Temaet for denne artikkelen er beregning av vannforsyningsnett i et privat hus. Siden en typisk liten ordning med vannforsyning til hytte ikke er veldig kompleks, trenger vi ikke å gå inn i jungelen av komplekse formler; imidlertid vil leseren måtte assimilere en viss mengde teori.
Fragment av vannforsyningssystemet til et privat hus. Som alle andre tekniske systemer, trenger denne foreløpige beregninger.
Funksjoner av ledningene til hytta
Hva er faktisk vannforsyningssystemet i et privat hus enklere enn i en bygård (selvfølgelig, i tillegg til det totale antallet rørleggerinnretninger)?
Det er to grunnleggende forskjeller:
- Med varmt vann er det som regel ikke behov for å sørge for konstant sirkulasjon gjennom stigerør og oppvarmede håndklestativer.
I nærvær av sirkulasjonsinnsatser blir beregningen av varmtvannsforsyningsnettverket merkbart mer komplisert: rørene må passere gjennom seg selv, ikke bare vannet som demonteres av beboerne, men også de kontinuerlig sirkulerende vannmassene.
I vårt tilfelle er avstanden fra VVS-armaturene til kjelen, kolonnen eller tilknytningen til ledningen liten nok til å ignorere hastigheten på varmtvannsforsyning til kranen.
Viktig: For de som ikke har kommet over oppvarmingsplaner for varmtvann - i moderne bygårder er stigerør for varmtvannstilkobling parvis. På grunn av trykkforskjellen i innfestingene som oppstår ved å holde vaskemaskinen sirkulert vann kontinuerlig gjennom stigerørene. Dette sikrer rask tilførsel av varmt vann til mikserne og oppvarming av oppvarmede håndklestenger året rundt på badene.
Oppvarmet håndklestativ oppvarmes ved kontinuerlig sirkulasjon gjennom varmtvannsstigerørene.
- Vannforsyningssystemet i et privat hus er delt i henhold til en blindvei-ordning, noe som innebærer en konstant belastning på visse deler av ledningene. Til sammenligning må beregningen av vannforsyningsnettverket (som tillater at hver seksjon i vannforsyningssystemet får strøm fra to eller flere kilder) utføres separat for hvert av de mulige tilkoblingsskjemaene.
Beregning basert på kjelens nominelle effekt
Hvordan beregnes kjeler for varmtvannsforsyning med indirekte varmekjeler med betydelig volum og høyt vannforbruk fra varmtvannssystemet?
Den beregnede kraften er lik summen av to termer:
- Husets behov for varme uten å ta hensyn til sikkerhetsfaktoren;
- Kjelens nominelle effekt. I gjennomsnitt er det lik 15 kilowatt per 100 liter volum.
Indirekte Gorenje GV 100 (17400 watt)
Nyanse: 20% trekkes fra tilleggsresultatet, siden kjelens varmeveksler ikke vil gi varme og varmtvannsforsyning med varme døgnet rundt.
Så når den beryktede Gorenje GV 100 er installert i huset vårt i Sevastopol, vil kjelekapasiteten for vannforsyning og oppvarming være 10 (varmebehov +17,4 varmebehov for kjele)) * 0,8 = 22. Figuren er avrundet til nærmeste kilowattverdi.
Er det mulig å installere en kjele med en kapasitet høyere enn den beregnede i varmtvannskretsen med en indirekte varmekjele?
Det er mulig, men ulønnsomt av to grunner:
- Prisen på selve kjelen stiger raskt når nominell effekt øker;
Etter kjelens ytelse vokser også tallet på prislappen
- Klassiske kjeler med fast brensel reduserer effektiviteten på grunn av ufullstendig forbrenning av drivstoff ved drift med varmeoverføring under nominell verdi. Reduksjon av varmegenerering oppnås hos dem på den enkleste måten - ved å begrense lufttilførselen med et spjeld.
Endring i effektiviteten til en kjele med fast drivstoff med endring i varmeoverføring
Hva tror vi
Vi må:
- Beregn vannforbruk ved toppforbruk.
- Beregn tverrsnittet av vannrøret som kan gi denne strømningshastigheten med en akseptabel strømningshastighet.
Merk: den maksimale vannføringshastigheten der den ikke genererer hydraulisk støy, er omtrent 1,5 m / s.
- Beregn hodet på slutten av ligaen. Hvis det er uakseptabelt lavt, er det verdt å vurdere å enten øke rørledningen eller installere en mellompumpe.
