Jak vypočítat objem akumulačního ohřívače vody?

Tématem tohoto článku je výpočet vodovodních sítí v soukromém domě. Jelikož typický malý systém zásobování vodou v chatkách není příliš složitý, nemusíme jít do džungle složitých vzorců; čtenář však bude muset asimilovat určité množství teorie.

Fragment systému zásobování vodou soukromého domu. Jako každý jiný inženýrský systém i tento vyžaduje předběžné výpočty.

Vlastnosti elektroinstalace chaty

Co je ve skutečnosti systém zásobování vodou v soukromém domě snadnější než v bytovém domě (samozřejmě kromě celkového počtu vodovodní instalace)?

Existují dva zásadní rozdíly:

• U horké vody zpravidla není nutné zajišťovat stálou cirkulaci přes stoupačky a vyhřívané držáky na ručníky.

Za přítomnosti cirkulačních vložek se výpočet sítě pro zásobování horkou vodou znatelně komplikuje: potrubí musí procházet sebou nejen vodou demontovanou obyvateli, ale také nepřetržitě cirkulujícími množstvími vody.

V našem případě je vzdálenost od vodovodní instalace k kotli, sloupu nebo kotvě k potrubí dostatečně malá, aby ignorovala rychlost přívodu teplé vody do vodovodu.

Důležité: Pro ty, kteří ještě nenarazili na cirkulační systémy TUV - v moderních bytových domech jsou stoupačky přívodu teplé vody spojeny v párech. Kvůli tlakovému rozdílu v příchytkách vytvořených přídržnou podložkou voda neustále stoupá přes stoupačky. Tím je zajištěn rychlý přísun horké vody do mixérů a celoroční ohřev vyhřívaných věšáků na ručníky v koupelnách.

Vyhřívaný držák na ručníky je ohříván kontinuální cirkulací stoupačkami horké vody.

• Systém zásobování vodou v soukromém domě je rozdělen podle schématu slepé uličky, což znamená konstantní zatížení určitých částí elektroinstalace. Pro srovnání musí být výpočet kruhové sítě pro zásobování vodou (umožňující napájení každé části vodovodního systému napájen ze dvou nebo více zdrojů) zvlášť pro každé z možných schémat připojení.

Výpočet tepelného zatížení přívodu teplé vody. Počáteční údaje

Tento výpočet byl proveden za účelem stanovení skutečného tepelného zatížení pro vytápění a zásobování teplou vodou nebytových prostor.

Zákazník	Kosmetický salon
Adresa objektu	Moskva
Dohoda o dodávce tepla	tady je
Počet podlaží budovy	jeden příběh
Patro, na kterém jsou umístěny zkoumaných prostor	1. patro
Výška podlahy	2,56 m.
Topení	–
Typ plnění	–
Graf teploty	–
Odhadovaný teplotní graf pro podlahy, na kterých se areál nachází	–
TUV	Centralizované
Navrhněte teplotu vnitřního vzduchu	–
Prezentované technické dokumentace	1. Kopie smlouvy o dodávce tepla. 2. Kopie půdorysů. 3. Kopie výpisu z technického pasu ZISZ pro budovu. 4. Kopie vysvětlení areálu. 5. Kopie osvědčení ZISZ o stavu budovy / místnosti. 6. Osvědčení o počtu zaměstnanců.

Co si myslíme

Musíme:

1. Odhadujte spotřebu vody při špičkové spotřebě.
2. Vypočítejte průřez vodovodního potrubí, které dokáže zajistit tento průtok při přijatelném průtoku.

Poznámka: maximální průtok vody, při kterém nevytváří hydraulický hluk, je přibližně 1,5 m / s.

1. Vypočítejte hlavu na konci přípravku. Pokud je nepřijatelně nízká, stojí za zvážení buď zvětšit průměr potrubí, nebo nainstalovat mezilehlé čerpadlo.

Nízký tlak na koncovém mixéru pravděpodobně majitele neuspokojí.

Úkoly jsou formulovány. Začněme.

Spotřeba

Lze jej zhruba odhadnout podle míry spotřeby jednotlivých vodovodní instalace. Data, pokud je to požadováno, lze snadno najít v jedné z příloh SNiP 2.04.01-85; pro pohodlí čtenáře uvádíme výňatek z něj.

