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 yksityisen talon 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 liitokseen johtoon on riittävän pieni, jotta ei kiinnitetä huomiota haneen kuuman veden syöttönopeuteen.
Tärkeää: Niille, jotka eivät ole törmänneet käyttöveden kierrätysjärjestelmiin - moderneissa kerrostaloissa kuumavesijohdot on kytketty pareittain. Pidätinlaatan muodostamien liitoskohtien paine-eron vuoksi vettä kiertää jatkuvasti nousuputkien läpi. Tämä varmistaa nopean kuuman veden toimittamisen sekoittimiin ja lämmitettyjen 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 liitäntäjärjestelmälle.
Laskelma kattilan nimellistehon perusteella
Kuinka lämminvesivaraajat lasketaan epäsuorilla lämmityskattiloilla, joiden tilavuus on suuri ja joiden veden kulutus on korkea LKV-järjestelmästä?
Laskettu teho on yhtä suuri kuin kahden termin summa:
- Talon lämmöntarpeet ottamatta huomioon turvallisuuskerrointa;
- Kattilan nimellisteho. Keskimäärin se on 15 kilowattia 100 litraa kohti.
Epäsuora Gorenje GV 100 (17400 wattia)
Vivahde: 20% vähennetään lisäystuloksesta, koska kattilan lämmönvaihdin ei tarjoa lämmitystä ja kuumaa vettä lämmöllä ympäri vuorokauden.
Joten kun pahamaineinen Gorenje GV 100 asennetaan taloon Sevastopoliin, kattilan vesihuolto- ja lämmitysteho on 10 (lämmityslämmön tarve + 17,4 kattilan lämmöntarve) * 0,8 = 22. Luku annetaan pyöristettynä lähimpään kilowatti-arvoon.
Voiko lämminvesikiertoon asentaa epäsuoralla lämmityskattilalla laskettua suurempaa kattilaa?
Se on mahdollista, mutta kannattamatonta kahdesta syystä:
- Itse kattilan hinta nousee nopeasti nimellistehon kasvaessa;
Kattilan suorituskyvyn seurauksena myös hintalappussa oleva numero kasvaa
- Perinteiset kiinteän polttoaineen kattilat, kun ne toimivat lämmönsiirron alle nimellisarvon, vähentävät tehokkuutta polttoaineen epätäydellisen palamisen vuoksi. Lämmöntuotannon väheneminen saavutetaan niissä yksinkertaisimmalla tavalla - rajoittamalla ilmansyöttöä pellillä.
Kiinteän polttoaineen kattilan tehokkuuden muutos muutoksella lämmönsiirrossa
Mitä ajattelemme
Meidän täytyy:
- Arvioi vedenkulutus 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 kiinnittimen päähän. Jos se on liian matala, kannattaa harkita joko putkilinjan halkaisijan lisäämistä tai välipumpun asentamista.
Pääsekoittimen matala paine tuskin miellyttää omistajaa.
Tehtävät muotoillaan. Aloitetaan.
Kulutus
Se voidaan arvioida karkeasti yksittäisten viemäriputkien kulutusasteilla. Tiedot voidaan haluttaessa helposti löytää yhdestä SNiP 2.04.01-85: n liitteistä; lukijan mukavuuden vuoksi esitämme otteen 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.
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
Vesihuoltojärjestelmän halkaisijan laskeminen sen läpi kulkevan veden virtausnopeudella voidaan suorittaa kahdella yksinkertaisella kaavalla:
- Kaavat lohkon 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 - 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 virtausnopeus on sama 0,34 litraa sekunnissa.
- Laskelmissa käytetty virtausnopeus on suurin sallittu 1,5 m / s.
Aloitetaan.
- Virtausnopeus SI-arvoina on sama 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.
Tilavuuslaskenta korjauskertoimilla
Kuinka lasketaan kattilan kapasiteetti kuuman veden syöttöön ja lämmitykseen ottaen huomioon kaikki edellä kuvatut tekijät?
- Lämmöntuotannon perusarvo on 40 wattia kuutiometriä kohti sisäistä lämmitettyä tilavuutta;
- Alueellinen kerroin otetaan seuraavasti:
| Tammikuun keskilämpötila, ° С | Kerroin |
| 0 ja korkeampi | 0,7 |
| -5 — 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 ja alle | 2 |
Keskimääräinen tammikuun lämpötila Venäjän federaation eri alueilla
- Eristyskerroin valitaan seuraavista arvoista:
| Kuva | Kuvaus rakennuksen eristämisestä ja kertoimesta |
| Eristyksen, metalli- tai suojaseinien puute - 3-4 |
| Seinien tiiliseinä, ikkunoiden yksikerroksinen lasitus - 2-3 |
| Seinämuuraus kahdessa tiilessä ja yksikammioisissa kaksinkertaisissa ikkunoissa - 1-2 |
| Eristetty julkisivu, kaksinkertaiset ikkunat - 0,6-0,9 |
- Laskematon lämpöhäviön ja käyttöveden lämmityksen tehoreservi lasketaan edellisen kaavan mukaisesti.
Toistetaan lämminvesivaraajan ja lämmityksen kattilan laskenta useilla lisäpanoksilla:
- Talon kattojen korkeus on 3 metriä;
- Talo sijaitsee Sevastopolissa (tammikuun keskilämpötila on +3 astetta);
Kuvassa - tammikuu Sevastopolissa
- Se on varustettu yksikammioisilla muovi-ikkunoilla ja kiviseinillä ilman lisäeristystä 40 cm.
