A cikk témája a vízellátási hálózatok kiszámítása egy magánházban. Mivel egy tipikus kis házikó vízellátási rendszere nem túl összetett, nem kell összetett képletek dzsungelébe menni; az olvasónak azonban bizonyos mértékű elméletet kell asszimilálnia.
Egy magánház vízellátó rendszerének töredéke. Mint minden más mérnöki rendszerhez, ehhez is előzetes számításokra van szükség.
A ház kábelezésének jellemzői
Valójában mi könnyebb a vízellátás egy magánházban, mint egy bérházban (természetesen a vízvezeték-szerelvények teljes száma mellett)?
Két alapvető különbség van:
- Forró vízzel általában nem szükséges állandó keringést biztosítani az emelőkön és a fűtött törölközőtartókon keresztül.
Cirkulációs betétek jelenlétében a melegvíz-ellátási hálózat kiszámítása észrevehetően bonyolultabbá válik: a csöveknek nemcsak a lakók által szétszedett vízen, hanem a folyamatosan keringő víztömegeken is át kell haladniuk önmagukon.
Esetünkben a vízvezeték-szerelvények és a kazán, az oszlop vagy a vezetékbe való bekötés közötti távolság elég kicsi ahhoz, hogy figyelmen kívül hagyja a csap melegvízellátásának sebességét.
Fontos: Azok számára, akik még nem találkoztak a HMV keringési sémáival - a modern lakóházakban a melegvíz-felszállókat párban kötik össze. A rögzítő alátét által létrehozott kötések nyomáskülönbsége miatt a víz folyamatosan kering az emelőkön. Ez biztosítja a forró víz gyors adagolását a keverőkhöz és a fűtött törölközőtartók egész éves melegítését a fürdőszobákban.
A fűtött törülközőtartót a melegvíz-felszállókon keresztüli folyamatos keringéssel melegítik.
- A magánház vízellátó rendszerét egy zsákutca szerint osztják fel, amely állandó terhelést jelent a kábelezés egyes szakaszain. Összehasonlításképpen, a vízellátó gyűrűhálózat kiszámítását (lehetővé téve a vízellátó rendszer egyes szakaszainak két vagy több forrásból történő táplálását) külön-külön kell elvégezni az egyes lehetséges csatlakozási sémák esetében.
Egyéb paraméterek
A kazán kiválasztásának fenti kritériumai a legfontosabbak, de vannak más jellemzők is, amelyek befolyásolhatják az adott modell választását, például a gyártás és az anyag, valamint a berendezések költsége. A legtartósabb tartályokat rozsdamentes acélból készítik. Fontos előnyt jelent a kivehető hőcserélő jelenléte, hogy maga is vízkőmentesíthesse. Kerülje a habszivacs szigetelésként történő használatát, mivel ez az anyag nagyon rövid élettartamú. Ezenkívül a kazán ára közvetlenül függ a gyártótól és az országtól, ahol a berendezést összeállították.
A melegvíz-rendszer kényelmessé és otthonossá teszi otthonát. Minőségi vízmelegítővel ezt könnyű elérni. A modellválasztás jelenleg nagyszerű, és a szükséges paraméterek kiszámítása után mindenki választhat jó ár-minőség arányú berendezéseket.
Mit gondolunk
Nekünk kell:
- Becsülje meg a vízfogyasztást csúcsfogyasztáskor.
- Számítsa ki a vízvezeték keresztmetszetét, amely elfogadható áramlási sebesség mellett képes biztosítani ezt az áramlási sebességet.
Megjegyzés: A maximális vízáramlás, amelynél nem okoz hidraulikus zajt, körülbelül 1,5 m / s.
- Számítsa ki a fejet a végszerelvénynél. Ha elfogadhatatlanul alacsony, érdemes megfontolni a csővezeték átmérőjének növelését, vagy egy közbenső szivattyú telepítését.
