Bu makalenin konusu, özel bir evde su temini şebekelerinin hesaplanmasıdır. Tipik bir küçük yazlık su temini planı çok karmaşık olmadığından, karmaşık formüllerin ormanına girmek zorunda değiliz; ancak okuyucunun belli bir miktar teoriyi özümsemesi gerekecektir.
Özel bir evin su temin sisteminin bir parçası. Diğer herhangi bir mühendislik sistemi gibi, bunun da ön hesaplamalara ihtiyacı var.
Yazlık kablolamanın özellikleri
Aslında, özel bir evde su temini sistemi bir apartmanda olduğundan daha kolay (tabii ki, toplam sıhhi tesisat armatürü sayısına ek olarak) nedir?
İki temel fark vardır:
- Sıcak suyla, kural olarak, yükselticiler ve ısıtılmış havlu rayları boyunca sürekli sirkülasyon sağlamaya gerek yoktur.
Sirkülasyon eklerinin varlığında, sıcak su tedarik şebekesinin hesaplanması belirgin şekilde daha karmaşık hale gelir: boruların, sadece sakinler tarafından sökülen suyu değil, aynı zamanda sürekli dolaşan su kütlelerini de kendileri geçmesi gerekir.
Bizim durumumuzda, sıhhi tesisat armatürlerinden kazan, kolon veya hatta bağlantıya olan mesafe, musluğa giden sıcak su besleme oranını göz ardı edecek kadar küçüktür.
Önemli: DHW sirkülasyon şemalarına rastlamayanlar için - modern apartman binalarında, sıcak su kaynağı yükselticileri çiftler halinde bağlanır. Tespit rondelası tarafından oluşturulan bağlantılardaki basınç farkı nedeniyle, su yükselticilerden sürekli olarak sirküle edilir. Bu, bataryalara hızlı bir sıcak su temini ve banyolarda ısıtmalı havlu askılarının yıl boyunca ısıtılmasını sağlar.
Isıtmalı havlu askısı, sıcak su yükselticilerinden sürekli sirkülasyonla ısıtılır.
- Özel bir evdeki su temini sistemi, kablolamanın belirli bölümlerinde sabit bir yük anlamına gelen çıkmaz bir şemaya göre bölünmüştür. Karşılaştırma için, su tedarik halkası ağının hesaplanması (su tedarik sisteminin her bir bölümüne iki veya daha fazla kaynaktan güç sağlanmasına izin verilir) olası bağlantı şemalarının her biri için ayrı ayrı yapılmalıdır.
Diğer parametreler
Bir kazan seçmek için yukarıdaki kriterler ana kriterlerdir, ancak işçilik ve malzeme gibi belirli bir modelin seçimini ve ayrıca ekipmanın maliyetini etkileyebilecek başka özellikler de vardır. En dayanıklı tanklar paslanmaz çelikten yapılmış olanlardır. Önemli bir avantaj, çıkarılabilir bir ısı eşanjörünün varlığıdır, böylece onu kendiniz kireçten arındırabilirsiniz. Bu malzeme çok kısa ömürlü olduğu için yalıtım olarak köpük kauçuğu kullanan cihazlar satın almaktan kaçınmalısınız. Ek olarak, bir kazanın fiyatı doğrudan üreticiye ve ekipmanın monte edildiği ülkeye bağlıdır.
Sıcak su sistemi evinizi konforlu ve rahat hale getirir. Kaliteli bir su ısıtıcısı ile bunu başarmak kolaydır. Model seçimi şu anda harika ve gerekli parametreleri hesapladıktan sonra herkes iyi bir fiyat-kalite oranına sahip ekipmanı seçebilir.
Ne düşünüyoruz
Zorundayız:
- En yüksek tüketimde su tüketimini tahmin edin.
- Bu debiyi kabul edilebilir bir debide sağlayabilecek su borusu kesitini hesaplayın.
Not: Hidrolik gürültü üretmediği maksimum su akış hızı yaklaşık 1,5 m / s'dir.
