Bu makalenin konusu, özel bir evde su temini şebekelerinin hesaplanmasıdır. Tipik bir küçük yazlık su temini planı çok karmaşık olmadığından, karmaşık formüllerin ormanına girmek zorunda değiliz; ancak okuyucunun belli bir miktar teoriyi özümsemesi gerekecektir.
Özel bir evin su temin sisteminin bir parçası. Diğer herhangi bir mühendislik sistemi gibi, bunun da ön hesaplamalara ihtiyacı var.
Yazlık kablolamanın özellikleri
Aslında, özel bir evde su temini sistemi bir apartmanda olduğundan daha kolay (tabii ki, toplam sıhhi tesisat armatürü sayısına ek olarak) nedir?
İki temel fark vardır:
- Sıcak suyla, kural olarak, yükselticiler ve ısıtılmış havlu askıları boyunca sürekli sirkülasyon sağlamaya gerek yoktur.
Sirkülasyon eklerinin varlığında, sıcak su tedarik şebekesinin hesaplanması belirgin şekilde daha karmaşık hale gelir: boruların, sadece sakinler tarafından sökülen suyu değil, aynı zamanda sürekli dolaşan su kütlelerini de kendileri geçmesi gerekir.
Bizim durumumuzda, sıhhi tesisat armatürlerinden kazan, kolon veya hatta bağlantıya olan mesafe, musluğa giden sıcak su besleme oranını göz ardı edecek kadar küçüktür.
Önemli: DHW sirkülasyon şemalarına rastlamayanlar için - modern apartman binalarında, sıcak su kaynağı yükselticileri çiftler halinde bağlanır. Tespit rondelası tarafından oluşturulan bağlantılardaki basınç farkı nedeniyle, su yükselticilerden sürekli olarak sirküle edilir. Bu, bataryalara hızlı bir sıcak su temini ve banyolarda ısıtmalı havlu askılarının yıl boyunca ısıtılmasını sağlar.
Isıtmalı havlu askısı, sıcak su yükselticilerinden sürekli sirkülasyonla ısıtılır.
- Özel bir evdeki su temini sistemi, kablolamanın belirli bölümlerinde sabit bir yük anlamına gelen çıkmaz bir şemaya göre bölünmüştür. Karşılaştırma için, su tedarik halkası ağının hesaplanması (su tedarik sisteminin her bir bölümüne iki veya daha fazla kaynaktan güç sağlanmasına izin verilir) olası bağlantı şemalarının her biri için ayrı ayrı yapılmalıdır.
Kazanın nominal gücüne göre hesaplama
Sıcak su temini için kazanlar, DHW sisteminden önemli hacimli ve yüksek su tüketimine sahip dolaylı ısıtma kazanları ile nasıl hesaplanır?
Hesaplanan güç, iki terimin toplamına eşittir:
- Güvenlik faktörünü hesaba katmadan evin ısı ihtiyacı;
- Kazan anma gücü. Ortalama olarak, 100 litre hacim başına 15 kilovata eşittir.
Dolaylı Gorenje GV 100 (17400 watt)
Nuance: Kazan ısı eşanjörü 24 saat boyunca ısıtma ve sıcak su temini sağlamayacağından, ekleme sonucundan% 20 çıkarılır.
Bu nedenle, kötü şöhretli Gorenje GV 100, Sivastopol'daki evimize kurulduğunda, su temini ve ısıtma için kazan kapasitesi 10 olacaktır (ısıtma ısı talebi +17.4 kazan ısı talebi) * 0.8 = 22. Rakam, en yakın kilovat değerine yuvarlatılarak verilir.
Dolaylı bir ısıtma kazanı ile DHW devresine hesaplanandan daha yüksek kapasiteye sahip bir kazan monte etmek mümkün müdür?
