Tämän artikkelin aihe on omakotitalon vesihuoltoverkkojen laskeminen. Koska tyypillinen pienen mökin vesihuoltojärjestelmä ei ole kovin monimutkainen, meidän ei tarvitse mennä monimutkaisten kaavojen viidakkoon; lukijan on kuitenkin omaksuttava tietty määrä teoriaa.
Katsaus yksityisen talon vesijärjestelmään. Kuten kaikki muutkin tekniset järjestelmät, tämäkin tarvitsee alustavat laskelmat.
Mökin johdotuksen ominaisuudet
Mikä itse asiassa on omakotitalon vesijärjestelmä helpompaa kuin kerrostalossa (tietysti LVI-laitteiden kokonaismäärän lisäksi)?
Peruseroja on kaksi:
- Kuumalla vedellä ei pääsääntöisesti tarvitse tarjota jatkuvaa kiertoa nousuputkien ja lämmitettyjen pyyhekuivain läpi.
Kiertovesien ollessa kyseessä lämminvesijohtoverkon laskeminen monimutkaistuu huomattavasti: putkien on läpäistävä itsensä läpi paitsi asukkaiden purkama vesi myös jatkuvasti kiertävät vesimassat.
Meidän tapauksessamme etäisyys viemäriputkista kattilaan, pylvääseen tai liitosjohtoon on riittävän pieni ohittamaan haneen kuuman veden syöttönopeus.
Tärkeää: Niille, jotka eivät ole törmänneet käyttöveden kiertojärjestelmiin - moderneissa kerrostaloissa kuumavesijohdot on kytketty pareittain. Kiinnityslevyn aiheuttamien liitoskohtien paine-eron vuoksi vettä kiertää jatkuvasti nousuputkien läpi. Tämä takaa nopean kuuman veden syötön sekoittimiin ja lämmitetyn pyyhekuivain ympärivuotisen lämmityksen kylpyhuoneissa.
Lämmitetty pyyhekuivain lämmitetään jatkuvalla kierrätyksellä kuumavesiputkien läpi.
- Yksityisen talon vesijärjestelmä on jaettu umpikujakaavion mukaan, mikä merkitsee jatkuvaa kuormitusta tietyille johdotuksen osille. Vertailun vuoksi vesihuollon rengasverkon laskeminen (jolloin vesihuoltojärjestelmän jokainen osa saa virtaa kahdesta tai useammasta lähteestä) on suoritettava erikseen kullekin mahdolliselle kytkentäjärjestelmälle.
Muut parametrit
Edellä mainitut kriteerit kattilan valinnalle ovat tärkeimmät, mutta on olemassa muita ominaisuuksia, jotka voivat vaikuttaa tietyn mallin valintaan, kuten valmistus ja materiaali sekä laitteiden kustannukset. Kestävimpien säiliöiden katsotaan olevan valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Tärkeä etu on irrotettavan lämmönvaihtimen läsnäolo, jotta voit poistaa kalkin itse. Sinun tulisi välttää sellaisten laitteiden ostamista, joissa käytetään vaahtokumia eristeenä, koska tämä materiaali on hyvin lyhytikäinen. Lisäksi kattilan hinta riippuu suoraan valmistajasta ja maasta, jossa laite on koottu.
Lämminvesijärjestelmä tekee kodistasi mukavan ja kodikkaan. Tämä on helppo saavuttaa laadukkaalla vedenlämmittimellä. Mallivalikoima on tällä hetkellä suuri, ja tarvittavien parametrien laskemisen jälkeen jokainen voi valita laitteen, jolla on hyvä hinta-laatusuhde.
Mitä ajattelemme
Meidän täytyy:
- Arvioi veden kulutus huippukulutuksesta.
- Laske vesiputken poikkileikkaus, joka voi tuottaa tämän virtausnopeuden hyväksyttävällä virtausnopeudella.
Huomaa: Suurin veden virtausnopeus, jolla se ei aiheuta hydraulista melua, on noin 1,5 m / s.
- Laske pää kiinnittimestä. Jos se on liian matala, kannattaa harkita joko putkilinjan halkaisijan lisäämistä tai välipumpun asentamista.