- Son fikstürdeki kafayı hesaplayın. Kabul edilemez derecede düşükse, boru hattının çapını artırmayı veya bir ara pompa kurmayı düşünmeye değer.
Son karıştırıcıdaki düşük basınç, sahibini pek memnun etmeyecektir.
Görevler formüle edilmiştir. Başlayalım.
Tüketim
Bireysel sıhhi tesisat armatürleri için tüketim oranları ile kabaca tahmin edilebilir. Veriler, istenirse, SNiP 2.04.01-85 eklerinden birinde kolayca bulunabilir; okuyucunun rahatlığı için ondan bir alıntı sunuyoruz.
| Cihaz tipi | Soğuk su tüketimi, l / s | Toplam sıcak ve soğuk su tüketimi, l / s |
| Sulama musluğu | 0,3 | 0,3 |
| Musluklu klozet | 1,4 | 1,4 |
| Sarnıçlı tuvalet | 0,10 | 0,10 |
| Duşakabin | 0,08 | 0,12 |
| Banyo | 0,17 | 0,25 |
| Yıkama | 0,08 | 0,12 |
| Lavabo | 0,08 | 0,12 |
Apartman binalarında tüketim hesaplanırken eş zamanlı cihaz kullanımının olasılık katsayısı kullanılır. Su tüketimini aynı anda kullanılabilen cihazlarla özetlemek bizim için yeterli. Diyelim ki bir lavabo, bir duş kabini ve bir klozet toplam 0.12 + 0.12 + 0.10 = 0.34 l / s akış verecek.
Aynı anda çalışabilen cihazlar aracılığıyla su tüketimi özetlenmiştir.
Hangi su ısıtıcısı seçilir?
Kazan diyagramı.
Size verilen göreve bağlı olarak sizin için doğru olan kazanın hesaplanması iki şekilde yapılabilir. İlk durumda, depolanan su hacmi dikkate alınır ve ısı eşanjörünün kapasitesi ve güç kaynağı hesaplanır. İkincisi, belirli bir güç kaynağı tarafından belirli bir süre boyunca üretilen ısının depolanması için bir su ısıtıcısının hacmi hesaplanır.
Hangi tekniği kullanırsanız kullanın, suyun biriktirme kapasitesinin her zaman ısı kapasitesi ile karakterize edildiği anlaşılmalıdır. Bu değer sabittir ve 4.187 kJ.kg / ° C'ye eşittir. Bu, örneğin 1 kg suyu 1 ° C ısıtmak için 4.187 kJ'ye eşit miktarda ısı sağlamanız gerektiği anlamına gelir. Ve bu 1.163 kWh gerektirir.
Elektrikli kazan cihazı.
Örneğin 1000 litre hacimli bir su ısıtıcınız varsa ve suyu 50 ° C'ye kadar ısıtmanız gerekiyorsa, ısı enerjisi talebi şu şekilde hesaplanır: 1000 × 50 = 58 kWh.
Isı eşanjörünün gücü, ısıtılmış ve ısıtılmış su arasındaki sıcaklık farkına ve ayrıca ısı transfer katsayısına bağlıdır. Her bir özel ısı eşanjörü için, ısı transfer katsayısı ayrı olacaktır. Bu nedenle, bir su ısıtıcısını hesaplamak için evrensel bir formül mevcut olamaz. Ve bir ısı eşanjörü seçmenin en kolay yolu, üreticilerin su ısıtıcıları için teknik özelliklerde belirttikleri diyagramlardır.
Bu basit gerçeği hatırlayarak, bireysel özelliklerin değerlendirilmesine geçebilirsiniz.
Standart elektrikli kazan cihazı
Kazan depolama tankı şeması.
