Chủ đề của bài viết này là tính toán mạng lưới cấp nước trong một ngôi nhà riêng. Vì một sơ đồ cấp nước nhỏ điển hình không quá phức tạp, chúng ta không cần phải đi sâu vào các công thức phức tạp; tuy nhiên, người đọc sẽ phải đồng hóa một lượng lý thuyết nhất định.
Mảnh vỡ hệ thống cấp nước của nhà riêng. Giống như bất kỳ hệ thống kỹ thuật nào khác, hệ thống này cần được tính toán sơ bộ.
Đặc điểm của hệ thống dây điện của ngôi nhà
Trên thực tế, hệ thống cấp nước trong nhà riêng có dễ dàng hơn trong một tòa nhà chung cư (tất nhiên là ngoài tổng số các thiết bị ống nước)?
Có hai điểm khác biệt cơ bản:
- Với nước nóng, như một quy luật, không cần cung cấp lưu thông liên tục thông qua các ống nâng và ray quấn khăn được làm nóng.
Với sự hiện diện của các chèn tuần hoàn, việc tính toán mạng lưới cấp nước nóng trở nên phức tạp hơn đáng kể: các đường ống cần phải tự đi qua không chỉ nước do người dân tháo rời mà còn cả khối lượng nước luân chuyển liên tục.
Trong trường hợp của chúng tôi, khoảng cách từ các thiết bị cố định ống nước đến lò hơi, cột hoặc cột vào đường dây đủ nhỏ để bỏ qua tốc độ cấp nước nóng cho vòi.
Quan trọng: Đối với những người chưa xem sơ đồ lưu thông DHW - trong các tòa nhà chung cư hiện đại, các ống tăng cấp nước nóng được kết nối theo cặp. Do sự chênh lệch áp suất trong các thanh giằng do máy giặt giữ lại tạo ra, nước được luân chuyển liên tục qua các ống nâng. Điều này đảm bảo cung cấp nhanh chóng nước nóng cho máy trộn và sưởi ấm quanh năm cho các thanh treo khăn được sưởi ấm trong phòng tắm.
Thanh treo khăn được làm nóng được làm nóng bằng cách luân chuyển liên tục qua các ống nâng nước nóng.
- Hệ thống cấp nước trong nhà riêng được phân chia theo sơ đồ cụt, ngụ ý tải liên tục trên một số đoạn của hệ thống dây điện. Để so sánh, việc tính toán mạng vòng cấp nước (cho phép mỗi phần của hệ thống cấp nước được cấp từ hai nguồn trở lên) phải được thực hiện riêng biệt cho từng sơ đồ đấu nối có thể có.
Tính toán dựa trên công suất định mức của lò hơi
Các nồi hơi cấp nước nóng được tính toán như thế nào với các nồi hơi gia nhiệt gián tiếp có khối lượng đáng kể và lượng nước tiêu thụ cao từ hệ thống DHW?
Công suất tính được bằng tổng của hai số hạng:
- Nhu cầu nhiệt của ngôi nhà mà không tính đến yếu tố an toàn;
- Công suất định mức của lò hơi. Trung bình, nó bằng 15 kilowatt trên 100 lít thể tích.
Gorenje GV gián tiếp 100 (17400 watt)
Nuance: 20% được trừ vào kết quả cộng, vì bộ trao đổi nhiệt của lò hơi sẽ không cung cấp hệ thống sưởi và cấp nước nóng bằng nhiệt suốt ngày đêm.
Vì vậy, khi Gorenje GV 100 khét tiếng được lắp đặt trong ngôi nhà của chúng tôi ở Sevastopol, công suất lò hơi để cung cấp nước và sưởi ấm sẽ là 10 (nhu cầu nhiệt sưởi ấm + nhu cầu nhiệt lò hơi 17,4)) * 0,8 = 22. Hình được làm tròn đến giá trị kilowatt gần nhất.
Có thể lắp nồi hơi có công suất cao hơn công suất tính toán trong mạch DHW với nồi hơi cấp nhiệt gián tiếp được không?
Có thể, nhưng không có lợi vì hai lý do:
- Giá của lò hơi tự tăng lên nhanh chóng khi công suất định mức tăng lên;
Theo hiệu suất của lò hơi, con số trên thẻ giá cũng tăng lên
- Các nồi hơi đốt nhiên liệu rắn cổ điển khi hoạt động có nhiệt lượng truyền xuống dưới danh định sẽ giảm hiệu suất do nhiên liệu đốt cháy không hoàn toàn. Giảm sinh nhiệt trong chúng theo cách đơn giản nhất - bằng cách hạn chế việc cung cấp không khí bằng van điều tiết.
