersmuo).
Antroji formulė atrodo Q = VS, kur:
- Q - vartojimas;
- V yra srauto greitis;
- S yra skerspjūvio plotas.
Skaičiavimo patogumui visos vertės yra konvertuojamos į SI - metrais, kvadratiniais metrais, metrais per sekundę ir kubiniais metrais per sekundę.
SI vienetai.
Savo rankomis apskaičiuokime mažiausią vamzdžio DU šiems įvesties duomenims:
- Srautas per jį yra tas pats 0,34 litro per sekundę.
- Skaičiavimuose naudojamas srauto greitis yra didžiausias leistinas 1,5 m / s.
Pradėkime.
- Srauto greitis SI reikšmėmis bus lygus 0,00034 m3 / s.
- Pjūvio plotas pagal antrąją formulę turi būti ne mažesnis kaip 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
- Spindulio kvadratas pagal pirmąją formulę yra 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Paimkite šio skaičiaus kvadratinę šaknį. Spindulys yra 0,0092 metro.
- Norėdami gauti DN arba vidinį skersmenį, spindulį padauginkite iš dviejų. Rezultatas yra 0,0184 metrai arba 18 milimetrų. Kaip lengvai matote, jis yra artimas gautam pirmuoju metodu, nors ir ne visai sutampa su juo.
Energijos sąnaudos
Priėmę sprendimą dėl būtinybės įsigyti ir apskaičiuoti netiesioginio šildymo katilo tūrį, turite apskaičiuoti, kiek šilto vandens reikia normaliam egzistavimui. Įsivaizduokite 4 asmenų šeimą ir atlikite vidutinę savaitės dienos analizę bei piko (darbo dienos rytą) karšto vandens suvartojimo tyrimą.
- Savaitės analizė
- Norėdami plauti indus, jums reikės maždaug 5 litrų šilto vandens per minutę. Atsižvelgiama į skalavimo laiką, tai yra apie 5 minutes. Aš lėkštes plaunu du kartus per dieną, per dieną gauname 50 litrų šilto vandens, naudojamo virtuvės reikmenims. Padauginame iš 7 dienų, iš viso 350 litrų per savaitę.
- Kiekvienas žmogus maudosi 2-3 kartus per savaitę, išleisdamas apie 170 litrų. 4 * 2,5 = 10 * 170 = 1700 litrų per 7 dienas.
- Dušai dar 4–5 kartus 10 minučių, esant maždaug 12 l / min. 4,5 * 10 * 12 = 540 vienam šeimos nariui, atitinkamai, už visus 2160 litrų per savaitę.
- Maža higiena (plauti rankas, batus, valyti namus) - apie 10 litrų vienam asmeniui per dieną teks 280 litrų tyrimo laikotarpiu.
Iš viso - 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 litrų per savaitę. Pridėkime atvykusius svečius ir tik tuo atveju, jei gausime apytikslę maždaug 5000 litrų per savaitę sumą. Bet katilas skaičiuojamas valandomis, reikia išversti į jo vienetus. 5000/7/24 = 30 litrų per valandą šilto vandens yra vidutinis 4 žmonių šeimos suvartojimas.
Remdamiesi temperatūros ir galios santykio skaičiais, gauname reikiamą vidutinį energijos suvartojimą - 30 * 0,0375 = 1,125 kW / h.
Slėgis
Pradėkime nuo kelių bendrų pastabų:
- Tipinis slėgis šalto vandens tiekimo linijoje yra nuo 2 iki 4 atmosferų (kgf / cm2)... Tai priklauso nuo atstumo iki artimiausios siurblinės ar vandens bokšto, nuo reljefo, magistralės būklės, pagrindinio vandens tiekimo vožtuvų tipo ir daugybės kitų veiksnių.
- Absoliutus minimalus slėgis, leidžiantis dirbti visiems šiuolaikiniams vandentiekio ar buitiniams prietaisams, naudojantiems vandenį, yra 3 metrai... Pavyzdžiui, momentinių vandens šildytuvų „Atmor“ instrukcijose tiesiogiai sakoma, kad apatinė slėgio jutiklio, įskaitant šildymą, atsako riba yra 0,3 kgf / cm2.
Prietaiso slėgio jutiklis suveikia esant 3 metrų slėgiui.
Nuoroda: esant atmosferos slėgiui, 10 metrų galvos atitinka 1 kgf / cm2 viršslėgį.
Praktiškai ant galinio tvirtinimo elemento geriau turėti mažiausiai penkių metrų galvą. Maža marža kompensuoja neapskaitytus nuostolius jungtyse, uždarymo vožtuvuose ir pačiame įrenginyje.
Turime apskaičiuoti galvos kritimą žinomo ilgio ir skersmens dujotiekyje. Jei slėgio skirtumas, atitinkantis slėgį pagrindinėje linijoje, ir slėgio kritimas vandens tiekimo sistemoje yra didesnis nei 5 metrai, mūsų vandens tiekimo sistema veiks nepriekaištingai.Jei jo yra mažiau, reikia arba padidinti vamzdžio skersmenį, arba jį atidaryti pumpuojant (kurio kaina, beje, aiškiai viršys vamzdžių sąnaudų augimą dėl to, kad jų skersmuo padidėja vienu žingsniu) ).