Ülkemizde genel olarak şofben ve kazanın farklı cihazlar olduğu kabul edilmektedir. Ancak aslında, tüm fark, kazanın sıcak suyu ısıtmak ve depolamak için bir depolama tankına sahip olmasıdır. Bu nedenle teknik literatürde bunlara "depolu su ısıtıcıları" denmektedir. Ayrıca kazanlar ısı kaynağında farklılık gösterir. Artık doğrudan ve dolaylı ısıtma sistemleri var. Cihaz bir termoelektrik ısıtıcı veya bir gaz brülörü kullanarak kendi kendine ısı üretirse, bu bir doğrudan ısıtma sistemidir. Dolaylı ısıtma, ısıtma kazanından belirli bir sıcaklığa kadar sağlanan ısıtma maddesi nedeniyle oluşur. Çoğu zaman, depolama suyu ısıtıcıları kullanılır, diyagramlarını Şekil 1'de görebilirsiniz.
Bir depolama suyu ısıtıcısı için hesaplama tablosu.
Belirli bir su ısıtıcısının satın alınmasına karar vermeden önce, tüm parametreleri hesaplamak ve evinizin özelliklerini ve gelecekteki kullanım koşullarını dikkate almak gerekir. Aşağıdaki parametreleri değerlendirdiğinizden emin olun:
- elektrik kablolarının durumu;
- elektrik kablolarında olası yük;
- gaz iletişimine bağlanma yeteneğinin mevcudiyeti;
- eve hizmet veren tüm ekipmanların servis kolaylığı (varsa su pompaları dahil).
Bir depolama suyu ısıtıcısının (kazan) montajı.
Ayrıca şofben kullanacak kişi sayısını hesaba katmak ve her gün ne kadar sıcak su tüketeceklerini kabaca planlamak gerekir. Bundan sonra belirli bir model seçmeye başlayabilirsiniz.
Size uygun bir su ısıtıcısını seçmek için önce ana özelliklerine karar vermelisiniz, yani:
- en uygun enerji kaynağı;
- gerekli hacimde ısıtılmış su;
- soğutma suyu tüketimi;
- ısıtma süresi.
Bu parametrelere göre su ısıtıcısı hesaplanır.
Su ısıtmak için enerji kaynağı
Kazan ısıtma devresi.
Su ısıtıcıları için ana enerji kaynakları olarak gaz ve elektrik kullanılmaktadır. Güneş panelleri gibi daha egzotik kaynaklar da var ama ülkemizde çok yaygın değiller. Bu nedenle doğru bir hesaplama yapabilmek için gaz ve elektriğin avantaj ve dezavantajlarını karşılaştırmak gerekir.
- Elektrikli su ısıtıcıları 1 ile 6 kW arası kapasitelerde mevcuttur. Bir gaz kazanının gücü 4 kW'tan başlar.
- Kural olarak, depolama tipi gazlı su ısıtıcıları daha büyük bir sıcak su tankına (150 litreye kadar) sahipken, elektrikli olanlar nadiren 100 litreyi aşar.
- Rusya'da gazın maliyeti elektrikten çok daha ucuz.
Basınçlı su ısıtıcı cihazının şeması.
Görünüşe göre seçim açık ve karmaşık hesaplamalar yapmaya gerek yok. Bir gazlı su ısıtıcısı kullanarak 100-150 litre sıcak su elde etmek, elektrikle çalışan bir sistem kullanmaktan yaklaşık yarısı kadar zaman alır. Ancak elektrikli cihazlar ek güç hattı ekipmanı gerektirmez - onlar için basit bir priz yeterlidir. Böyle bir kazanın montajı için uzman davet edilmesine gerek yoktur. Oysa bir gazlı su ısıtıcısı, her yazlık evde bulunmayan bir gaz boru hattına bağlanmalıdır. Ek olarak, gazla çalışan bir su ısıtıcısının güvenli montajı için bir baca gereklidir.
Farklı güç kaynaklarına sahip kazanların fiyatlarını karşılaştırmak imkansızdır. Elektrik sistemlerinin maliyeti, öncelikle ısıtma elemanının gücüne ve tankın hacmine bağlıdır. Gaz yakıtlı su ısıtıcılarının fiyatı, yanma odası tipine bağlı olarak belirlenir. İçsel ve dışsaldırlar. İç hazneli ekipmanın montajı minimum çaba ve zaman gerektirir. Ancak bu tür cihazlar, harici bölmeli kazanların yaklaşık iki katı kadardır.
