URL-адрес сайта WordPress настроен неправильно. Проверьте настройки виджета.

Проектирование систем холодного и горячего водоснабжения


Источник:Golan-Aqua-Pex

Трубопроводы холодного и горячего водоснабжения.

Трубопроводы холодного и горячего водоснабжения «GOLAN-AQUA-PEX» относятся к группе наиболее современных водопроводных систем. Главными чертами, характеризующими систему трубопроводов холодной и горячей воды, являются:

  • эстетика системы – трубопроводы полностью спрятаны,
  • ограниченное количество водопроводных стояков – в жилищном строительстве
    – обычно один или два стояка на секцию (лестничную клетку),
  • возможность установки счётчиков в квартирных проводках.

В данном разделе представлены основные формулы для расчета потерь давления, скорости течения, а также основные зависимости и данные для определения расчетного течения воды в трубопроводе согласно польскому стандарту PN-92/B-01706.

Потери давления в трубопроводах

Существует два основных вида потерь давления: потери на трение по длине трубопровода и потери на местные сопротивления.

Потери на трение по длине возникают в результате трения частичек жидкости о стенки трубопровода. Наибольшее влияние на величину этих потерь оказывает коэффициент относительной шероховатости трубопровода и скорость течения жидкости.
Чем меньше коэффициент относительной шероховатости, т.е. чем более гладкой является труба, тем потери давления будут меньше. Для трубы «GOLAN–AQUA-PEX» коэффициент относительной шероховатости k=0,0005.

λ – коэффициент линейного сопротивления, определяемый на основании относительной шероховатости «k» и соответствующих графиков или формул,
l – длина трубопровода [м],
d – плотность жидкости [кг/м3],
w – скорость течения [м/с],
d – внутренний диаметр трубы [м].

На практике линейное сопротивление определяется на основании соответствующих номограмм или при помощи компьютерных программ.

Местные потери возникают в результате изменения направления течения жидкости, а также в результате протекания жидкости через дросселирующие элементы, например:
дроссельные шайбы, клапаны, диффузоры, фильтры, водомеры и т.п.

ξ – коэффициент местного сопротивления, определяемый при помощи таблиц,

ρ – плотность жидкости [кг/м3],

w – скорость течения [м/с].

Замечания, касающиеся расчета перепадов давления:

Перепад давления для фасонных деталей эквивалентны потерям давления по длине 0,5 м трубопровода.
Повсеместно принятым является принцип измерения трубопроводов таким образом,чтобы величина перепада давления находилась в диапазоне 1-10 кПа/ м.

Скорость течения жидкости в трубопроводах можно выразить как соотношение потока объемом V[м3/с] к полю поверхности поперечного сечения трубопровода A[м2].

Зная внутренний диаметр трубы d, это соотношение можно представить в виде:

Согласно PN_92/B_01706 рекомендуемые скорости течения воды в трубопроводах составляют:

  • в подключениях от стояков до пунктов разбора в стояках 1,5 м/с
  • в распределительных водопроводах 1,0 м/с
  • в ветвях 1,0 м/с

В трубах «GOLAN-AQUA-PEX» скорости течения могут быть выше и составлять до 2,5 м/с в стояках, а также до 1,8 м/с в ветвях.

Скорость течения питьевой воды непосредственно влияет на:

  • степень эрозии трубы (не имеет места в трубах «GOLAN-AQUA-PEX»)
  • уровень шума
  • гидравлические удары
  • величину перепада давления воды в системах

Для труб «GOLAN-AQUA-PEX» высокие скорости течения не являются проблемой, поскольку отсутствует проблема эрозии и шума. Тесты показали, что гидравлические удары в трубах «GOLAN-AQUA-PEX» составляют 1/3 значений, получаемых в стальных трубопроводах.

Система местного распределения.

Водопроводная системa «GOLAN-AQUA-PEX» может быть смонтирована тремя способами, отличающимися между собой решением по подключению санитарных приборов:

  • тройниковая лучевая компоновка
  • коллекторная компоновка
  • тройниковая обводная компоновка

Тройниковая лучевая компоновка.

Тройниковая лучевая компоновка наиболее часто встречается и применяется как в жилищном, так и в промышленном строительстве. Прокладка осуществляется в полу с использованием редукционных тройников и трубопроводов различного сечения.