Mümkün, ancak iki nedenden dolayı kârsız:
- Anma gücü arttıkça kazanın fiyatı da hızla yükselir;
Kazanın performansının ardından fiyat etiketindeki rakam da büyüyor
- Klasik katı yakıt kazanları, nominalin altında bir ısı transferi ile çalışırken, yakıtın eksik yanması nedeniyle verimi düşürür. İçlerinde ısı oluşumunun azaltılması en basit şekilde - hava beslemesini bir damper ile sınırlandırarak elde edilir.
Isı transferinde bir değişiklikle katı yakıtlı bir kazanın verimliliğindeki değişim
Ne düşünüyoruz
Zorundayız:
- En yüksek tüketimde su tüketimini tahmin edin.
- Bu debiyi kabul edilebilir bir debide sağlayabilecek su borusu kesitini hesaplayın.
Not: Hidrolik gürültü üretmediği maksimum su akış hızı yaklaşık 1,5 m / s'dir.
- Son fikstürdeki kafayı hesaplayın. Kabul edilemez derecede düşükse, boru hattının çapını artırmayı veya bir ara pompa kurmayı düşünmeye değer.
Son karıştırıcıdaki düşük basınç, sahibini memnun etme olasılığı düşüktür.
Görevler formüle edilmiştir. Başlayalım.
Tüketim
Bireysel sıhhi tesisat armatürleri için tüketim oranları ile kabaca tahmin edilebilir. Veriler, istenirse, SNiP 2.04.01-85 eklerinden birinde kolayca bulunabilir; okuyucunun rahatlığı için ondan bir alıntı sunuyoruz.
| Cihaz tipi | Soğuk su tüketimi, l / s | Toplam sıcak ve soğuk su tüketimi, l / s |
| Sulama musluğu | 0,3 | 0,3 |
| Musluklu klozet | 1,4 | 1,4 |
| Sarnıçlı tuvalet | 0,10 | 0,10 |
| Duşakabin | 0,08 | 0,12 |
| Banyo | 0,17 | 0,25 |
| Yıkama | 0,08 | 0,12 |
| Lavabo | 0,08 | 0,12 |
Apartman binalarında tüketim hesaplanırken eş zamanlı cihaz kullanımının olasılık katsayısı kullanılır. Su tüketimini aynı anda kullanılabilen cihazlarla özetlemek bizim için yeterli. Diyelim ki bir lavabo, bir duş kabini ve bir klozet toplam 0.12 + 0.12 + 0.10 = 0.34 l / s akış verecek.
Aynı anda çalışabilen cihazlar aracılığıyla su tüketimi özetlenmiştir.
Enine kesit
Bir su temin borusunun enine kesitinin hesaplanması iki şekilde gerçekleştirilebilir:
- Değerler tablosuna göre seçim.
- İzin verilen maksimum akış hızına göre hesaplanmıştır.
Tabloya göre seçim
Aslında tablo herhangi bir yorum gerektirmez.
| Nominal boru deliği, mm | Tüketim, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Örneğin, 0,34 l / s'lik bir akış hızı için bir DU15 borusu yeterlidir.
Lütfen dikkat: DN (nominal delik) yaklaşık olarak su ve gaz borusunun iç çapına eşittir. Dış çapla işaretlenmiş polimer borular için, iç kısım ondan yaklaşık bir adım farklıdır: diyelim ki, 40 mm'lik bir polipropilen borunun iç çapı yaklaşık 32 mm'dir.
Nominal delik yaklaşık olarak iç çapa eşittir.
Akış hızı hesaplaması
Su besleme sisteminin çapının içinden su akış hızına göre hesaplanması iki basit formül kullanılarak yapılabilir:
- Yarıçapı boyunca bir bölümün alanını hesaplamak için formüller.
- Bilinen bir akış hızında bilinen bir bölüm boyunca akış oranını hesaplamak için formüller.
İlk formül S = π r ^ 2'dir. İçinde:
- S, gerekli kesit alanıdır.
- π pi'dir (yaklaşık 3.1415).
- r, kesit yarıçapıdır (DN'nin yarısı veya borunun iç çapı).
İkinci formül Q = VS gibi görünür, burada:
- Q - tüketim;
- V, akış hızıdır;
- S kesit alanıdır.