Bir koşul daha dikkate alınmalıdır. Gaz kazanları havayı önemli ölçüde ısıtabilir. Yazlık evler ve küçük odalar koşullarında, örneğin mutfağa bir su ısıtıcısı yerleştirirseniz, böyle bir özellik gerçek bir sorun haline gelebilir.
Bu nedenle, belirli bir enerji kaynağına sahip bir kazan seçmek için kesin önerilerde bulunmak imkansızdır.
Enine kesit
Bir su temin borusunun enine kesitinin hesaplanması iki şekilde gerçekleştirilebilir:
- Değerler tablosuna göre seçim.
- İzin verilen maksimum akış hızına göre hesaplanmıştır.
Tabloya göre seçim
Aslında tablo herhangi bir yorum gerektirmez.
| Nominal boru deliği, mm | Tüketim, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Örneğin, 0,34 l / s'lik bir akış hızı için bir DU15 borusu yeterlidir.
Lütfen dikkat: DN (nominal delik) yaklaşık olarak su ve gaz borusunun iç çapına eşittir. Dış çapla işaretlenmiş polimer borular için, iç kısım ondan yaklaşık bir adım farklıdır: diyelim ki, 40 mm'lik bir polipropilen borunun iç çapı yaklaşık 32 mm'dir.
Nominal delik yaklaşık olarak iç çapa eşittir.
Akış hızı hesaplaması
Su besleme sisteminin çapının içinden su akış hızına göre hesaplanması iki basit formül kullanılarak yapılabilir:
- Yarıçapı boyunca bir bölümün alanını hesaplamak için formüller.
- Bilinen bir akış hızında bilinen bir bölüm boyunca akış oranını hesaplamak için formüller.
İlk formül S = π r ^ 2'dir. İçinde:
- S, gerekli kesit alanıdır.
- π pi'dir (yaklaşık 3.1415).
- r, kesit yarıçapıdır (DN'nin yarısı veya borunun iç çapı).
İkinci formül Q = VS gibi görünür, burada:
- Q - tüketim;
- V, akış hızıdır;
- S kesit alanıdır.
Hesaplamaların rahatlığı için, tüm değerler SI - metre, metrekare, saniye başına metre ve saniyede metreküp olarak dönüştürülür.
SI birimleri.
Aşağıdaki giriş verileri için borunun minimum DU'unu kendi ellerimizle hesaplayalım:
- İçindeki akış saniyede aynı 0.34 litredir.
- Hesaplamalarda kullanılan akış hızı, izin verilen maksimum 1,5 m / s'dir.
Başlayalım.
- SI değerlerindeki debi, 0.00034 m3 / s'ye eşit olacaktır.
- İkinci formüle göre kesit alanı en az 0.00034 / 1.5 = 0.00027 m2 olmalıdır.
- Birinci formüle göre yarıçapın karesi 0.00027 / 3.1415 = 0.000086'dır.
- Bu sayının karekökünü alın. Yarıçap 0,0092 metredir.
- DN veya iç çapı elde etmek için yarıçapı ikiyle çarpın. Sonuç 0,0184 metre veya 18 milimetredir. Kolaylıkla görebileceğiniz gibi, tam olarak örtüşmese de ilk yöntemle elde edilene yakındır.
Güç tüketimi
Dolaylı bir ısıtma kazanının satın alınması ve hacminin hesaplanması ihtiyacı konusunda bir karara vardıktan sonra, normal varlık için ne kadar ılık suya ihtiyaç olduğunu hesaplamanız gerekir. 4 kişilik bir aile hayal edelim ve bir hafta boyunca ortalama günlük bir analiz ve sıcak su tüketimi için bir zirve (iş günü sabahı) çalışması yapalım.
- Haftalık analiz
- Bulaşıkları yıkamak için dakikada yaklaşık 5 litre ılık suya ihtiyacınız olacak. Durulama süresi dikkate alınır, bu yaklaşık 5 dakikadır. Tabaklarımı günde iki kez yıkıyorum, her gün mutfak eşyaları için kullanılan 50 litre ılık su alıyoruz. Haftada toplam 350 litreyi 7 gün ile çarparız.