A végkeverő alacsony nyomása nem valószínű, hogy örömet okozna a tulajdonosnak.
A feladatok megfogalmazódnak. Lássunk neki.
Fogyasztás
Nagyjából megbecsülhető az egyes vízvezeték-szerelvények fogyasztási arányaival. Ha szükséges, az adatok könnyen megtalálhatók az SNiP 2.04.01-85 egyik mellékletében; az olvasó kényelme érdekében idézünk belőle
| Eszköztípus | Hideg vízfogyasztás, l / s | Teljes hideg és meleg vízfogyasztás, l / s |
| Öntözőcsap | 0,3 | 0,3 |
| Csapos WC-tál | 1,4 | 1,4 |
| WC ciszternával | 0,10 | 0,10 |
| Zuhanykabin | 0,08 | 0,12 |
| Fürdőkád | 0,17 | 0,25 |
| Mosás | 0,08 | 0,12 |
| Mosdótál | 0,08 | 0,12 |
A lakóházakban a fogyasztás kiszámításakor az eszközök egyidejű használatának valószínűségi együtthatóját alkalmazzák. Elég, ha egyszerűen összefoglaljuk a vízfogyasztást egyidejűleg használható eszközökön keresztül. Tegyük fel, hogy egy mosdó, egy zuhanykabin és egy WC-csésze 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s összáramot eredményez.
Összefoglalja a vízfogyasztást egyidejűleg működő eszközökön keresztül.
Melyik vízmelegítőt válasszuk?
Kazán diagram.
A hozzád rendelt feladattól függően a számodra legmegfelelőbb kazán kiszámítása kétféleképpen végezhető el. Az első esetben a tárolt vízmennyiséget veszik figyelembe, és kiszámítják a hőcserélő és az áramellátás kapacitását. A másodikban a vízmelegítő térfogatát úgy számolják, hogy egy bizonyos energiaforrás bizonyos idő alatt keletkezett hőt tárolja.
Meg kell érteni, hogy függetlenül attól, hogy milyen technikát alkalmaz, a víz felhalmozódó képességét mindig a hőteljesítménye jellemzi. Ez az érték állandó, és megegyezik 4,187 kJ.kg / ° C-mal. Ez azt jelenti, hogy például 1 kg víz 1 ° C-os melegítéséhez 4,187 kJ-nak megfelelő hőmennyiséget kell biztosítania. Ehhez pedig 1163 kWh szükséges.
Elektromos kazán készülék.
Például, ha 1000 literes vízmelegítővel rendelkezik, és a vizet 50 ° C-ig kell felmelegítenie, akkor a hőenergia-igényt a következőképpen számolják: 1000 × 50 = 58 kWh.
A hőcserélő teljesítménye függ a fűtött és fűtött víz közötti hőmérséklet-különbségtől, valamint a hőátadási együtthatótól. Minden egyes hőcserélőnél a hőátadási együttható egyedi lesz. Ezért a vízmelegítő kiszámításához univerzális képlet nem létezhet. A hőcserélő kiválasztásának legegyszerűbb módja az a diagram, amelyet a gyártók a vízmelegítőjük műszaki leírásában feltüntetnek.
Miután emlékezett erre az egyszerű igazságra, folytathatja az egyéni jellemzők figyelembevételét.
Normál elektromos kazán készülék
A kazán tároló tartály diagramja.
Hazánkban általánosan elfogadott, hogy a vízmelegítő és a kazán különböző eszköz. De valójában az egész különbség az, hogy a kazánnak van tárolótartálya a meleg víz melegítésére és tárolására. Ezért nevezik őket a szakirodalomban "tároló vízmelegítőknek". Emellett a kazánok hőforrásukban különböznek egymástól. Most közvetlen és közvetett fűtési rendszerek vannak. Ha a készülék önmagában termel hőt termoelektromos fűtőberendezés vagy gázégő segítségével, akkor ez egy közvetlen fűtési rendszer. Közvetett fűtés a fűtőkazánból bizonyos hőmérsékletre táplált fűtőanyag miatt következik be. Leggyakrabban tárolós vízmelegítőket használnak, diagramjukat az 1. képen láthatja.