Thay đổi hiệu suất của lò hơi nhiên liệu rắn với sự thay đổi trong quá trình truyền nhiệt
Chúng tôi nghĩ gì
Chúng ta phải:
- Ước tính lượng nước tiêu thụ ở mức tiêu thụ cao điểm.
- Tính toán tiết diện của ống nước có thể cung cấp tốc độ dòng chảy này ở tốc độ dòng chảy chấp nhận được.
Lưu ý: tốc độ dòng nước tối đa mà nó không tạo ra tiếng ồn thủy lực là khoảng 1,5 m / s.
- Tính toán đầu cố định cuối. Nếu nó thấp đến mức không thể chấp nhận được, thì nên xem xét việc tăng đường kính của đường ống, hoặc lắp đặt một máy bơm trung gian.
Áp suất thấp trên máy trộn cuối không có khả năng làm hài lòng chủ sở hữu.
Các nhiệm vụ được xây dựng. Bắt đầu nào.
Tiêu dùng
Nó có thể được ước tính gần bằng tỷ lệ tiêu thụ cho các thiết bị ống nước riêng lẻ. Dữ liệu, nếu muốn, có thể dễ dàng tìm thấy tại một trong các phụ lục của SNiP 2.04.01-85; Để bạn đọc tiện theo dõi, chúng tôi xin giới thiệu một đoạn trích trong đó.
| Loại thiết bị | Tiêu thụ nước lạnh, l / s | Tổng lượng tiêu thụ nước nóng và lạnh, l / s |
| Vòi tưới | 0,3 | 0,3 |
| Bồn cầu có vòi | 1,4 | 1,4 |
| Nhà vệ sinh có bể chứa nước | 0,10 | 0,10 |
| Phòng tắm | 0,08 | 0,12 |
| Bồn tắm | 0,17 | 0,25 |
| Rửa | 0,08 | 0,12 |
| Chậu rửa mặt | 0,08 | 0,12 |
Trong các khu chung cư, khi tính toán mức tiêu thụ, hệ số xác suất của việc sử dụng đồng thời các thiết bị được sử dụng. Chỉ cần tính tổng lượng nước tiêu thụ thông qua các thiết bị có thể sử dụng cùng một lúc là đủ. Giả sử một bồn rửa, một buồng tắm và một bồn cầu sẽ cho tổng lưu lượng là 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s.
Tổng lượng nước tiêu thụ qua các thiết bị có khả năng hoạt động đồng thời.
Mặt cắt ngang
Tính toán mặt cắt ngang của ống nước có thể được thực hiện theo hai cách:
- Lựa chọn theo bảng giá trị.
- Tính theo tốc độ dòng chảy lớn nhất cho phép.
Lựa chọn theo bảng
Trên thực tế, bảng không yêu cầu bất kỳ bình luận.
| Đường ống danh nghĩa, mm | Mức tiêu thụ, l / s |
| 10 | 0,12 |
| 15 | 0,36 |
| 20 | 0,72 |
| 25 | 1,44 |
| 32 | 2,4 |
| 40 | 3,6 |
| 50 | 6 |
Ví dụ, đối với tốc độ dòng chảy 0,34 l / s, một ống DU15 là đủ.
Xin lưu ý: DN (lỗ khoan danh nghĩa) xấp xỉ bằng đường kính trong của ống dẫn nước và khí. Đối với ống polyme được đánh dấu bằng đường kính bên ngoài, đường kính bên trong khác với đường kính đó khoảng một bước: giả sử, ống polypropylene 40 mm có đường kính bên trong khoảng 32 mm.
Lỗ khoan danh nghĩa xấp xỉ bằng đường kính trong.
Tính toán tốc độ dòng chảy
Tính toán đường kính của hệ thống cấp nước theo tốc độ dòng chảy của nước qua nó có thể được thực hiện bằng hai công thức đơn giản:
- Công thức tính diện tích của mặt cắt dọc theo bán kính của nó.
- Công thức tính tốc độ dòng chảy qua một mặt cắt đã biết ở tốc độ dòng chảy đã biết.
Công thức đầu tiên là S = π r ^ 2. Trong đó:
- S là diện tích mặt cắt ngang cần thiết.
- π là pi (xấp xỉ 3,1415).
- r là bán kính tiết diện (nửa DN hoặc đường kính trong của ống).
Công thức thứ hai trông giống như Q = VS, trong đó:
- Q - mức tiêu thụ;
- V là tốc độ dòng chảy;
- S là diện tích mặt cắt ngang.