- Her insan haftada 2-3 kez banyo yaparken, yaklaşık 170 litre harcar. 4 * 2,5 = 10 * 170 = 7 günde 1700 litre.
- Yaklaşık 12 l / dk akış hızında 10 dakika 4-5 kez daha duş alın. Haftada 2160 litrenin tamamı için sırasıyla aile üyesi başına 4,5 * 10 * 12 = 540.
- Küçük hijyen (elleri, ayakkabıları yıkayın, evi temizleyin) - çalışma süresi boyunca kişi başına günde yaklaşık 10 litre 280 litre olacaktır.
Toplam - haftada 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 litre. Gelen misafirleri ekleyelim ve her ihtimale karşı haftada yaklaşık 5000 litre alsak diye. Ancak kazan saat cinsinden sayılır, birimlerine çevirmeniz gerekir. 5000/7/24 = Saatte 30 litre ılık su 4 kişilik bir ailenin ortalama tüketimi demektir.
Sıcaklık ve güç oranı rakamlarımıza dayanarak, gerekli ortalama güç tüketimini elde ederiz - 30 * 0.0375 = 1.125 kW / s.
Basınç
Birkaç genel notla başlayalım:
- Soğuk su besleme hattındaki tipik basınç 2 ila 4 atmosfer arasındadır (kgf / cm2)... En yakın pompa istasyonuna veya su kulesine olan mesafeye, araziye, ana hattın durumuna, ana su kaynağındaki vana tipine ve bir dizi başka faktöre bağlıdır.
- Su kullanan tüm modern sıhhi tesisat armatürlerinin ve ev aletlerinin çalışmasına izin veren mutlak minimum basınç 3 metredir.... Örneğin, Atmor anlık su ısıtıcıları için talimat, doğrudan ısıtma içeren basınç sensörünün alt tepki eşiğinin 0,3 kgf / cm2 olduğunu söylüyor.
Cihazın basınç sensörü 3 metre basınçta tetiklenir.
Referans: atmosferik basınçta, 10 metre basma yüksekliği 1 kgf / cm2 aşırı basınca karşılık gelir.
Uygulamada, bir uç fikstürde, minimum beş metrelik bir kafa olması daha iyidir. Küçük bir marj, bağlantılarda, kapatma vanalarında ve cihazın kendisindeki hesaplanamayan kayıpları telafi eder.
Bilinen uzunluk ve çaptaki bir boru hattındaki kafa düşüşünü hesaplamamız gerekir. Ana hattaki basınca karşılık gelen basınç farkı ile su temin sistemindeki basınç düşüşü 5 metreden fazla ise su temin sistemimiz kusursuz çalışacaktır.Daha azsa, borunun çapını artırmanız veya pompalayarak açmanız gerekir (bu arada fiyatı, çaplarının bir adım artması nedeniyle boru maliyetlerindeki artışı açıkça aşacaktır ).
Peki su temin şebekesindeki basıncın hesaplanması nasıl yapılır?
Burada H = iL (1 + K) formülü geçerlidir, burada:
- H, basınç düşüşünün imrenilen değeridir.
- i, boru hattının sözde hidrolik eğimidir.
- L, borunun uzunluğudur.
- K, su temin sisteminin işlevselliği ile belirlenen bir katsayıdır.
En kolay yol K'yi belirlemektir.
Şuna eşittir:
- Ev ve içme amaçlı 0,3.
- Endüstriyel veya yangınla mücadele için 0,2.
- Yangın ve üretim için 0.15.
- Bir itfaiyeci için 0.10.
Fotoğrafta yangın suyu temin sistemi var.
Boru hattının uzunluğunun veya bölümünün ölçülmesinde belirli bir zorluk yoktur; ancak hidrolik önyargı kavramı ayrı bir tartışma gerektirir.
Değeri aşağıdaki faktörlerden etkilenir:
- Boru duvarlarının pürüzlülüğü, sırayla malzemelerine ve yaşlarına bağlıdır. Plastikler çelik veya dökme demirden daha pürüzsüz bir yüzeye sahiptir; Buna ek olarak, çelik borular zamanla kireç birikintileri ve pas ile büyür.