Pääsekoittimen matala paine ei todennäköisesti miellytä omistajaa.
Tehtävät muotoillaan. Aloitetaan.
Kulutus
Se voidaan arvioida karkeasti yksittäisten saniteettikalusteiden kulutusasteilla. Tiedot voidaan haluttaessa helposti löytää yhdestä SNiP 2.04.01-85: n liitteistä; lukijan mukavuuden vuoksi lainaan siitä
| Laitetyyppi | Kylmän veden kulutus, l / s | Kuuman ja kylmän veden kokonaiskulutus, l / s |
| Kastelu hana | 0,3 | 0,3 |
| WC-kulho hanalla | 1,4 | 1,4 |
| WC säiliöllä | 0,10 | 0,10 |
| Suihkukaappi | 0,08 | 0,12 |
| Kylpy | 0,17 | 0,25 |
| Pesu | 0,08 | 0,12 |
| Pesuallas | 0,08 | 0,12 |
Kerrostaloissa kulutusta laskettaessa käytetään laitteiden samanaikaisen käytön todennäköisyyskerrointa. Meille riittää yksinkertaisesti laskea yhteen veden kulutus laitteiden avulla, joita voidaan käyttää samanaikaisesti. Oletetaan, että pesuallas, suihkukaappi ja wc-kulho antavat kokonaisvirtaukseksi 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s.
Veden kulutus samanaikaisesti toimivien laitteiden kautta lasketaan yhteen.
Mikä vedenlämmitin valita?
Kattilan kaavio.
Sinulle osoitetusta tehtävästä riippuen sinulle sopivan kattilan laskenta voidaan tehdä kahdella tavalla. Ensimmäisessä tapauksessa otetaan huomioon varastoitu vesimäärä ja lasketaan lämmönvaihtimen ja virtalähteen kapasiteetti. Toisessa lasketaan vedenlämmittimen tilavuus tietyn ajan lähteen tuottaman lämmön varastoimiseksi.
On ymmärrettävä, että riippumatta siitä, mitä tekniikkaa käytät, veden kertyvälle kapasiteetille on aina ominaista sen lämpökapasiteetti. Tämä arvo on vakio ja se on yhtä suuri kuin 4,187 kJ.kg / ° C. Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi 1 kg veden lämmittämiseksi 1 ° C: n lämpötilassa sinun on annettava lämmön määrä, joka on 4,187 kJ. Ja tämä vaatii 1163 kWh.
Sähkökattilaite.
Esimerkiksi, jos sinulla on vedenlämmitin, jonka tilavuus on 1000 litraa, ja sinun on lämmitettävä vesi 50 ° C: seen, lämpöenergiantarve lasketaan seuraavasti: 1000 × 50 = 58 kWh.
Lämmönvaihtimen teho riippuu lämmitetyn ja lämmitetyn veden lämpötilaeroista sekä lämmönsiirtokertoimesta. Jokaisen lämmönvaihtimen lämmönsiirtokerroin on yksilöllinen. Siksi yleistä kaavaa vedenlämmittimen laskemiseksi ei voi olla. Ja helpoin tapa valita lämmönvaihdin on kaaviot, jotka valmistajat ilmoittavat vedenlämmittimiensä teknisissä eritelmissä.
Kun olet muistanut tämän yksinkertaisen totuuden, voit siirtyä tarkastelemaan yksilöllisiä ominaisuuksia.
Tavallinen sähkökattilaite
Kattilan varastosäiliön kaavio.
Maassamme on yleisesti hyväksyttyä, että vedenlämmitin ja kattila ovat erilaisia laitteita. Itse asiassa koko ero on siinä, että kattilassa on varastosäiliö kuuman veden lämmittämiseen ja varastointiin. Siksi niitä kutsutaan teknisessä kirjallisuudessa "varaajavesivaraajiksi". Myös kattilat eroavat toisistaan lämmönlähteen suhteen. Nyt on olemassa suoria ja epäsuoria lämmitysjärjestelmiä. Jos laite tuottaa itse lämpöä lämpösähköisellä lämmittimellä tai kaasupolttimella, tämä on suora lämmitysjärjestelmä. Epäsuora lämmitys johtuu lämmityskattilasta tiettyyn lämpötilaan syötetystä lämmitysaineesta. Useimmiten käytetään varaajavesivaraajia, niiden kaavio näkyy kuvassa 1.