Để thuận tiện cho việc tính toán, tất cả các giá trị được chuyển đổi sang SI - mét, mét vuông, mét trên giây và mét khối trên giây.
Đơn vị SI.
Hãy tự mình tính toán DU tối thiểu của đường ống cho dữ liệu đầu vào sau:
- Lưu lượng qua nó là như nhau 0,34 lít mỗi giây.
- Vận tốc dòng chảy được sử dụng trong các tính toán là tối đa cho phép 1,5 m / s.
Bắt đầu nào.
- Tốc độ dòng chảy trong các giá trị SI sẽ bằng 0,00034 m3 / s.
- Diện tích mặt cắt theo công thức thứ hai tối thiểu phải bằng 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
- Bình phương của bán kính theo công thức đầu tiên là 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
- Lấy căn bậc hai của số này. Bán kính là 0,0092 mét.
- Để có DN hoặc đường kính trong, hãy nhân bán kính với hai. Kết quả là 0,0184 mét, hoặc 18 milimet. Như bạn có thể dễ dàng thấy, nó gần với giá trị thu được bằng phương pháp đầu tiên, mặc dù nó không hoàn toàn trùng khớp với nó.
Tính toán theo thể tích với các hệ số hiệu chỉnh
Làm thế nào để tính toán công suất lò hơi để cung cấp nước nóng và sưởi ấm, có tính đến tất cả các yếu tố được mô tả ở trên?
- Giá trị cơ bản của sản lượng nhiệt là 40 watt trên mét khối thể tích được gia nhiệt bên trong;
- Hệ số khu vực được lấy bằng:
| Nhiệt độ trung bình tháng Giêng, ° С | Hệ số |
| 0 và cao hơn | 0,7 |
| -5 — 0 | 0,9 |
| -10 | 1,1 |
| -20 | 1,3 |
| -25 | 1,5 |
| -35 | 1,8 |
| -40 trở xuống | 2 |
Nhiệt độ trung bình tháng Giêng cho các vùng khác nhau của Liên bang Nga
- Hệ số cách nhiệt được chọn từ dải giá trị sau:
| Hình ảnh | Mô tả hệ số và cách nhiệt của tòa nhà |
| Thiếu lớp cách nhiệt, tường bằng kim loại hoặc tấm chắn - 3-4 |
| Ốp tường, lắp kính một lớp cho cửa sổ - 2-3 |
| Tường xây bằng hai viên gạch và cửa sổ kính hai lớp một buồng - 1-2 |
| Mặt tiền cách nhiệt, cửa sổ lắp kính hai lớp - 0,6-0,9 |
- Dự trữ năng lượng cho các tổn thất nhiệt không tính được và để đun nước nóng được tính theo sơ đồ trước.
Hãy lặp lại tính toán của chúng tôi về lò hơi để cung cấp nước nóng và sưởi ấm với một số đầu vào bổ sung:
- Chiều cao của trần nhà trong nhà là 3 mét;
- Ngôi nhà nằm ở Sevastopol (nhiệt độ trung bình tháng 1 là +3 độ);
Trong ảnh - tháng Giêng ở Sevastopol
- Nó được trang bị cửa sổ nhựa một buồng và tường đá không có lớp cách nhiệt bổ sung dày 40 cm.
Vì thế:
- Thể tích đun nóng là 100 * 3 = 300 m3;
- Giá trị cơ bản của nhiệt điện để sưởi ấm là 300 * 40 = 12 kW;
- Khí hậu của Sevastopol cho chúng ta hệ số khu vực là 0,7. 12 * 0,7 = 8,4 kW;
- Hệ số cách nhiệt được lấy bằng 1,2. 1,2 * 8,4 = 10,08;
- Có tính đến hệ số an toàn và công suất dự trữ cho hoạt động của bộ gia nhiệt dòng chảy, chúng tôi nhận được 14 kW tương tự.
Có đáng để làm phức tạp các phép tính nếu kết quả không thay đổi không?
Chắc chắn. Nếu chúng ta nhẩm đặt ngôi nhà của mình ở thành phố Oymyakon, vùng Yakutsk (nhiệt độ trung bình tháng Giêng -46,4 độ), nhu cầu về nhiệt và theo đó, công suất sưởi được tính toán của lò hơi sẽ tăng 2 / 0,7 (tỷ lệ của hệ số khu vực ) = 2,85 lần. Khả năng cách nhiệt của mặt tiền và việc lắp đặt các cửa sổ lắp kính hai lớp tiết kiệm năng lượng ở các cửa sổ sẽ giảm đi một nửa.