- Boru çapı. Ters ilişki burada işler: ne kadar küçükse, boru hattının içindeki suyun hareketine o kadar dirençli olması gerekir.
- Akış hızı. Artışı ile direnç de artar.
Bir süre önce, valflerdeki hidrolik kayıpları da hesaba katmak gerekiyordu; bununla birlikte, modern tam geçişli küresel vanalar bir boru ile aşağı yukarı aynı direnci yaratır ve bu nedenle güvenli bir şekilde göz ardı edilebilir.
Açık bir küresel vananın su akışına neredeyse hiç direnci yoktur.
Hidrolik eğimi kendi başınıza hesaplamak çok sorunludur, ancak neyse ki bu gerekli değildir: gerekli tüm değerler Shevelev tablolarında bulunabilir.
Okuyucuya neyin söz konusu olduğuna dair bir fikir vermek için, 20 mm çapında bir plastik boru için tablolardan birinin küçük bir parçasını sunuyoruz.
| Tüketim, l / s | Akış hızı, 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 |
Tablonun en sağ sütunundaki 1000i nedir? Bu, 1000 lineer metre başına hidrolik eğim değeridir. Formülümüz için i'nin değerini elde etmek için, onu 1000'e bölmeniz yeterlidir.
20 mm çapında, 25 metre uzunluğunda ve saniyede bir buçuk metre debiye sahip bir borudaki basınç düşüşünü hesaplayalım.
- Tabloda karşılık gelen parametreleri arıyoruz. Verilerine göre 1000i açıklanan koşullar için 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Shevelev'in tabloları ilk yayından beri birçok kez yeniden basıldı.
- Tüm değerleri formülde değiştirin. H = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 metre. Çıkışta su besleme sisteminin girişindeki 2,5 atmosferlik bir basınçla, tatmin edici olandan daha fazla olan 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2 olacaktır.
Dolaylı bir ısıtma kazanının resirkülasyonlu bağlantısı
Resirkülasyonlu çeşitli dolaylı ısıtma kazanları için boru tesisatı çizime göre yapılır. Bileşenleri seçerken, bir ev ısıtma sisteminin özelliklerini dikkate almak önemlidir.
Su devresini kazana bağlamak için aşağıdaki 3 kurulum sistemi kullanılabilir:
- Üç yollu vanaların montajı.
- Çift sirkülasyon pompasının montajı.
- Hidrolik oklarla düzenleme.
Sıvı devridaim sistemlerinin kullanılması, ısıtma sistemlerinin performansını önemli ölçüde artırır ve sıvıyı ve odaları kazanlardan ısıtırken verimliliği artırır.
Üç yollu vanalara sahip dolaylı sarım sistemleri kurarken, bu yöntemin artan deplasmanlı tanklar için tasarlandığı unutulmamalıdır. Böyle bir sistem geliştirilirken, iki devreli bir ısıtma türünün kurulumunun nasıl yapılacağı hesaplanır.
Kazanın kazan ekipmanına bağlanması
Su sıcaklığı bilgilerinin izlenmesi çok önemlidir.Kazan tanklarındaki suyun, ısıtma sistemlerinin ısıtma devrelerinden çok daha yüksek ayarlanmış bir ısıtma sıcaklığına sahip olduğu bir durumda, bu, tüm ekipmanın yanlış çalışmasına neden olabilir.
Bu, ısıtma devrelerini ısıtmaya geçişi önleyecektir. Dolaylı ısıtma kazanlarını iki devre kullanarak kurmak için seçenekler de vardır. Gerekli seçeneğin seçimi, su temin sistemindeki suya da bağlı olacaktır. Ana kanaldaki sıvının yüksek derecede sert olduğu bir durumda, üç yollu vanalı sistemlerin kurulumunu kullanmak daha iyidir, çünkü iki devreli sistemler tıkanmalar nedeniyle hızlı bir şekilde bozulabilir.
