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 odjeljak vodoopskrbnog sustava napaja iz dva ili više izvora) mora se izvršiti zasebno za svaku od mogućih shema spajanja.
Izračun na temelju nazivne snage kotla
Kako se izračunavaju kotlovi za opskrbu toplom vodom s kotlovima za neizravno grijanje značajne zapremine i velike potrošnje vode iz sustava PTV-a?
Izračunata snaga jednaka je zbroju dva člana:
- Potrebe kuće za toplinom bez uzimanja u obzir sigurnosnog faktora;
- Nazivna snaga kotla. U prosjeku je jednak 15 kilovata na 100 litara zapremine.
Indirektni Gorenje GV 100 (17400 W)
Nijansa: 20% se oduzima od rezultata zbrajanja, jer izmjenjivač topline kotla neće osiguravati grijanje i opskrbu toplom vodom danonoćno.
Dakle, kada se u našoj kući u Sevastopolju instalira ozloglašeni Gorenje GV 100, kapacitet kotla za opskrbu vodom i grijanje bit će 10 (potreba za toplinom za grijanje + 17,4 za toplinom za grijanje)) * 0,8 = 22. Brojka je dana zaokružena na najbližu vrijednost u kilovatima.
Je li moguće instalirati kotao snage veće od izračunatog u krug PTV-a s kotlom za neizravno grijanje?
Moguće je, ali neisplativo iz dva razloga:
- Cijena samog kotla brzo raste s porastom nazivne snage;
Nakon performansi kotla, raste i broj na cijeni
- Klasični kotlovi na kruto gorivo, kada rade s prijenosom topline ispod nominalne, smanjuju učinkovitost zbog nepotpunog izgaranja goriva. Smanjenje stvaranja topline u njima se postiže na najjednostavniji način - ograničavanjem dovoda zraka zaklopkom.
Promjena učinkovitosti kotla na kruto gorivo s promjenom prijenosa topline
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 neprihvatljivo nizak, vrijedi razmisliti ili o povećanju promjera cjevovoda, ili o ugradnji 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 donosimo njegov izvadak.
| 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.
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 |
Primjerice, 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 protoku 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 odjeljak 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 brzina protoka;
- 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.
Izračun volumena s korekcijskim faktorima
Kako izračunati kapacitet kotla za opskrbu toplom vodom i grijanje, uzimajući u obzir sve gore opisane čimbenike?
- Osnovna vrijednost izlazne topline je 40 vata po kubičnom metru unutarnjeg zagrijanog volumena;
- Regionalni koeficijent uzima se jednak:
| Prosječna siječanjska temperatura, ° S | Koeficijent |
| 0 i više | 0,7 |
| -5 — 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 i niže | 2 |
Prosječna siječanjska temperatura za različite regije Ruske Federacije
- Koeficijent izolacije odabire se iz sljedećeg raspona vrijednosti:
| Slika | Opis izolacije zgrade i koeficijenta |
| Nedostatak izolacije, metalnih ili štitnih zidova - 3-4 |
| Zidanje zidova, jednoslojno ostakljenje prozora - 2-3 |
| Zidanje u dvije opeke i jednokomorni prozori s dvostrukim ostakljenjem - 1-2 |
| Izolirana fasada, prozori s dvostrukim ostakljenjem - 0,6-0,9 |
- Rezerva snage za nebrojene gubitke topline i za grijanje tople vode izračunava se prema prethodnoj shemi.
Ponovimo naš izračun kotla za opskrbu toplom vodom i grijanje s nizom dodatnih ulaza:
- Visina stropova u kući je 3 metra;
- Kuća se nalazi u Sevastopolju (prosječna temperatura u siječnju je +3 stupnja);
Na fotografiji - siječanj u Sevastopolju
- Opremljen je jednokomornim plastičnim prozorima i kamenim zidovima bez dodatne izolacije debljine 40 cm.