Typ zařízení	Spotřeba studené vody, l / s	Celková spotřeba teplé a studené vody, l / s
Zalévací kohoutek	0,3	0,3
WC mísa s kohoutkem	1,4	1,4
WC mísa s cisternou	0,10	0,10
Sprchový kout	0,08	0,12
Koupel	0,17	0,25
Mytí	0,08	0,12
Umývadlo	0,08	0,12

V bytových domech se při výpočtu spotřeby používá koeficient pravděpodobnosti současného používání zařízení. Stačí nám jednoduše shrnout spotřebu vody pomocí zařízení, která lze použít současně. Řekněme, že umyvadlo, sprchový kout a záchodová mísa zajistí celkový průtok 0,12 + 0,12 + 0,10 = 0,34 l / s.

Je spočítána spotřeba vody prostřednictvím zařízení schopných pracovat současně.

Doba ohřevu kotle

Topný okruh kotle.

Teplotu teplé vody v kotli lze nastavit z ovládacího panelu v rozsahu 30-80 ° C. Ale jak již bylo zmíněno dříve, neměli byste nastavovat teplotu nad 65 ° C, abyste vyloučili riziko popálení. Abyste dosáhli optimální teploty pro koupel nebo mytí nádobí, musíte smíchat vodu z kotle se studenou vodou, jejíž průměrná teplota se pohybuje v zimním a letním období od 15 ° C. V průměru ohřívá ohřívač vody 100 litrů na 60 ° C přibližně 5 hodin. Současně se ve směsi se studenou vodou získá 185-250 litrů kapaliny s příjemnou teplotou v létě a 160-215 litrů - v zimě. Skutečné hodnoty se samozřejmě liší od výpočtů, protože s poklesem teplé vody se do nádrže kotle přidává studená voda, což znamená, že klesá celková teplota vody.

Průřez

Výpočet průřezu vodovodního potrubí lze provést dvěma způsoby:

1. Výběr podle tabulky hodnot.
2. Vypočteno podle maximálního povoleného průtoku.

Výběr podle tabulky

Ve skutečnosti tabulka nevyžaduje žádné komentáře.

Jmenovitý otvor trubky, mm	Spotřeba, l / s
10	0,12
15	0,36
20	0,72
25	1,44
32	2,4
40	3,6
50	6

Například pro průtok 0,34 l / s postačuje potrubí DU15.

Upozornění: DN (jmenovitý otvor) se přibližně rovná vnitřnímu průměru vodovodního a plynového potrubí. U polymerních trubek označených vnějším průměrem se od nich vnitřní liší přibližně o krok: řekněme, polypropylenová trubka o průměru 40 mm má vnitřní průměr přibližně 32 mm.

Jmenovitý otvor je přibližně stejný jako vnitřní průměr.

Výpočet průtoku

Výpočet průměru vodovodního systému podle průtoku vody skrz něj lze provést pomocí dvou jednoduchých vzorců:

1. Vzorce pro výpočet plochy řezu v jeho poloměru.
2. Vzorce pro výpočet průtoku známým úsekem při známém průtoku.

První vzorec je S = π r ^ 2. V tom:

• S je požadovaná plocha průřezu.
• π je pi (přibližně 3,1415).
• r je poloměr řezu (polovina DN nebo vnitřní průměr trubky).

Druhý vzorec vypadá jako Q = VS, kde:

• Q - spotřeba;
• V je průtok;
• S - plocha průřezu.

Pro usnadnění výpočtů jsou všechny hodnoty převedeny na SI - metry, metry čtvereční, metry za sekundu a kubické metry za sekundu.

SI jednotky.

Pojďme vypočítat vlastními rukama minimální DU potrubí pro následující vstupní data:

• Průtok jím je stejný 0,34 litru za sekundu.
• Rychlost proudění použitá při výpočtech je maximální povolená hodnota 1,5 m / s.

Začněme.

1. Průtok v hodnotách SI bude roven 0,00034 m3 / s.
2. Plocha průřezu podle druhého vzorce musí být alespoň 0,00034 / 1,5 = 0,00027 m2.
3. Čtverec poloměru podle prvního vzorce je 0,00027 / 3,1415 = 0,000086.
4. Vezměte druhou odmocninu tohoto čísla. Poloměr je 0,0092 metru.
5. Chcete-li získat DN nebo vnitřní průměr, vynásobte poloměr dvěma. Výsledkem je 0,0184 metru neboli 18 milimetrů. Je snadné vidět, že se blíží metodě získané první metodou, i když se s ní přesně neshoduje.