Számítási táblázat tárolós vízmelegítőhöz.
Mielőtt döntene egy adott vízmelegítő megvásárlásáról, ki kell számítani az összes paramétert, és figyelembe kell vennie otthonának jellemzőit és a jövőbeni felhasználás feltételeit. Feltétlenül értékelje a következő paramétereket:
- az elektromos vezetékek állapota;
- az elektromos vezetékek lehetséges terhelése;
- a gázkommunikációhoz való csatlakozás lehetőségének elérhetősége;
- a házat kiszolgáló összes berendezés (beleértve a vízszivattyúkat is, ha vannak ilyenek) használhatósága.
Tároló vízmelegítő (kazán) telepítése.
Ezenkívül figyelembe kell venni a vízmelegítőt használók számát, és nagyjából meg kell tervezni, hogy mennyi meleg vizet fognak fogyasztani naponta. Ezt követően elkezdheti kiválasztani egy adott modellt.
Az Ön számára megfelelő vízmelegítő kiválasztásához először el kell döntenie a fő jellemzőiről, nevezetesen:
- a legmegfelelőbb energiaforrás;
- szükséges mennyiségű fűtött víz;
- hűtőfolyadék-fogyasztás;
- fűtési idő.
Ezen paraméterek szerint kiszámítják a vízmelegítőt.
Energiaforrás a víz fűtésére
Kazán fűtőkör.
A gázt és az áramot a vízmelegítők fő energiaforrásaként használják. Vannak egzotikusabb források is, mint például a napelemek, de hazánkban nem túl gyakoriak. Ezért a pontos számítás elvégzéséhez össze kell hasonlítani a gáz és az áram előnyeit és hátrányait.
- Az elektromos vízmelegítők 1 és 6 kW közötti teljesítményűek. A gázkazán teljesítménye 4 kW-tól indul.
- Általános szabály, hogy a tároló típusú vízmelegítők nagyobb melegvíztartállyal rendelkeznek (legfeljebb 150 literig), míg az elektromos ritkán ritkán haladják meg a 100 litert.
- A gázköltség Oroszországban sokkal olcsóbb, mint az áram.
A nagynyomású vízmelegítő készülék vázlata.
Úgy tűnik, hogy a választás nyilvánvaló, és nincs szükség összetett számításokra. Körülbelül a fele időbe telik 100-150 liter meleg víz előállítása gázmelegítő használatával, mint egy villamos energiával működő rendszer használata. De az elektromos készülékek nem igényelnek további elektromos vezetékes berendezéseket - elegendő egy egyszerű konnektor számukra. Nem szükséges szakembereket meghívni egy ilyen kazán telepítésére. Míg a gázmelegítőt csatlakoztatni kell egy gázvezetékhez, amely nem minden nyaralóban áll rendelkezésre. Ezenkívül kéményre van szükség a gáztüzelésű vízmelegítő biztonságos telepítéséhez.
Lehetetlen összehasonlítani a különböző áramforrásokkal rendelkező kazánok árait. Az elektromos rendszerek költsége elsősorban a fűtőelem teljesítményétől és a tartály térfogatától függ. A gáztüzelésű vízmelegítők ára az égéstér típusától függően alakul ki. Belső és külső. A belső kamrával rendelkező berendezések telepítése minimális erőfeszítést és időt igényel. De az ilyen eszközök körülbelül kétszer annyiba kerülnek, mint a külső kamrával rendelkező kazánok.
Még egy feltételt figyelembe kell venni. A gázkazánok képesek jelentősen felmelegíteni a levegőt. A nyári rezidencia és a kis helyiségek körülményei között egy ilyen funkció valódi problémává válhat, ha például vízmelegítőt helyez a konyhába.