Tako:
- Zagrijani volumen je 100 * 3 = 300 m3;
- Osnovna vrijednost toplinske snage za grijanje je 300 * 40 = 12 kW;
- Klima Sevastopolja daje nam regionalni koeficijent 0,7. 12 * 0,7 = 8,4 kW;
- Koeficijent izolacije uzima se jednak 1,2. 1,2 * 8,4 = 10,08;
- Uzimajući u obzir faktor sigurnosti i rezervu snage za rad grijača protoka, dobivamo istih 14 kW.
Je li se isplatilo komplicirati izračune ako je rezultat nepromijenjen?
Sigurno. Ako mentalno smjestimo svoju kuću u grad Oymyakon, regija Jakutsk (prosječna temperatura u siječnju -46,4 stupnjeva), potražnja za toplinom i, u skladu s tim, izračunati kapacitet grijanja kotla povećat će se za 2 / 0,7 (odnos regionalnih koeficijenata ) = 2,85 puta. Izolacija fasade i ugradnja štedljivih prozora s dvostrukim ostakljenjem u prozore prepolovit će je.
Oymyakon je najhladniji grad u državi
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 Atmor protočne bojlere, 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 povećanje troškova za cijevi zbog povećanja njihova promjera za jedan korak ).
Pa kako se vrši 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 se nalazi sustav za opskrbu vodom iz požara.
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 kamencem i hrđom.
- Promjer cijevi. Ovdje djeluje obrnuti odnos: što je manji, to više cjevovoda ima otpora 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 kuglični 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 vodoopskrbni sustav od 2,5 atmosfere na izlazu, on će biti 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, što je više nego zadovoljavajuće.
Jednostavan proračun površine
Najjednostavniji grubi izračun snage kotla za opskrbu vodom može se izvršiti na temelju potrebe za kućom u toplinskoj energiji od 100 vata po četvornom metru. Stoga je za kuću površine 100 m2 potrebno 10 kW.
Po kvadratu grijane površine uzima se 100 vata topline
Uz to je uveden sigurnosni faktor od 1,2, koji nadoknađuje nebrojene gubitke topline i pomaže u održavanju ugodne temperature u sobi tijekom ekstremnih mrazova. Koje prilagodbe vrši ova shema opskrba toplom vodom iz kotla?
Može se pružiti na dva načina:
- Akumulator za grijanje vode (kotao za neizravno grijanje)... U ovom slučaju uvodi se dodatni faktor 1,1: kotao uklanja relativno malu količinu topline iz sustava grijanja;
Shema vodoopskrbe za kotao na kruto gorivo, s kotlom za neizravno grijanje
- Trenutni grijač dvokružnog kotla... Ovdje se koristi faktor 1,2. Uzimajući u obzir faktor sigurnosti, toplinske performanse kotla trebale bi premašiti procijenjenu potrebu za toplinom kuće za 40 posto. U našem primjeru sa 100-metarskom kućicom, kada su povezani grijanje i opskrba toplom vodom, kotao bi trebao proizvesti 14 kW.
Priključak sustava grijanja i dijagram opskrbe vodom za dvokružni kotao
Napominjemo: u potonjem slučaju, mala rezerva snage za potrebe opskrbe toplom vodom povezana je s kratkotrajnim radom grijača protoka. Topla voda rijetko se troši više od pola sata dnevno, a sustav grijanja ima određenu tromost, pa parametri rashladne tekućine ne prelaze standardne vrijednosti.
Jednostavan izračun kotla s opskrbom toplom vodom prema površini kuće
Ova shema izračuna je jednostavna, ali ima nekoliko ozbiljnih nedostataka:
- Uzima se u obzir površina grijane prostorije, a ne njezin volumen.U međuvremenu, potreba za toplinom u vikendicama s visinom stropa od 2,5 i 4 metra bit će vrlo različita;
Soba s visokim stropom treba više topline
- Ona zanemaruje razlike između klimatskih zona. Kao što znate, gubitak topline zgrade izravno je proporcionalan temperaturnoj razlici između unutrašnjosti i ulice i uvelike će varirati na Krimu i u Yakutiji;
- Ne uzima se u obzir kvaliteta izolacije zgrade. Za ciglu i fasadu izoliranu pjenušavim krznenim kaputom, gubitak topline značajno će se razlikovati.
Izolacija fasade može značajno smanjiti gubitak topline