Hesaplamaların rahatlığı için, tüm değerler SI - metre, metrekare, saniye başına metre ve saniyede metreküp olarak dönüştürülür.
SI birimleri.
Aşağıdaki giriş verileri için borunun minimum DU'unu kendi ellerimizle hesaplayalım:
- İçindeki akış saniyede aynı 0.34 litredir.
- Hesaplamalarda kullanılan akış hızı, izin verilen maksimum 1,5 m / s'dir.
Başlayalım.
- SI değerlerindeki debi, 0.00034 m3 / s'ye eşit olacaktır.
- İkinci formüle göre kesit alanı en az 0.00034 / 1.5 = 0.00027 m2 olmalıdır.
- Birinci formüle göre yarıçapın karesi 0.00027 / 3.1415 = 0.000086'dır.
- Bu sayının karekökünü alın. Yarıçap 0,0092 metredir.
- DN veya iç çapı elde etmek için yarıçapı ikiyle çarpın. Sonuç 0,0184 metre veya 18 milimetredir. Kolaylıkla görebileceğiniz gibi, tam olarak örtüşmese de ilk yöntemle elde edilene yakındır.
Düzeltme faktörleri ile hacme göre hesaplama
Yukarıda açıklanan tüm faktörleri dikkate alarak sıcak su temini ve ısıtma için kazan kapasitesi nasıl hesaplanır?
- Isı çıkışının temel değeri, dahili ısıtılmış hacmin metreküpü başına 40 watt'tır;
- Bölgesel katsayı şuna eşit alınır:
| Ortalama Ocak sıcaklığı, ° С | Katsayı |
| 0 ve üstü | 0,7 |
| -5 — 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 ve altı | 2 |
Rusya Federasyonu'nun farklı bölgeleri için ortalama Ocak sıcaklığı
- İzolasyon katsayısı aşağıdaki değer aralıklarından seçilir:
| Resim | Bina yalıtımı ve katsayısının tanımı |
| Yalıtım eksikliği, metal veya kalkan duvarlar - 3-4 |
| Duvarların örülmesi, pencerelerin tek katmanlı camlanması - 2-3 |
| İki tuğla ve tek odacıklı çift camlı pencerelerde duvar örme - 1-2 |
| Yalıtımlı cephe, çift camlı pencereler - 0.6-0.9 |
- Hesaplanmamış ısı kayıpları ve sıcak suyu ısıtmak için güç rezervi önceki şemaya göre hesaplanır.
Sıcak su temini ve ısıtma için kazan hesaplamamızı bir dizi ek girişle tekrarlayalım:
- Evdeki tavanların yüksekliği 3 metredir;
- Ev Sivastopol'da (ortalama Ocak sıcaklığı +3 derece);
Fotoğrafta - Sivastopol'da Ocak
- Tek odacıklı plastik pencereler ve 40 cm kalınlığında ek izolasyonsuz taş duvarlarla donatılmıştır.
Yani:
- Isıtılmış hacim 100 * 3 = 300 m3'tür;
- Isıtma için termal gücün temel değeri 300 * 40 = 12 kW;
- Sivastopol iklimi bize 0.7'lik bölgesel bir katsayı verir. 12 * 0,7 = 8,4 kW;
- İzolasyon katsayısı 1.2'ye eşit alınır. 1,2 * 8,4 = 10,08;
- Akış ısıtıcısının çalışması için güvenlik faktörü ve güç rezervini hesaba katarak, aynı 14 kW'ı alıyoruz.
Sonuç değişmezse, hesaplamaları karmaşıklaştırmaya değer miydi?
Kesinlikle. Evimizi zihinsel olarak Yakutsk bölgesindeki Oymyakon şehrine (ortalama Ocak sıcaklığı -46.4 derece) yerleştirirsek, ısı talebi ve buna bağlı olarak kazanın hesaplanan ısıtma kapasitesi 2 / 0.7 (bölgesel katsayıların oranı) artacaktır. ) = 2,85 kez. Cephe yalıtımı ve pencerelere enerji tasarrufu sağlayan çift camlı pencerelerin takılması onu yarı yarıya kesecektir.