Ezért lehetetlen egyértelmű javaslatokat adni egy adott energiaforrással rendelkező kazán kiválasztására.
Keresztmetszet
A vízellátó cső keresztmetszetének kiszámítása kétféleképpen végezhető el:
- Kiválasztás az értéktábla szerint.
- A legnagyobb megengedett áramlási sebesség szerint számítva.
Táblázat szerinti kiválasztás
Valójában a táblázat nem igényel megjegyzéseket.
| Névleges csőfurat, mm | Fogyasztás, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Például 0,34 l / s áramlási sebességhez elegendő egy DU15 cső.
Kérjük, vegye figyelembe: a DN (névleges furat) körülbelül megegyezik a víz- és gázvezeték belső átmérőjével. A külső átmérővel jelölt polimer csöveknél a belső körülbelül egy lépéssel különbözik tőle: mondjuk egy 40 mm-es polipropilén cső belső átmérője körülbelül 32 mm.
A névleges furat megközelítőleg megegyezik a belső átmérővel.
Áramlási sebesség kiszámítása
A vízellátó rendszer átmérőjének kiszámítása a víz áramlási sebességével két egyszerű képlet segítségével végezhető el:
- Képletek egy szakasz területének a sugara mentén történő kiszámításához.
- Képletek egy ismert szakaszon, ismert áramlási sebességen keresztüli áramlási sebesség kiszámításához.
Az első képlet S = π r ^ 2. Benne:
- S a szükséges keresztmetszeti terület.
- π jelentése pi (kb. 3,1415).
- r a metszet sugara (a DN fele vagy a cső belső átmérője).
A második képlet úgy néz ki, hogy Q = VS, ahol:
- Q - fogyasztás;
- V az áramlási sebesség;
- S a keresztmetszeti terület.
A számítások megkönnyítése érdekében az összes értéket SI - méterre, négyzetméterre, méter / másodperc és köbméter / másodpercre konvertálják.
SI egységek.
Számítsuk ki saját kezünkkel a cső minimális DU-ját a következő bemeneti adatokhoz:
- A rajta átáramló áram 0,34 liter másodpercenként.
- A számításokban alkalmazott áramlási sebesség a megengedett legnagyobb 1,5 m / s.
Lássunk neki.
- Az SI-értékekben az áramlási sebesség 0,00034 m3 / s lesz.
- A második képlet szerinti keresztmetszetnek legalább 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2-nek kell lennie.
- A sugár négyzete az első képlet szerint 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Vegyük ennek a számnak a négyzetgyökét. A sugár 0,0092 méter.
- A DN vagy a belső átmérő megszerzéséhez szorozza meg a sugarat kettővel. Az eredmény 0,0184 méter, vagyis 18 milliméter. Mint könnyen láthatja, közel áll az első módszerrel kapotthoz, bár nem éppen esik egybe vele.
Energiafogyasztás
Miután meghozta a döntést a közvetett fűtőkazán vásárlásának és kiszámításának szükségességéről, ki kell számolnia, hogy mennyi meleg vízre van szükség a normális élethez. Képzeljünk el egy 4 tagú családot, és végezzünk egy átlagos napi elemzést egy héten keresztül, és végezzük el a meleg vízfogyasztás csúcsértékét (a munkanap reggelén).
- Heti elemzés
- Az edények mosásához percenként körülbelül 5 liter meleg vízre lesz szükség. Az öblítési időt figyelembe vesszük, ez körülbelül 5 perc. Naponta kétszer mosom a tányérjaimat, napi 50 liter meleg vizet kapunk konyhai eszközökhöz. Szorozzuk 7 nappal, összesen heti 350 literrel.
- Minden ember hetente 2-3 alkalommal fürdik, miközben körülbelül 170 litert költ. 4 * 2,5 = 10 * 170 = 1700 liter 7 nap alatt.