Lavtrykket på sluttblanderen vil sannsynligvis ikke glede eieren.
Oppgavene er formulert. La oss komme i gang.
Forbruk
Det kan estimeres grovt av forbruksraten for individuelle VVS-inventar. Data kan, hvis ønskelig, lett finnes i et av vedleggene til SNiP 2.04.01-85; av hensyn til leseren presenterer vi et utdrag fra det.
| Enhetstype | Forbruk av kaldt vann, l / s | Totalt forbruk av varmt og kaldt vann, l / s |
| Vanningskran | 0,3 | 0,3 |
| Toalettskål med trykk | 1,4 | 1,4 |
| Toalett med sistern | 0,10 | 0,10 |
| Dusjkabinett | 0,08 | 0,12 |
| Bad | 0,17 | 0,25 |
| Vask | 0,08 | 0,12 |
| Servant | 0,08 | 0,12 |
I bygårder brukes sannsynlighetskoeffisienten for samtidig bruk av enheter ved beregning av forbruket. Det er nok for oss å bare oppsummere vannforbruket gjennom enheter som kan brukes samtidig. La oss si at en vask, en dusjkabinett og en toalettskål vil gi en total flyt på 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s.
Vannforbruket gjennom enheter som kan fungere samtidig er oppsummert.
Tverrsnitt
Beregning av tverrsnittet til et vannforsyningsrør kan utføres på to måter:
- Valg i henhold til verditabellen.
- Beregnet i henhold til maks. Tillatt strømningshastighet.
Utvalg etter tabell
Tabellen krever faktisk ingen kommentarer.
| Nominell rørboring, mm | Forbruk, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
For eksempel, for en strømningshastighet på 0,34 l / s, er et DU15-rør tilstrekkelig.
Merk: DN (nominell boring) er omtrent lik den indre diameteren på vann- og gassrøret. For polymerrør merket med en ytre diameter, skiller den indre seg fra den med omtrent et trinn: si, et 40 mm polypropylenrør har en indre diameter på ca 32 mm.
Nominell boring er omtrent lik den indre diameteren.
Strømningshastighetsberegning
Beregning av diameteren på vannforsyningssystemet med strømningshastigheten til vann gjennom det kan utføres ved hjelp av to enkle formler:
- Formler for beregning av arealet til en seksjon langs dens radius.
- Formler for beregning av strømningshastigheten gjennom en kjent seksjon med en kjent strømningshastighet.
Den første formelen er S = π r ^ 2. I det:
- S er det nødvendige tverrsnittsarealet.
- π er pi (ca. 3,1415).
- r er seksjonsradiusen (halvparten av DN eller rørets indre diameter).
Den andre formelen ser ut som Q = VS, hvor:
- Q - forbruk;
- V er strømningshastigheten;
- S er tverrsnittsområdet.
For å gjøre det lettere å beregne, konverteres alle verdier til SI - meter, kvadratmeter, meter per sekund og kubikkmeter per sekund.
SI-enheter.
La oss beregne med egne hender minimum DU for røret for følgende inngangsdata:
- Gjennomstrømningen er den samme 0,34 liter per sekund.
- Strømningshastigheten som brukes i beregningene er den maksimalt tillatte 1,5 m / s.
La oss komme i gang.
- Strømningshastigheten i SI-verdier vil være lik 0,00034 m3 / s.
- Tverrsnittet i henhold til den andre formelen må være minst 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
- Kvadratet til radiusen i henhold til den første formelen er 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Ta kvadratroten av dette tallet. Radien er 0,0092 meter.
- For å få DN eller indre diameter, multipliser du radius med to. Resultatet er 0,0184 meter, eller 18 millimeter. Som du enkelt kan se, er den nær den som ble oppnådd ved den første metoden, selv om den ikke akkurat sammenfaller med den.
Volumberegning med korreksjonsfaktorer
Hvordan beregne kjelekapasiteten for varmtvannsforsyning og oppvarming, med tanke på alle faktorene beskrevet ovenfor?
- Basisverdien for varmeeffekten er 40 watt per kubikkmeter av det interne oppvarmede volumet;
- Den regionale koeffisienten er lik lik:
| Gjennomsnittlig januar temperatur, ° С | Koeffisient |
| 0 og høyere | 0,7 |
| -5 — 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 og under | 2 |
Gjennomsnittlig januar temperatur for forskjellige regioner i Russland
- Isolasjonskoeffisienten er valgt fra følgende verdiområde:
| Bilde | Beskrivelse av bygningsisolasjon og koeffisient |
| Mangel på isolasjon, metall eller skjermvegger - 3-4 |
| Murverk av vegger, en-lags glassvinduer - 2-3 |
| Veggmur i to murstein og dobbeltrom med 1 kammer - 1-2 |
| Isolert fasade, doble vinduer - 0,6-0,9 |
- Effektreserven for ikke-registrerte varmetap og for oppvarming av varmt vann beregnes i henhold til forrige ordning.