Zařízení a princip činnosti

Nepřímé topné kotle jsou zařízení, která akumulují horkou vodu z externího topného zařízení. Takové zařízení nemá ve své konstrukci topný článek.

Hlavním rysem zařízení je přítomnost výměníku tepla, jehož trubkami cirkuluje chladicí kapalina, ohřátá na určitou teplotu kotlem. Obvykle se vyrábí ve formě cívky, aby se zvýšil povrch rozptylu tepla.

Nádrž pro tato zařízení je vyrobena ve dvou vrstvách, uvnitř kterých je tepelná izolace, která plní několik funkcí:

• Snížení tepelných ztrát,
• Ochrana lidí před popáleninami,
• Zlepšení pevnostních charakteristik zařízení.

Regulace teploty je zajištěna zabudovaným termostatem a bezpečnostní ventil chrání zařízení před poklesy tlaku. Většina modelů tohoto zařízení je vybavena hořčíkovou anodou, která chrání vnitřní povrch před výskytem a působením koroze.

Výrobci topných zařízení často vyvíjejí a vyrábějí řadu zařízení, která v ideálním případě spolupracují v tandemovém kotli. Existuje však také univerzální zařízení na ohřev vody vhodné pro většinu typů kotlů.

Tlak

Začněme několika obecnými poznámkami:

• Typický tlak v přívodním potrubí studené vody je od 2 do 4 atmosfér (kgf / cm2)... Závisí to na vzdálenosti k nejbližší čerpací stanici nebo vodárenské věži, na terénu, stavu hlavního vedení, typu ventilů na hlavním přívodu vody a řadě dalších faktorů.
• Absolutní minimální tlak, který umožňuje pracovat všem moderním instalatérským zařízením a domácím spotřebičům používajícím vodu, je 3 metry... Pokyny pro průtokové ohřívače vody Atmor například přímo říkají, že spodní prahová hodnota odezvy tlakového senzoru, který zahrnuje topení, je 0,3 kgf / cm2.

Tlakový senzor zařízení se spouští při tlaku 3 metry.

Odkaz: při atmosférickém tlaku odpovídá 10 metrů výtlaku přetlaku 1 kgf / cm2.

V praxi je lepší mít na koncovém přípravku minimální hlavu pět metrů. Malá rezerva kompenzuje nevypočítané ztráty v přípojkách, uzavíracích ventilech a samotném zařízení.

Musíme vypočítat pokles hlavy v potrubí známé délky a průměru. Pokud je rozdíl tlaku odpovídající tlaku v hlavním potrubí a pokles tlaku ve vodovodním systému větší než 5 metrů, bude náš vodovod fungovat bezchybně. Pokud je to méně, musíte buď zvětšit průměr potrubí, nebo jej otevřít čerpáním (jehož cena mimochodem jasně překročí růst nákladů na potrubí kvůli zvýšení jejich průměru o jeden krok ).

Jak se tedy provádí výpočet tlaku ve vodovodní síti?

Zde platí vzorec H = iL (1 + K), ve kterém:

• H je požadovaná hodnota tlakové ztráty.
• i je takzvaný hydraulický sklon potrubí.
• L je délka potrubí.
• K je koeficient, který je určen funkčností vodovodního systému.

Nejjednodušší způsob je určit koeficient K.

Rovná se:

• 0,3 pro domácnost a pití.
• 0,2 pro průmyslové nebo hasicí účely.
• 0,15 pro oheň a výrobu.
• 0,10 pro hasiče.

Na fotografii je systém zásobování požární vodou.

S měřením délky potrubí nebo jeho části nejsou žádné zvláštní potíže; ale koncept hydraulického předpětí vyžaduje samostatnou diskusi.

Jeho hodnotu ovlivňují následující faktory:

1. Drsnost stěn potrubí, která zase závisí na jejich materiálu a stáří. Plasty mají hladší povrch než ocel nebo litina; ocelové trubky navíc časem zarostly vodním kamenem a rzí.
2. Průměr potrubí. Funguje zde inverzní vztah: čím menší je, tím větší odpor má potrubí vůči pohybu vody v něm.
3. Průtok. S jeho nárůstem se také zvyšuje odpor.