- Záporok további 4-5 alkalommal 10 percig, körülbelül 12 l / perc áramlási sebességgel. 4,5 * 10 * 12 = családonként 540, heti 2160 literenként.
- Kis higiénia (kezet, cipőt mosni, takarítani a házat) - személyenként és naponta körülbelül 10 liter a vizsgálati időszakban 280 liter.
Összesen - 350 + 1700 + 2160 + 280 = 4490 liter hetente. Tegyük fel a vendégeket, akik bejöttek, és arra az esetre, ha hozzávetőlegesen heti 5000 literet kapunk. De a kazán órákban számít, le kell fordítania egységeire. 5000/7/24 = 30 liter / óra meleg víz a négyfős család átlagos fogyasztása.
A hőmérséklet és a teljesítmény arányára vonatkozó számadataink alapján megkapjuk a szükséges átlagos energiafogyasztást - 30 * 0,0375 = 1,125 kW / h.
Nyomás
Kezdjük néhány általános megjegyzéssel:
- A hideg vízellátási vezetékben jellemző nyomás 2-4 atmoszféra (kgf / cm2)... Ez függ a legközelebbi szivattyútelep vagy víztorony távolságától, a tereptől, a hálózat állapotától, a fő vízellátás szelepeinek típusától és számos egyéb tényezőtől.
- Az abszolút minimális nyomás, amely lehetővé teszi az összes modern víz- és háztartási készülék működését, 3 méter... Az Atmor pillanatnyi vízmelegítőkre vonatkozó utasítás például közvetlenül azt mondja, hogy a nyomásérzékelő alsó válaszküszöbe, amely magában foglalja a fűtést, 0,3 kgf / cm2.
A készülék nyomásérzékelőjét 3 méteres nyomáson kapcsolják be.
Referencia: légköri nyomáson 10 méter fej 1 kgf / cm2 túlnyomásnak felel meg.
A gyakorlatban jobb, ha egy végszerelvénynél legalább öt méteres a feje. Kis különbözet kompenzálja a csatlakozások, az elzáró szelepek és maga az eszköz elszámolatlan veszteségeit.
Ki kell számolnunk a fejcsökkenést egy ismert hosszúságú és átmérőjű csővezetékben. Ha a fővezeték nyomásának megfelelő nyomáskülönbség és a vízellátó rendszer nyomásesése meghaladja az 5 métert, akkor vízellátó rendszerünk hibátlanul fog működni.Ha ez kevesebb, akkor vagy meg kell növelnie a cső átmérőjét, vagy szivattyúzással meg kell nyitnia (amelynek ára egyébként egyértelműen meghaladja a csövek költségeinek növekedését, mivel az átmérőjük egy lépésben megnő. ).
Tehát hogyan történik a vízellátó hálózat nyomásának kiszámítása?
Itt érvényes a H = iL (1 + K) képlet, amelyben:
- H a nyomásesés áhított értéke.
- i a csővezeték úgynevezett hidraulikus meredeksége.
- L a cső hossza.
- K egy olyan együttható, amelyet a vízellátó rendszer funkcionalitása határoz meg.
A legegyszerűbb módszer a K meghatározása.
Ez egyenlő:
- 0,3 háztartási és ivási célokra.
- 0,2 ipari vagy tűzoltáshoz.
- 0,15 a tűz és az előállítás szempontjából.
- 0,10 egy tűzoltó számára.
A fotón tűzoltó vízellátó rendszer található.
A csővezeték vagy annak szakaszának mérésével nincs különösebb nehézség; de a hidraulikus torzítás fogalma külön vitát igényel.
Értékét a következő tényezők befolyásolják:
- A csőfalak érdessége, amely viszont anyaguktól és koruktól függ. A műanyagok felülete simább, mint az acél vagy az öntöttvas; ezenkívül az acélcsövek a vízkőlerakódásokkal benőttek és rozsdásodnak az idők során.