Varaajavesivaraajan laskentataulukko.
Ennen kuin päätät tietyn vedenlämmittimen ostamisesta, on tarpeen laskea kaikki parametrit ja ottaa huomioon kodin ominaisuudet ja tulevan käytön olosuhteet. Arvioi seuraavat parametrit:
- sähköjohtojen kunto;
- mahdollinen kuormitus sähköjohdotukseen;
- kyky muodostaa yhteys kaasuviestintään;
- kaikkien taloa palvelevien laitteiden (mukaan lukien mahdolliset vesipumput) huollettavuus.
Varaajavesivaraajan (kattilan) asennus.
Lisäksi on otettava huomioon lämmitintä käyttävien ihmisten määrä ja suunnittelemaan karkeasti kuinka paljon kuumaa vettä he kuluttavat päivittäin. Sen jälkeen voit aloittaa tietyn mallin valitsemisen.
Jotta voit valita sinulle sopivan vedenlämmittimen, sinun on ensin päätettävä sen pääominaisuuksista, nimittäin:
- sopivin energialähde;
- vaadittu määrä lämmitettyä vettä;
- jäähdytysnesteen kulutus;
- lämmitysaika.
Näiden parametrien mukaan vedenlämmitin lasketaan.
Energialähde veden lämmittämiseen
Kattilan lämmityspiiri.
Kaasua ja sähköä käytetään pääasiallisena energialähteenä vedenlämmittimissä. On myös eksoottisempia lähteitä, kuten aurinkopaneeleja, mutta ne eivät ole kovin yleisiä maassamme. Siksi tarkan laskennan suorittamiseksi on tarpeen verrata kaasun ja sähkön etuja ja haittoja.
- Sähkökäyttöisiä vedenlämmittimiä on saatavana 1-6 kW. Kaasukattilan teho alkaa 4 kW: sta.
- Varastointityyppisissä kaasulämmittimissä on pääsääntöisesti suurempi kuumavesisäiliö (jopa 150 litraa), kun taas sähköisissä lämmitin ylittää harvoin 100 litraa.
- Venäjän kaasukustannukset ovat paljon halvemmat kuin sähkö.
Kaavio painevesilaitteesta.
Vaikuttaa siltä, että valinta on ilmeinen eikä monimutkaisia laskelmia tarvitse tehdä. 100–150 litran kuuman veden saaminen kaasulämmittimellä kestää noin puolet ajasta kuin sähkökäyttöisen järjestelmän käyttö. Sähkölaitteet eivät kuitenkaan vaadi ylimääräisiä voimajohtolaitteita - heille riittää yksinkertainen pistorasia. Tällaisen kattilan asentamiseen ei vaadita asiantuntijoita. Kaasuvedenlämmitin on liitettävä kaasuputkeen, jota ei ole saatavilla kaikissa kesämökeissä. Lisäksi savupiippu tarvitaan kaasukäyttöisen vedenlämmittimen turvalliseen asentamiseen.
Eri virtalähteillä varustettujen kattiloiden hintoja on mahdotonta verrata. Sähköjärjestelmien kustannukset riippuvat ensisijaisesti lämmityselementin tehosta ja säiliön tilavuudesta. Kaasukäyttöisten vedenlämmittimien hinta muodostuu polttokammion tyypistä riippuen. Ne ovat sisäisiä ja ulkoisia. Sisäkammion sisältävien laitteiden asentaminen vaatii vähän vaivaa ja aikaa. Mutta tällaiset laitteet maksavat noin kaksi kertaa enemmän kuin kattilat, joissa on ulkoinen kammio.