Oymyakon là thành phố lạnh nhất trong cả nước
Sức ép
Hãy bắt đầu với một số lưu ý chung:
- Áp suất điển hình trong đường cấp nước lạnh là từ 2 đến 4 atm (kgf / cm2)... Nó phụ thuộc vào khoảng cách đến trạm bơm hoặc tháp nước gần nhất, vào địa hình, trạng thái của nguồn điện lưới, loại van trên nguồn cấp nước chính và một số yếu tố khác.
- Áp suất tối thiểu tuyệt đối cho phép tất cả các thiết bị ống nước hiện đại và thiết bị gia dụng sử dụng nước hoạt động là 3 mét... Ví dụ, hướng dẫn đối với máy nước nóng tức thời Atmor trực tiếp nói rằng ngưỡng phản hồi thấp hơn của cảm biến áp suất bao gồm hệ thống sưởi là 0,3 kgf / cm2.
Cảm biến áp suất của thiết bị được kích hoạt ở áp suất 3 mét.
Tham khảo: ở áp suất khí quyển, 10 mét đầu tương ứng với áp suất quá áp 1 kgf / cm2.
Trong thực tế, trên một vật cố định cuối, tốt hơn là có đầu tối thiểu là năm mét. Một khoản chênh lệch nhỏ sẽ bù đắp cho những tổn thất không được tính toán đối với các kết nối, van ngắt và bản thân thiết bị.
Chúng ta cần tính toán đầu rơi trong một đường ống có chiều dài và đường kính đã biết. Nếu chênh lệch áp suất tương ứng với áp suất trong đường dây chính và áp suất giảm trong hệ thống cấp nước lớn hơn 5 mét, hệ thống cấp nước của chúng tôi sẽ hoạt động hoàn hảo. Nếu nó nhỏ hơn, bạn cần phải tăng đường kính của đường ống hoặc mở nó bằng cách bơm (nhân tiện, giá của nó rõ ràng sẽ vượt quá mức tăng chi phí đối với đường ống do đường kính của chúng tăng lên một bậc ).
Vậy việc tính toán áp lực trong mạng lưới cấp nước được thực hiện như thế nào?
Ở đây, công thức H = iL (1 + K) là hợp lệ, trong đó:
- H là giá trị yêu cầu của độ giảm áp suất.
- i là cái gọi là độ dốc thủy lực của đường ống.
- L là chiều dài của ống.
- K là hệ số được xác định theo chức năng của hệ thống cấp nước.
Cách đơn giản nhất là xác định K.
Nó bằng:
- 0,3 cho mục đích gia dụng và nước uống.
- 0,2 cho công nghiệp hoặc chữa cháy.
- 0,15 đối với cháy và sản xuất.
- 0,10 đối với lính cứu hỏa.
Trong ảnh là hệ thống cấp nước chữa cháy.
Không có khó khăn cụ thể nào khi đo chiều dài của đường ống hoặc đoạn của nó; nhưng khái niệm về độ lệch thủy lực cần có một cuộc thảo luận riêng.
Giá trị của nó bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
- Độ nhám của các bức tường ống, do đó, phụ thuộc vào vật liệu và tuổi của chúng. Chất dẻo có bề mặt nhẵn hơn thép hoặc gang; Ngoài ra, các ống thép trở nên phát triển quá mức với cặn vôi và rỉ sét theo thời gian.
- Đường kính ống. Mối quan hệ nghịch đảo hoạt động ở đây: nó càng nhỏ thì đường ống càng có nhiều lực cản đối với sự chuyển động của nước trong đó.
- Lưu lượng dòng chảy. Với sự gia tăng của nó, sức đề kháng cũng tăng lên.
Trước đây một thời gian, cần phải tính đến tổn thất thủy lực trên van; tuy nhiên, van bi đầy đủ hiện đại tạo ra lực cản gần giống như một đường ống và do đó có thể được bỏ qua một cách an toàn.
Van bi hở hầu như không có lực cản đối với dòng chảy của nước.
Tính toán độ dốc thủy lực của riêng bạn là rất khó khăn, nhưng may mắn thay, điều này là không cần thiết: tất cả các giá trị cần thiết có thể được tìm thấy trong cái gọi là bảng Sheboardsv.