- Csőátmérő. Az inverz kapcsolat itt működik: minél kisebb, annál nagyobb ellenállást mutat a csővezeték a benne lévő víz mozgásával szemben.
- Áramlási sebesség. Növekedésével az ellenállás is növekszik.
Valamivel ezelőtt a szelepek hidraulikus veszteségeit is figyelembe kellett venni; a modern, teljes furatú gömbcsapok azonban nagyjából ugyanazt az ellenállást keltik, mint a cső, ezért biztonságosan figyelmen kívül hagyhatók.
A nyitott gömbcsap szinte nincs ellenállása a víz áramlásának.
A hidraulikus meredekség önálló kiszámítása nagyon problémás, de szerencsére erre nincs szükség: az összes szükséges érték megtalálható az úgynevezett Shevelev táblákban.
Ahhoz, hogy az olvasó képet kapjon a tétről, bemutatjuk az egyik asztal egy kis töredékét egy 20 mm átmérőjű műanyag csőhöz.
| Fogyasztás, l / s | Átfolyási sebesség, 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 |
Mi az 1000i a táblázat jobb szélső oszlopában? Ez csak a hidraulikus lejtésérték 1000 lineáris méterenként. Ahhoz, hogy képletünkhöz megkapjuk az i értékét, elég, ha elosztjuk 1000-vel.
Számítsuk ki a nyomásesést egy 20 mm átmérőjű csőben, amelynek hossza megegyezik 25 méterrel és másodpercenként másfél méter áramlási sebességgel.
- A táblázatban keressük a megfelelő paramétereket. Adatai szerint az 1000i a leírt körülmények között 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Sevelev táblázatait az első publikáció óta sokszor kinyomtatták.
- Helyettesítsen minden értéket a képletbe. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 méter. Ha a vízellátás bemeneténél 2,5 atmoszférás nyomás van a kimeneten, akkor 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2 lesz, ami több mint kielégítő.
Indirekt fűtőkazán csatlakoztatása recirkulációval
A különféle közvetett fűtésű kazánok csővezetékei recirkulációval a rajznak megfelelően készülnek. Az alkatrészek kiválasztásakor fontos figyelembe venni az otthoni fűtési rendszer jellemzőit.
A vízkör kazánhoz vezetéséhez a következő 3 telepítési rendszert lehet használni:
- Háromutas szelepek telepítése.
- Dupla cirkulációs szivattyú telepítése.
- Szabályozás hidraulikus nyilak segítségével.
A folyadék-recirkulációs rendszerek használata jelentősen növeli a fűtési rendszerek teljesítményét, és növeli a folyadék és a helyiségek kazánokból történő fűtésének hatékonyságát.
Háromutas szelepekkel ellátott indirekt tekercselő rendszerek telepítésekor figyelembe kell venni, hogy ezt a módszert megnövelt térfogatú tartályok számára tervezték. Egy ilyen rendszer kifejlesztésekor kiszámítják, hogy a kétkörös fűtéstípus hogyan kerül telepítésre.
A kazán csatlakoztatása a kazán berendezéséhez
A víz hőmérsékletének figyelemmel kísérése nagyon fontos.Olyan helyzetben, amikor a kazánok tartályaiban lévő víz beállított fűtési hőmérséklete sokkal magasabb, mint magukban a fűtési rendszerek fűtőköreiben, ez az összes berendezés helytelen működéséhez vezethet.
Ez megakadályozza a fűtési körök fűtésére való átállást. Lehetőség van indirekt fűtési kazánok két körrel történő telepítésére is. A szükséges opció kiválasztása a vízellátó rendszer vízétől is függ. Abban a helyzetben, amikor a főcsatornában lévő folyadék nagyfokú merevségű, jobb a háromutas szelepekkel rendelkező rendszerek telepítését használni, mivel a kétkörös rendszerek az elzáródások miatt gyorsan meghibásodhatnak.