La oss gjenta beregningen av kjelen for varmtvannsforsyning og oppvarming med et antall ekstra innganger:
- Takhøyden i huset er 3 meter;
- Huset ligger i Sevastopol (gjennomsnittlig januar temperatur er +3 grader);
På bildet - januar i Sevastopol
- Den er utstyrt med vinduer med enkelt kammer og steinvegger uten ekstra isolasjon 40 cm tykk.
Så:
- Det oppvarmede volumet er 100 * 3 = 300 m3;
- Basisverdien for termisk effekt for oppvarming er 300 * 40 = 12 kW;
- Klimaet i Sevastopol gir oss en regional koeffisient på 0,7. 12 * 0,7 = 8,4 kW;
- Isolasjonskoeffisienten er lik 1,2. 1,2 * 8,4 = 10,08;
- Med tanke på sikkerhetsfaktoren og effektreserven for drift av strømvarmeren får vi de samme 14 kW.
Var det verdt det å komplisere beregningene hvis resultatet er uendret?
Sikkert. Hvis vi mentalt plasserer huset vårt i byen Oymyakon, Yakutsk-regionen (gjennomsnittstemperatur januar -46,4 grader), vil etterspørselen etter varme og følgelig den beregnede varmekapasiteten til kjelen øke med 2 / 0,7 (forholdet mellom regionale koeffisienter ) = 2,85 ganger. Isolering av fasaden og installasjon av energisparende doble vinduer i vinduene vil kutte den i to.
Oymyakon er den kaldeste byen i landet
Press
La oss starte med noen generelle merknader:
- Typisk trykk i kaldtvannstilførselsledningen er fra 2 til 4 atmosfærer (kgf / cm2)... Det avhenger av avstanden til nærmeste pumpestasjon eller vanntårn, på terrenget, strømtilstanden, typen ventiler på hovedvannforsyningen og en rekke andre faktorer.
- Det absolutte minimumstrykket som gjør at alle moderne rørleggerinnretninger og husholdningsapparater som bruker vann til å fungere, er 3 meter... Instruksjonene for Atmor øyeblikkelige varmtvannsberedere sier for eksempel direkte at den nedre responsterskelen for trykksensoren som inkluderer oppvarming er 0,3 kgf / cm2.
Trykkføleren til enheten utløses ved et trykk på 3 meter.
Referanse: Ved atmosfæretrykk tilsvarer 10 meter hode 1 kgf / cm2 overtrykk.
I praksis, på en sluttarmatur, er det bedre å ha et minimumshode på fem meter. En liten margin kompenserer for ikke-regnskapsførte tap i tilkoblinger, stengeventiler og selve enheten.
Vi må beregne hodet fall i en rørledning med kjent lengde og diameter. Hvis trykkforskjellen som tilsvarer trykket i hovedledningen og trykkfallet i vannforsyningssystemet er mer enn 5 meter, vil vårt vannforsyningssystem fungere feilfritt. Hvis det er mindre, må du enten øke rørets diameter eller åpne den ved å pumpe (hvis pris for øvrig klart vil overstige veksten i rørkostnadene på grunn av en økning i diameteren med ett trinn. ).
Så hvordan utføres beregningen av trykket i vannforsyningsnettet?
Her er formelen H = iL (1 + K) gyldig, der:
- H er den ettertraktede verdien av trykkfallet.
- jeg er den såkalte hydrauliske skråningen på rørledningen.
- L er lengden på røret.
- K er en koeffisient som bestemmes av vannforsyningssystemets funksjonalitet.
Den enkleste måten er å bestemme K.
Det er lik:
- 0,3 for husholdnings- og drikkeformål.
- 0,2 for industri eller brannslukking.
- 0,15 for brann og produksjon.
- 0,10 for en brannmann.
På bildet er det et brannvannforsyningssystem.
Det er ingen spesielle problemer med å måle lengden på rørledningen eller dens seksjon; men begrepet hydraulisk forspenning krever en egen diskusjon.