Oymyakon, ülkenin en soğuk şehridir
Basınç
Birkaç genel notla başlayalım:
- Soğuk su besleme hattındaki tipik basınç 2 ila 4 atmosfer arasındadır (kgf / cm2)... En yakın pompa istasyonuna veya su kulesine olan mesafeye, araziye, şebekenin durumuna, ana su kaynağındaki vana tipine ve bir dizi başka faktöre bağlıdır.
- Su kullanan tüm modern sıhhi tesisat armatürlerinin ve ev aletlerinin çalışmasına izin veren mutlak minimum basınç 3 metredir.... Örneğin, Atmor anlık su ısıtıcıları için talimat, doğrudan ısıtma içeren basınç sensörünün alt tepki eşiğinin 0,3 kgf / cm2 olduğunu söylüyor.
Cihazın basınç sensörü 3 metre basınçta tetiklenir.
Referans: atmosferik basınçta, 10 metre basma yüksekliği 1 kgf / cm2 aşırı basınca karşılık gelir.
Uygulamada, bir uç fikstürde, minimum beş metrelik bir kafa olması daha iyidir. Küçük bir marj, bağlantılarda, kapatma vanalarında ve cihazın kendisindeki hesaplanamayan kayıpları telafi eder.
Bilinen uzunluk ve çaptaki bir boru hattındaki kafa düşüşünü hesaplamamız gerekir. Ana hattaki basınca karşılık gelen basınç farkı ile su temin sistemindeki basınç düşüşü 5 metreden fazla ise su temin sistemimiz kusursuz çalışacaktır. Daha azsa, borunun çapını artırmanız veya pompalayarak açmanız gerekir (bu arada fiyatı, çaplarının bir adım artması nedeniyle boru maliyetlerindeki artışı açıkça aşacaktır. ).
Peki su temin şebekesindeki basıncın hesaplanması nasıl yapılır?
Burada H = iL (1 + K) formülü geçerlidir, burada:
- H, basınç düşüşünün imrenilen değeridir.
- i, boru hattının sözde hidrolik eğimidir.
- L, borunun uzunluğudur.
- K, su temin sisteminin işlevselliği ile belirlenen bir katsayıdır.
En kolay yol K'yi belirlemektir.
Şuna eşittir:
- Ev ve içme amaçlı 0,3.
- Endüstriyel veya yangınla mücadele için 0,2.
- Yangın ve üretim için 0.15.
- Bir itfaiyeci için 0.10.
Fotoğrafta yangın suyu tedarik sistemi var.
Boru hattının uzunluğunun veya bölümünün ölçülmesinde belirli bir zorluk yoktur; ancak hidrolik önyargı kavramı ayrı bir tartışma gerektirir.
Değeri aşağıdaki faktörlerden etkilenir:
- Boru duvarlarının pürüzlülüğü, sırayla malzemelerine ve yaşlarına bağlıdır. Plastikler çelik veya dökme demirden daha pürüzsüz bir yüzeye sahiptir; Buna ek olarak, çelik borular zamanla kireç birikintileri ve pas ile büyür.
- Boru çapı. Ters ilişki burada işler: ne kadar küçükse, boru hattının içindeki suyun hareketine o kadar dirençli olması gerekir.
- Akış hızı. Artışı ile direnç de artar.
Bir süre önce, valflerdeki hidrolik kayıpları da hesaba katmak gerekiyordu; bununla birlikte, modern tam geçişli küresel vanalar bir boru ile aşağı yukarı aynı direnci yaratır ve bu nedenle güvenli bir şekilde göz ardı edilebilir.
Açık bir küresel vananın su akışına neredeyse hiç direnci yoktur.
Hidrolik eğimi kendi başınıza hesaplamak çok sorunludur, ancak neyse ki bu gerekli değildir: gerekli tüm değerler Shevelev tablolarında bulunabilir.