Před nějakou dobou bylo nutné dodatečně zohlednit hydraulické ztráty na ventilech; moderní kulové ventily s plným otvorem však vytvářejí zhruba stejný odpor jako potrubí, a proto je lze bezpečně ignorovat.

Otevřený kulový ventil nemá téměř žádný odpor proti proudění vody.

Je velmi problematické vypočítat hydraulický sklon samostatně, ale naštěstí to není nutné: všechny potřebné hodnoty najdete v takzvaných tabulkách Shevelev.

Abychom čtenáři měli představu o tom, o co jde, představujeme malý fragment jednoho ze stolů pro plastovou trubku o průměru 20 mm.

Spotřeba, l / s	Rychlost proudění, 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

Co je to 1000i ve sloupci úplně vpravo? Toto je pouze hodnota hydraulického sklonu na 1 000 lineárních metrů. Pro získání hodnoty i pro náš vzorec stačí vydělit 1000.

Vypočítáme pokles tlaku v potrubí o průměru 20 mm o délce 25 metrů a průtoku jeden a půl metru za sekundu.

1. Hledáme odpovídající parametry v tabulce. Podle jejích údajů je 1000i pro popsané podmínky 221,8; i = 221,8 / 1000 = 0,2218.

Shevelevovy tabulky byly od prvního vydání mnohokrát přetištěny.

1. Nahraďte všechny hodnoty do vzorce. H = 0,2218 * 25 * (1 + 0,3) = 7,2085 metrů. S tlakem na vstupu do vodovodního systému 2,5 atmosféry na výstupu bude 2,5 - (7,2 / 10) = 1,78 kgf / cm2, což je více než uspokojivé.

Co je čekací doba a jak se počítá

Čekací doba je doba, která uplyne od okamžiku, kdy uživatel otevře kohoutek, až do výdeje horké vody. Snaží se tuto dobu co nejvíce zkrátit, proto je systém zásobování teplou vodou optimalizován, jsou prováděny opravy a pokud je špatný výkon, je modernizován.

Pro stanovení čekací doby se používají obecně přijímané standardy. Chcete-li jej správně vypočítat, měli byste vědět následující:

• Pro zkrácení čekací doby by měl být v systému vytvořen vysoký tlak vody. Nastavení příliš vysokých parametrů tlaku však může potrubí poškodit.
• Chcete-li zkrátit čekací dobu, zvyšte propustnost zařízení, kterým uživatel přijímá tekutinu.
• Čekací doba se zvyšuje v přímém poměru k vnitřnímu průměru potrubí, jakož i v přítomnosti okruhu ve velké vzdálenosti od spotřebitele.

Správná sekvence pro výpočet čekací doby je:

• Stanovení počtu spotřebitelů. Po přesném čísle by měla být vytvořena malá rezerva, protože existuje špičková spotřeba teplé vody.
• Stanovení charakteristik potrubí: délka, vnitřní průměr trubek, jakož i materiál, ze kterého jsou vyrobeny.
• Násobení délky potrubí a jeho vnitřního průměru specifickým objemem vody, který se měří vl / s.
• Stanovení nejkratší a nejpohodlnější dráhy tekutiny. Tento parametr také zahrnuje části obrysu, které jsou umístěny nejdále od zařízení na skládání vody. Rovněž se provádí přidávání všech objemů vody.
• Množství kapaliny se dělí průtokem vody za jednu sekundu. Při získávání tohoto parametru se bere v úvahu také celkový tlak kapaliny v systému.

Abyste dosáhli co nejpřesnějších výsledků, měli byste správně vypočítat konkrétní objem potrubí. K tomu se použije následující vzorec:

Cs = 10 • (F / 100) 2 • 3,14 / 4, kde F je vnitřní průměr potrubí.

Při určování měrného objemu nelze použít hodnotu vnějšího ani jmenovitého průměru potrubí. Tím se výrazně sníží přesnost výpočtů. Existují tabulky, ve kterých se pro určité materiály (měď a ocel) předem vypočítá hodnota konkrétního objemu.