Verdien påvirkes av følgende faktorer:
- Råveggenes ruhet, som igjen avhenger av materialet og alderen. Plast har en jevnere overflate enn stål eller støpejern; i tillegg blir stålrør overgrodd med kalkavleiringer og rust over tid.
- Rørdiameter. Det omvendte forholdet fungerer her: jo mindre det er, jo mer motstand har rørledningen mot bevegelse av vann i den.
- Strømningshastighet. Med økningen øker også motstanden.
For en tid siden var det nødvendig å i tillegg ta hensyn til hydrauliske tap på ventiler; moderne kuleventiler med full boring skaper imidlertid omtrent samme motstand som et rør og kan derfor med sikkerhet ignoreres.
En åpen kuleventil har nesten ingen motstand mot vannstrømmen.
Å beregne den hydrauliske skråningen på egen hånd er veldig problematisk, men heldigvis er dette ikke nødvendig: alle nødvendige verdier finnes i de såkalte Shevelev-tabellene.
For å gi leseren en ide om hva som står på spill, presenterer vi et lite fragment av ett av bordene for et plastrør med en diameter på 20 mm.
| Forbruk, l / s | Flytehastighet, 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 |
Hva er 1000i lengst til høyre i kolonnen på tabellen? Dette er bare den hydrauliske skråningsverdien per 1000 lineære meter. For å få verdien av i for formelen vår, er det nok å dele den med 1000.
La oss beregne trykkfallet i et rør med en diameter på 20 mm med lengden lik 25 meter og en strømningshastighet på en og en halv meter per sekund.
- Vi ser etter de tilsvarende parametrene i tabellen. Ifølge hennes data er 1000i for de beskrevne forholdene 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Shevelevs bord har blitt skrevet ut mange ganger siden den første publikasjonen.
- Erstatt alle verdier i formelen. H = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 meter. Med et trykk ved innløpet til vannforsyningssystemet på 2,5 atmosfærer ved utløpet vil det være 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, noe som er mer enn tilfredsstillende.
Enkel arealberegning
Den enkleste grove beregningen av kraften til en vannforsyningskjele kan utføres basert på behovet for et hus i termisk energi på 100 watt per kvadratmeter. For et hus med et areal på 100 m2 er det derfor behov for 10 kW.
Det tas 100 watt varme per kvadrat oppvarmet område
I tillegg innføres en sikkerhetsfaktor på 1,2, som kompenserer for ikke-registrerte varmetap og bidrar til å opprettholde en behagelig temperatur i rommet under ekstreme frost. Hvilke justeringer gjør varmtvannsforsyningen fra kjelen til denne ordningen?
Den kan leveres på to måter:
- Varmtvannsbereder (indirekte varmekjele)... I dette tilfellet introduseres en tilleggsfaktor på 1.1: kjelen fjerner en relativt liten mengde varme fra varmesystemet;
Vannforsyningsordning for en kjele med fast brensel, med en indirekte varmekjel
- Øyeblikkelig varmeapparat til en dobbeltkrets... Her brukes en faktor på 1,2. Med tanke på sikkerhetsfaktoren, bør kjelens termiske ytelse overstige husets estimerte varmebehov med 40 prosent. I vårt eksempel med en 100 meter hytte, når oppvarming og varmtvannsforsyning er tilkoblet, skal kjelen produsere 14 kW.
Varmesystemtilkobling og vannforsyningsdiagram for en dobbel krets
Merk: i sistnevnte tilfelle er en liten kraftreserve for behovet for varmtvannsforsyning forbundet med kortsiktig drift av strømvarmeren. Varmt vann forbrukes sjelden mer enn en halvtime om dagen, og varmesystemet har en viss treghet, slik at parametrene til kjølevæsken ikke går utover standardverdiene.
Enkel beregning av en kjele med varmtvannsforsyning etter husets område
Denne beregningsplanen er enkel, men har flere alvorlige ulemper:
- Det tar hensyn til området til det oppvarmede rommet, ikke volumet.I mellomtiden vil behovet for varme i hytter med en takhøyde på 2,5 og 4 meter være veldig forskjellig;
Et rom med høyt tak trenger mer varme
- Hun ignorerer forskjellene mellom klimasoner. Som du vet er varmetapet til en bygning direkte proporsjonal med temperaturforskjellen mellom interiøret og gaten og vil variere sterkt på Krim og Yakutia;
- Det tar ikke hensyn til kvaliteten på bygningsisolasjonen. For murverk og en fasade isolert med en skumplast av pels i plast, vil varmetapet variere betydelig.
Isolering av fasaden kan redusere varmetapet betydelig