Taigi, kaip atliekamas slėgio vandens tiekimo tinkle apskaičiavimas?
Čia galioja formulė H = iL (1 + K), kurioje:
- H yra trokštama slėgio kritimo vertė.
- i yra vadinamasis dujotiekio hidraulinis nuolydis.
- L yra vamzdžio ilgis.
- K yra koeficientas, kurį lemia vandens tiekimo sistemos funkcionalumas.
Lengviausias būdas yra nustatyti K.
Jis lygus:
- 0,3 namų ūkio ir gėrimo tikslais.
- 0,2 - pramonės ar gaisro gesinimo.
- 0,15 gaisrui ir gamybai.
- 0,10 ugniagesiui.
Nuotraukoje yra priešgaisrinė vandens tiekimo sistema.
Nėra jokių ypatingų sunkumų matuojant dujotiekio ar jo atkarpos ilgį; tačiau hidraulinio šališkumo sąvoka reikalauja atskiro aptarimo.
Jo vertę įtakoja šie veiksniai:
- Vamzdžių sienelių šiurkštumas, kuris, savo ruožtu, priklauso nuo jų medžiagos ir amžiaus. Plastikų paviršius yra lygesnis nei plieno ar ketaus; be to, plieniniai vamzdžiai laikui bėgant apauga kalkių nuosėdomis ir rūdija.
- Vamzdžio skersmuo. Čia veikia atvirkštinis ryšys: kuo jis mažesnis, tuo didesnis vamzdyno atsparumas jame esančiam vandens judėjimui.
- Srauto greitis. Didėjant, atsparumas taip pat didėja.
Prieš kurį laiką reikėjo papildomai atsižvelgti į vožtuvų hidraulinius nuostolius; tačiau šiuolaikiniai pilnos skylės rutuliniai vožtuvai sukuria maždaug tokį patį atsparumą kaip ir vamzdis, todėl jų galima saugiai nepaisyti.
Atidarytas rutulinis vožtuvas beveik neturi atsparumo vandens srautui.
Apskaičiuoti hidraulinį nuolydį savarankiškai yra labai problematiška, tačiau, laimei, tai nėra būtina: visas reikiamas vertes galite rasti vadinamosiose Ševelevo lentelėse.
Norėdami skaitytojui įsivaizduoti, kas yra pavojus, pateikiame mažą vienos lentelės fragmentą, skirtą 20 mm skersmens plastikiniam vamzdžiui.
| Vartojimas, l / s | Srauto greitis, 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 |
Koks yra „1000i“ dešiniajame lentelės stulpelyje? Tai tik hidraulinio nuolydžio vertė 1000 linijinių metrų. Norint gauti i formulės reikšmę, pakanka ją padalyti iš 1000.
Apskaičiuokime slėgio kritimą 20 mm skersmens vamzdyje, kurio ilgis lygus 25 metrams ir pusantro metro per sekundę srautui.
- Mes ieškome atitinkamų parametrų lentelėje. Jos duomenimis, aprašytų sąlygų 1000i yra 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Nuo pat pirmojo leidimo Ševelevo lentelės buvo daug kartų perspausdintos.
- Pakeiskite visas reikšmes į formulę. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 metrai. Esant 2,5 atmosferos slėgiui prie vandens tiekimo įleidimo angos, jis bus 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, o tai yra daugiau nei patenkinama.
Netiesioginio šildymo katilo su recirkuliacija pajungimas
Įvairių netiesioginio šildymo katilų su recirkuliacija vamzdynai atliekami pagal brėžinį. Renkantis komponentus, svarbu atsižvelgti į namų šildymo sistemos ypatybes.
Vamzdžio vamzdyną prie katilo galima naudoti šiomis 3 montavimo sistemomis:
- Trieigių vožtuvų montavimas.
- Dvigubo cirkuliacijos siurblio montavimas.
- Reguliavimas naudojant hidraulines rodykles.
Skysčių recirkuliacijos sistemų naudojimas žymiai padidina šildymo sistemų našumą ir padidina efektyvumą šildant skystį ir patalpas iš katilų.
Montuojant netiesiogines vyniojimo sistemas su trijų krypčių vožtuvais, reikia nepamiršti, kad šis metodas yra skirtas padidinto tūrio cisternoms. Kuriant tokią sistemą apskaičiuojama, kaip bus atliekamas dviejų kontūrų tipo šildymo įrengimas.
Katilo prijungimas prie katilo įrangos
Labai svarbu stebėti vandens temperatūros informaciją.Esant situacijai, kai vandens katilų rezervuaruose nustatyta nustatyta šildymo temperatūra yra daug aukštesnė nei pačių šildymo sistemų šildymo kontūruose, tai gali sukelti neteisingą visos įrangos veikimą.
Tai leis išvengti perėjimo prie šildymo kontūrų šildymo. Taip pat yra galimybių įrengti netiesioginio šildymo katilus naudojant dvi grandines. Reikiamos parinkties pasirinkimas taip pat priklausys nuo vandens tiekimo sistemoje. Esant situacijai, kai skystis pagrindiniame kanale yra labai standus, geriau naudoti sistemų su trijų krypčių vožtuvais montavimą, nes dviejų grandinių sistemos gali greitai sugesti dėl užsikimšimų.