Okuyucuya neyin söz konusu olduğuna dair bir fikir vermek için, 20 mm çapında bir plastik boru için tablolardan birinin küçük bir parçasını sunuyoruz.
| Tüketim, l / s | Akış hızı, 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 |
Tablonun en sağ sütunundaki 1000i nedir? Bu, 1000 lineer metre başına hidrolik eğim değeridir. Formülümüz için i değerini elde etmek için onu 1000'e bölmek yeterlidir.
20 mm çapında, 25 metre uzunluğunda ve saniyede bir buçuk metre debiye sahip bir borudaki basınç düşüşünü hesaplayalım.
- Tabloda karşılık gelen parametreleri arıyoruz. Verilerine göre 1000i açıklanan koşullar için 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Shevelev'in tabloları ilk yayından bu yana birçok kez yeniden basıldı.
- Tüm değerleri formülde değiştirin. H = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 metre. Çıkışta su besleme sisteminin girişinde 2,5 atmosferlik bir basınçla, tatmin edicinin üzerinde 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2 olacaktır.
Basit alan hesaplaması
Bir su kaynağı kazanının gücünün en basit kaba hesaplaması, metrekare başına 100 watt termal enerjide bir eve olan ihtiyaca göre yapılabilir. Bu nedenle 100 m2 alana sahip bir ev için 10 kW gereklidir.
Isıtılan alanın karesi başına 100 watt ısı alınır
Ek olarak, hesaplanmamış ısı kayıplarını telafi eden ve aşırı donlar sırasında odada rahat bir sıcaklığın korunmasına yardımcı olan 1,2'lik bir güvenlik faktörü eklenir. Kazandan gelen sıcak su beslemesi bu şemada ne gibi ayarlamalar yapıyor?
İki şekilde sağlanabilir:
- Depolama suyu ısıtıcısı (dolaylı ısıtma kazanı)... Bu durumda, ek bir 1.1 faktörü eklenir: kazan, ısıtma sisteminden nispeten az miktarda ısıyı giderir;
Dolaylı bir ısıtma kazanı ile katı yakıt kazanı için su temini şeması
- Çift devreli bir kazanın anlık ısıtıcısı... Burada 1,2 faktörü kullanılır. Güvenlik faktörü dikkate alındığında, kazanın ısıl performansı, evin tahmini ısı talebini yüzde 40 oranında aşmalıdır. 100 metrelik bir kulübeye sahip örneğimizde, ısıtma ve sıcak su kaynağı bağlandığında, kazan 14 kW üretmelidir.
Çift devreli bir kazan için ısıtma sistemi bağlantısı ve su besleme şeması
Lütfen dikkat: ikinci durumda, sıcak su temini ihtiyaçları için küçük bir güç rezervi, akış ısıtıcısının kısa süreli çalışmasıyla ilişkilidir. Sıcak su nadiren günde yarım saatten fazla tüketilir ve ısıtma sisteminin belirli bir ataleti vardır, bu nedenle soğutucunun parametreleri standart değerlerin ötesine geçmez.
Evin alanına göre sıcak su temini ile bir kazanın basit hesaplanması
Bu hesaplama şeması basittir, ancak birkaç ciddi dezavantajı vardır:
- Hacmini değil, ısıtılmış odanın alanını hesaba katar.Bu arada tavan yüksekliği 2,5 ve 4 metre olan kulübelerde ısı ihtiyacı çok farklı olacak;
Yüksek tavanlı bir oda daha fazla ısıya ihtiyaç duyar
- İklim bölgeleri arasındaki farklılıkları görmezden geliyor. Bildiğiniz gibi, bir binanın ısı kaybı, iç ve sokak arasındaki sıcaklık farkı ile doğru orantılıdır ve Kırım ve Yakutistan'da büyük farklılıklar gösterir;
- Bina yalıtımının kalitesini hesaba katmaz. Tuğla işi ve köpük plastik kürk manto ile izole edilmiş bir cephe için, ısı kaybı önemli ölçüde farklılık gösterecektir.
Cephe yalıtımı, ısı kaybını önemli ölçüde azaltabilir