Yksi ehto on otettava huomioon. Kaasukattilat pystyvät lämmittämään ilmaa merkittävästi. Kesäasunnossa ja pienissä huoneissa tällaisesta ominaisuudesta voi tulla todellinen ongelma, jos sijoitat vedenlämmittimen esimerkiksi keittiöön.
Siksi on mahdotonta antaa yksiselitteisiä suosituksia tietyn energialähteen kattilan valitsemiseksi.
Poikkileikkaus
Vesihuollon putken poikkileikkaus voidaan laskea kahdella tavalla:
- Valinta arvotaulukon mukaan.
- Lasketaan suurimman sallitun virtausnopeuden mukaan.
Valinta taulukon mukaan
Itse asiassa taulukko ei vaadi kommentteja.
| Nimellinen putken reikä, mm | Kulutus, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Esimerkiksi virtausnopeudelle 0,34 l / s DU15-putki riittää.
Huomaa: DN (nimellinen reikä) on suunnilleen sama kuin vesi- ja kaasuputken sisähalkaisija. Polymeeriputkille, jotka on merkitty ulkohalkaisijalla, sisempi eroaa siitä noin vaiheella: esimerkiksi 40 mm: n polypropeeniputken sisähalkaisija on noin 32 mm.
Nimellinen reikä on suunnilleen sama kuin sisähalkaisija.
Virtausnopeuden laskeminen
Vedensyöttöjärjestelmän halkaisijan laskeminen sen läpi kulkevan veden virtausnopeudella voidaan suorittaa kahdella yksinkertaisella kaavalla:
- Kaavat osion alueen laskemiseksi sen säteellä.
- Kaavat virtausnopeuden laskemiseksi tunnetun osan läpi tunnetulla virtausnopeudella.
Ensimmäinen kaava on S = π r ^ 2. Sen sisällä:
- S on vaadittu poikkileikkauspinta-ala.
- π on pi (noin 3,1415).
- r on poikkileikkaussäde (puolet DN: stä tai putken sisähalkaisijasta).
Toinen kaava näyttää olevan Q = VS, jossa:
- Q - kulutus;
- V on virtausnopeus;
- S on poikkileikkauspinta-ala.
Laskelmien helpottamiseksi kaikki arvot muunnetaan SI - metreiksi, neliömetreiksi, metreiksi sekunnissa ja kuutiometreiksi sekunnissa.
SI-yksiköt.
Lasketaan omilla käsillämme putken vähimmäis-DU seuraaville syöttötiedoille:
- Sen läpi kulkeva virtaus on sama 0,34 litraa sekunnissa.
- Laskelmissa käytetty virtausnopeus on suurin sallittu 1,5 m / s.
Aloitetaan.
- Virtausnopeus SI-arvoina on yhtä suuri kuin 0,00034 m3 / s.
- Toisen kaavan mukaisen poikkipinnan on oltava vähintään 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
- Ensimmäisen kaavan mukainen säteen neliö on 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Ota tämän luvun neliöjuuri. Säde on 0,0092 metriä.
- DN tai sisähalkaisija saadaan kertomalla säde kahdella. Tulos on 0,0184 metriä eli 18 millimetriä. Kuten voit helposti nähdä, se on lähellä ensimmäisellä menetelmällä saatua, vaikka se ei täsmää tarkalleen sen kanssa.
Tehon kulutus
Kun olet tehnyt päätöksen epäsuoran lämmityskattilan ostotarpeesta ja laskemisesta, sinun on laskettava, kuinka paljon lämmintä vettä tarvitaan normaaliin olemassaoloon. Kuvittele 4 hengen perhe ja tee keskimääräinen päivittäinen analyysi viikon ajan ja huippututkimus (työpäivän aamu) kuuman veden kulutuksesta.
- Viikoittainen analyysi
- Astioiden pesemiseen tarvitaan noin 5 litraa lämmintä vettä minuutissa. Huuhteluaika otetaan huomioon, tämä on noin 5 minuuttia. Pesin lautaset kahdesti päivässä, saamme 50 litraa lämmintä vettä, jota käytetään keittiövälineisiin päivässä. Kerrotaan 7 päivällä yhteensä 350 litraa viikossa.