Để cung cấp cho người đọc một ý tưởng về những gì đang bị đe dọa, chúng tôi trình bày một mảnh nhỏ của một trong những chiếc bàn cho một ống nhựa có đường kính 20 mm.
| Mức tiêu thụ, l / s | Tốc độ dòng chảy, 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 |
1000i ở cột ngoài cùng bên phải của bảng là gì? Đây chỉ là giá trị độ dốc thủy lực trên 1000 mét tuyến tính. Để nhận được giá trị của i cho công thức của chúng ta, chỉ cần chia nó cho 1000 là đủ.
Hãy tính độ giảm áp suất trong một đường ống có đường kính 20 mm với chiều dài của nó bằng 25 mét và tốc độ dòng chảy là một mét rưỡi trên giây.
- Chúng tôi đang tìm kiếm các thông số tương ứng trong bảng. Theo dữ liệu của cô ấy, 1000i cho các điều kiện được mô tả là 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.
Các bảng của Sheboardsv đã được tái bản nhiều lần kể từ lần xuất bản đầu tiên.
- Thay thế tất cả các giá trị vào công thức. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 mét. Với áp suất ở đầu vào của hệ thống cấp nước là 2,5 atm ở đầu ra, nó sẽ là 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, là quá thỏa đáng.
Tính toán diện tích đơn giản
Tính toán sơ bộ đơn giản nhất về công suất của lò hơi cấp nước có thể được thực hiện dựa trên nhu cầu sử dụng năng lượng nhiệt cho một ngôi nhà là 100 watt trên mét vuông. Vì vậy, đối với một ngôi nhà có diện tích 100 m2, 10 kW là cần thiết.
100 watt nhiệt được thực hiện trên một hình vuông diện tích được làm nóng
Ngoài ra, hệ số an toàn 1,2 được đưa vào, bù đắp cho những thất thoát nhiệt không được tính toán và giúp duy trì nhiệt độ thoải mái trong phòng khi có sương giá khắc nghiệt. Việc cung cấp nước nóng từ lò hơi có những điều chỉnh gì đối với sơ đồ này?
Nó có thể được cung cấp theo hai cách:
- Máy nước nóng lưu trữ (nồi hơi gia nhiệt gián tiếp)... Trong trường hợp này, hệ số bổ sung 1,1 được đưa vào: lò hơi loại bỏ một lượng nhiệt tương đối nhỏ khỏi hệ thống sưởi;
Sơ đồ cấp nước cho lò hơi đốt nhiên liệu rắn, có lò hơi gia nhiệt gián tiếp
- Bộ gia nhiệt tức thời của lò hơi hai mạch... Hệ số 1,2 được sử dụng ở đây. Có tính đến yếu tố an toàn, hiệu suất nhiệt của lò hơi phải vượt quá nhu cầu nhiệt ước tính của ngôi nhà tới 40%. Trong ví dụ của chúng tôi với một ngôi nhà nhỏ 100 mét, khi hệ thống sưởi và nguồn cấp nước nóng được kết nối, lò hơi sẽ tạo ra 14 kW.
Sơ đồ kết nối hệ thống sưởi và cấp nước cho lò hơi hai mạch
Xin lưu ý: trong trường hợp thứ hai, dự trữ năng lượng nhỏ cho nhu cầu cấp nước nóng có liên quan đến hoạt động ngắn hạn của bộ gia nhiệt dòng chảy. Nước nóng hiếm khi được tiêu thụ quá nửa giờ một ngày, và hệ thống làm nóng có quán tính nhất định, vì vậy các thông số của chất làm mát không vượt quá giá trị tiêu chuẩn.
Tính toán đơn giản của một lò hơi cung cấp nước nóng theo diện tích của ngôi nhà
Sơ đồ tính toán này rất đơn giản, nhưng có một số nhược điểm nghiêm trọng:
- Nó tính đến diện tích của căn phòng được sưởi ấm, không phải thể tích của nó.Trong khi đó, nhu cầu nhiệt trong các khu nhà có trần cao 2,5 mét và 4 mét sẽ rất khác nhau;
Phòng có trần cao cần nhiều nhiệt hơn
- Cô ấy bỏ qua sự khác biệt giữa các vùng khí hậu. Như bạn đã biết, sự mất nhiệt của một tòa nhà tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa nội thất và đường phố và sẽ rất khác nhau ở Crimea và Yakutia;
- Nó không tính đến chất lượng của lớp cách nhiệt của tòa nhà. Đối với gạch và mặt tiền được cách nhiệt bằng lớp áo khoác bằng nhựa xốp, sự mất nhiệt sẽ khác nhau đáng kể.
Cách nhiệt của mặt tiền có thể làm giảm đáng kể sự thất thoát nhiệt