Niin:
- Lämmitetty tilavuus on 100 * 3 = 300 m3;
- Lämmityksen lämpötehon perusarvo on 300 * 40 = 12 kW;
- Sevastopolin ilmasto antaa meille alueellisen kertoimen 0,7. 12 * 0,7 = 8,4 kW;
- Eristyskerroin on yhtä suuri kuin 1,2. 1,2 * 8,4 = 10,08;
- Kun otetaan huomioon varmuuskerroin ja tehovara virtauslämmittimen toiminnalle, saamme saman 14 kW.
Oliko sen arvoista hankaloittaa laskutoimituksia, jos tulos ei muutu?
Varmasti. Jos sijoitamme talomme henkisesti Oymjakonin kaupunkiin, Jakutskin alueelle (tammikuun keskilämpötila -46,4 astetta), lämmöntarve ja vastaavasti laskettu kattilan lämmitysteho kasvaa 2 / 0,7 (alueellisten kertoimien suhde) ) = 2,85 kertaa. Julkisivun eristys ja energiaa säästävien kaksinkertaisten ikkunoiden asentaminen ikkunoihin puolittavat sen.
Oymyakon on maan kylmin kaupunki
Paine
Aloitetaan muutamalla yleisellä huomautuksella:
- Tyypillinen paine kylmävesijohdossa 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 vesijärjestelmien ja kodinkoneiden toimivan, on 3 metriä... Esimerkiksi Atmorin pikavesilämmittimien ohjeissa sanotaan suoraan, että paineanturin alempi 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 päätykannattimella on parempi olla vähintään viisi metriä. Pieni marginaali kompensoi liittymien, sulkuventtiilien ja itse laitteen kirjaamattomat häviöt.
Meidän on laskettava pään pudotus 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 nousun 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 niin kutsuttu 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 palolle ja tuotannolle.
- 0,10 palomiehelle.
Kuvassa on palontorjuntajärjestelmä.
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 syöttöjärjestelmän tuloaukossa on 2,5 ilmakehää ulostulossa, se on 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, mikä on enemmän kuin tyydyttävä.
Yksinkertainen pinta-alan laskeminen
Yksinkertaisin vesilämmityskattilan tehon karkea laskenta voidaan suorittaa perustuen talon tarpeeseen, jonka lämpöenergia on 100 wattia neliömetriä kohti. Siksi talon pinta-ala on 100 m2, joten tarvitaan 10 kW.
100 wattia lämpöä otetaan lämmitetyn alueen neliötä kohti
Lisäksi otetaan käyttöön turvallisuustekijä 1,2, joka kompensoi laskemattomat lämpöhäviöt ja auttaa pitämään huoneen mukavan lämpötilan äärimmäisen pakkasen aikana. Mitä säätöjä lämminvesivaraaja kattilasta tekee tähän järjestelmään?
Se voidaan tarjota kahdella tavalla:
- Varaaja vedenlämmitin (epäsuora lämmityskattila)... Tässä tapauksessa lisätään kerroin 1,1: kattila poistaa suhteellisen pienen määrän lämpöä lämmitysjärjestelmästä;
Kiinteän polttoaineen kattilan vesihuoltojärjestelmä epäsuoralla lämmityskattilalla
- Kaksipiirisen kattilan hetkellinen lämmitin... Kerrointa 1,2 käytetään tässä. Turvakerroin huomioon ottaen kattilan lämpötehon tulisi ylittää talon arvioitu lämmöntarve 40 prosentilla. Esimerkissämme 100 metrin mökistä, kun lämmitys ja käyttöveden syöttö on kytketty, kattilan tulisi tuottaa 14 kW.
Lämmitysjärjestelmän kytkentä ja kaksoispiirikattilan vesihuoltokaavio
Huomaa: jälkimmäisessä tapauksessa pieni lämminvesivaraajan tehoreservi liittyy virtauslämmittimen lyhytaikaiseen toimintaan. Kuumaa vettä kulutetaan harvoin yli puoli tuntia päivässä, ja lämmitysjärjestelmällä on tietty hitaus, joten jäähdytysnesteen parametrit eivät ylitä vakioarvoja.
Lämminvesivaraajan kattilan yksinkertainen laskenta talon pinta-alan mukaan
Tämä laskentamalli on yksinkertainen, mutta sillä on useita vakavia haittoja:
- Siinä otetaan huomioon lämmitetyn huoneen alue, ei sen tilavuus.Samaan aikaan lämmöntarve mökeissä, joiden kattokorkeus on 2,5 ja 4 metriä, on hyvin erilainen;
Huone, jossa on korkea katto, tarvitsee enemmän lämpöä
- Hän jättää huomiotta ilmastoalueiden väliset erot. Kuten tiedätte, rakennuksen lämpöhäviö on suoraan verrannollinen sisätilan ja kadun väliseen lämpötilaeroon ja vaihtelee suuresti Krimillä ja Jakutiassa;
- Siinä ei oteta huomioon rakennuksen eristeen laatua. Tiilimuurien ja vaahtoturkilla eristetyn julkisivun lämpöhäviöt eroavat merkittävästi.
Julkisivun eristys voi vähentää merkittävästi lämpöhäviötä