- Jokainen ihminen käy kylvyssä 2-3 kertaa viikossa kuluttaen noin 170 litraa. 4 * 2,5 = 10 * 170 = 1700 litraa 7 päivässä.
- Suihkut vielä 4-5 kertaa 10 minuutin ajan virtausnopeudella noin 12 l / min. 4,5 * 10 * 12 = 540 perheenjäsentä kohden, kaikkiaan 2160 litraa kohti viikossa.
- Pieni hygienia (pese kädet, kengät, puhdista talo) - noin 10 litraa per henkilö päivässä on 280 litraa tutkimusjaksolla.
Yhteensä - 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 litraa viikossa. Lisätään vieraita, jotka tulivat sisään, ja jos sattuu, saamme noin 5000 litraa viikossa. Mutta kattila laskee tunteina, sinun on käännettävä sen yksiköihin. 5000/7/24 = 30 litraa tunnissa lämmintä vettä on 4 hengen perheen keskimääräinen kulutus.
Lämpötilan ja tehon suhdetta koskevien lukumme perusteella saadaan vaadittu keskimääräinen virrankulutus - 30 * 0,0375 = 1,125 kW / h.
Paine
Aloitetaan muutamalla yleisellä huomautuksella:
- Kylmän veden syöttöjohdon tyypillinen paine on 2 - 4 ilmakehää (kgf / cm2)... Se riippuu etäisyydestä lähimpään pumppuasemaan tai vesitorniin, maastosta, verkon tilasta, päävesihuoltoon kuuluvien venttiilien tyypistä ja useista muista tekijöistä.
- Absoluuttinen vähimmäispaine, joka sallii kaikkien nykyaikaisten putkilaitteiden ja vettä käyttävien kodinkoneiden toimivan, on 3 metriä... Esimerkiksi Atmorin pikavesilämmittimien ohjeissa sanotaan suoraan, että paineanturin alin vastekynnys, joka sisältää lämmityksen, on 0,3 kgf / cm2.
Laitteen paineanturi laukeaa 3 metrin paineessa.
Viite: ilmanpaineessa 10 metriä päätä vastaa 1 kgf / cm2 ylipainetta.
Käytännössä on parempi, että pääty on vähintään viisi metriä. Pieni marginaali kompensoi liittymien, sulkuventtiilien ja laitteen itse hävikkiä.
Meidän on laskettava pään putoaminen putkistossa, jonka pituus ja halkaisija on tiedossa. Jos päälinjan painetta vastaava paine-ero ja vesihuoltojärjestelmän painehäviö on yli 5 metriä, vesijärjestelmämme toimii moitteettomasti.Jos sitä on vähemmän, joudut joko lisäämään putken halkaisijaa tai avaamaan sen pumppaamalla (jonka hinta muuten ylittää selvästi putkien kustannusten kasvun johtuen niiden halkaisijan kasvusta yhdellä askeleella ).
Joten miten vesihuoltoverkon paine lasketaan?
Tässä pätee kaava H = iL (1 + K), jossa:
- H on haluttu painehäviön arvo.
- i on putkilinjan ns. hydraulinen kaltevuus.
- L on putken pituus.
- K on kerroin, joka määräytyy vesihuoltojärjestelmän toimivuuden perusteella.
Helpoin tapa on määrittää K.
Se on yhtä suuri kuin:
- 0,3 kotitalouksiin ja juomiseen.
- 0,2 teollisuus- tai palontorjuntaan.
- 0,15 tulelle ja tuotannolle.
- 0,10 palomiehelle.
Kuvassa on palopesujärjestelmä.
Putkilinjan tai sen osan pituuden mittaamisessa ei ole erityisiä vaikeuksia; mutta hydraulisen esijännityksen käsite vaatii erillisen keskustelun.
Sen arvoon vaikuttavat seuraavat tekijät:
- Putken seinämien karkeus, joka puolestaan riippuu niiden materiaalista ja iästä. Muovien pinta on tasaisempi kuin teräs tai valurauta; lisäksi teräsputket kasvavat kalkkikerrostumilla ja ruostuvat ajan myötä.
- Putken halkaisija. Käänteinen suhde toimii tässä: mitä pienempi se on, sitä enemmän putkilinjalla on vastusta veden liikkumiselle siinä.
- Virtausnopeus. Kasvun myötä myös vastus kasvaa.
Jokin aika sitten oli tarpeen ottaa lisäksi huomioon venttiilien hydrauliset häviöt; Kuitenkin nykyaikaiset täysireikäiset palloventtiilit tuottavat suunnilleen saman vastuksen kuin putki, ja siksi ne voidaan turvallisesti jättää huomiotta.
Avoimalla palloventtiilillä ei ole melkein mitään vastusta veden virtaukselle.
Hydraulisen kaltevuuden laskeminen itse on erittäin ongelmallista, mutta onneksi tämä ei ole välttämätöntä: kaikki tarvittavat arvot löytyvät ns. Shevelev-taulukoista.
Antaaksemme lukijalle käsityksen siitä, mikä on kyseessä, esitämme pienen osan yhdestä pöydästä muoviputkelle, jonka halkaisija on 20 mm.
| Kulutus, l / s | Virtausnopeus, 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 |
Mikä on 1000i taulukon oikeassa reunassa olevassa sarakkeessa? Tämä on vain hydraulinen kaltevuusarvo 1000 lineaarista metriä kohti. Saadaksesi kaavan i arvon, riittää, että jaetaan se 1000: lla.
Lasketaan painehäviö putkessa, jonka halkaisija on 20 mm ja jonka pituus on 25 metriä ja virtausnopeus puolitoista metriä sekunnissa.
- Etsimme vastaavia parametreja taulukosta. Hänen tietojensa mukaan 1000i kuvatuissa olosuhteissa on 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Shevelevin taulukoita on painettu monta kertaa ensimmäisen julkaisun jälkeen.
- Korvaa kaikki arvot kaavaan. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 metriä. Kun paine veden syöttöaukossa on 2,5 ilmakehää ulostulossa, se on 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, mikä on enemmän kuin tyydyttävä.
Epäsuoran lämmityskattilan liittäminen kierrätyksellä
Putkistot erityyppisille epäsuorilla lämmityskattiloille kierrätyksellä tehdään piirustuksen mukaisesti. Komponentteja valittaessa on tärkeää ottaa huomioon kodin lämmitysjärjestelmän ominaisuudet.
Vesipiirin putkistoon kattilaan voidaan käyttää seuraavia 3 asennusjärjestelmää:
- Kolmitieventtiilien asennus.
- Kaksinkertaisen kiertovesipumpun asennus.
- Säätö hydraulisten nuolien avulla.
Nestekierrätysjärjestelmien käyttö lisää merkittävästi lämmitysjärjestelmien suorituskykyä ja lisäämällä tehokkuutta nesteiden ja huoneiden lämmittämisessä kattiloista.
Asennettaessa epäsuoria käämitysjärjestelmiä kolmitieventtiileillä, on pidettävä mielessä, että tämä menetelmä on tarkoitettu säiliöille, joiden iskutilavuus on suurempi. Tällaista järjestelmää kehitettäessä lasketaan, miten kaksipiirinen lämmitys asennetaan.
Kattilan liittäminen kattilalaitteistoon
Veden lämpötilatietojen seuranta on erittäin tärkeää.Tilanteessa, jossa kattiloiden säiliöiden vedellä on asetettu lämmityslämpötila, joka on paljon korkeampi kuin itse lämmitysjärjestelmien lämmityspiireissä, tämä voi johtaa kaikkien laitteiden virheelliseen toimintaan.
Tämä estää siirtymisen lämmityspiirien lämmitykseen. On myös vaihtoehtoja epäsuorien lämmityskattiloiden asentamiseen kahdella piirillä. Vaaditun vaihtoehdon valinta riippuu myös vesihuoltojärjestelmän vedestä. Tilanteessa, jossa pääkanavan neste on erittäin jäykkä, on parempi käyttää järjestelmiä, joissa on kolmitieventtiilit, koska kaksipiirijärjestelmät voivat nopeasti hajota tukosten vuoksi.