Рис. 1. Тройниковая лучевая компоновка системы
водоснабжения

Особенности тройниковой компоновки:

  • небольшая протяжённость трубопроводов (по сравнению с коллекторной и последовательной
    компоновкой),
  • легкость монтажа во время ремонтов и реконструкции старых трубопроводов
    – при демонтаже старых трубопроводов новые трубы устанавливаются на их место.
  • большие перепады давления и колебания температур,
  • труднодоступные присоединения в стенах и полах,
  • большее количество точек соединения,
  • более сложные проектные работы — необходимо выполнять расчёты для изменяющихся
    диаметров.

Коллекторная компоновка.

Коллекторная система является такой системой, в которой все приборы потребления воды запитаны одним распределителем холодной воды и одним распределителем горячей воды.

Рис. 2. Коллекторная компоновка системы
водоснабжения

Особенности коллекторной компоновки:

  • система может быть запроектирована при помощи трубы одного диаметра Ø16×2,2
    мм, благодаря чему все фасонные детали, необходимые для выполнения трубопроводной
    установки, имеют одинаковые диаметры присоединения,
  • меньшее количество точек присоединения – подключения имеются только в пунктах
    разбора и при коллекторах (распределителях). Благодаря уменьшению количества
    присоединений увеличиваем надежность системы,
  • легкий подвод к водоразборным точкам, и что с этим связано, сокращение
    времени, необходимого для монтажа системы,
  • уменьшение перепадов давления и колебаний температуры во времени, когда
    имеется более, одной водоразборной точки,
  • возможность размещения водомеров и запорных клапанов в коллекторных шкафах,
  • большее количество труб Ø16×2,2 мм по сравнению с тройниковой системой.

Расчет трубопровода циркуляции горячей воды.

Очень важным вопросом в области санитарных установок является проектирование циркуляционных трубопроводов, поскольку их отсутствие вызывает невозможность правильного функционирования трубопроводов горячей воды. Неправильный подбор диаметров циркуляционных трубопроводов приводит к периодическому отсутствию горячей воды в водоразборных точках, т.е. к потерям воды и энергии, поскольку появляется необходимость спускания воды с необходимой температурой.

Существует много методов расчета и подбора циркуляционных трубопроводов, имеющих различный уровень сложности. С целью проведения расчетов для жилого строительства, представлен менее точный, но абсолютно достаточный метод. Расход воды в циркуляционных трубопроводах зависит от потери тепла в распределяющих трубопроводах. Рассчитывается по формуле:

где:

Qc – потери тепла в распределительных установке [кВт], можно определить по графику теплоизлучения при известной разнице температур и диаметре трубопровода
tp – допустимый перепад температуры горячей хозяйственной воды от источника тепла до наиболее удалённой водоразборной точки [K]; tp = 5-10 K

cw – удельная теплоемкость воды [кДж/кг·K]

Для упрощения расчетов циркуляционных трубопроводов мощность течения воды в этих трубах можно принять в размере 30% расчетного максимального распределения горячей воды, определенного для суммы точек водоразбора, имеющих место на расчетном отрезке циркуляционного обращения:

где:

Gs – расход воды в циркуляционном трубопроводе [кг/ч]

Gmax.c.w.u. – максимальный расчетный расход воды в трубопроводе горячей хозяйственной воды [кг/ч]

В практике принимается, что циркуляционный трубопровод на 2 диаметра меньше, чем питающий. Для ограничения потерь тепла и ненужного нагнетания отопительной воды в установку, на циркуляционном трубопроводе монтируется термостатический клапан. Этот клапан закрывается, когда вода в циркуляционной трубе достигает заданную температуру.

Клапан позволяет управлять расходом воды в зависимости от ее температуры, и предназначен для гидравлического уравновешивания системы. Благодаря применению таких клапанов установка не требует трудоемкого подбора и пересчета циркуляционных трубопроводов.

Теплоизоляция трубопроводов.

Теплоизоляция трубопроводов должна выполнять две основные задачи:

Уменьшение теплопотерь, возникающих при прокладкe трубопроводов в помещениях (трубопроводы циркуляции и горячего водоснабжения), а также уменьшение потери холода (трубопроводы в холодильных и климатизационных установках).

Предотвращение выпадения конденсата на трубопроводах с агентом с низкой температурой (трубопроводы холодного водоснабжения, холодильных и климатических установок).

Для выполнения расчетов теплопотерь и подбора толщины изоляции следует воспользоваться стандартом PN_85/B_02421. В этом стандарте указаны все основные формулы для расчетов и критерии подбора толщины изоляции. Величина теплопотерь после изоляции не должна превышать величину, указанную в таблице.

DN трубопровода (мм) Максимальная
расчетная температура агента (°С)
110 90 70 50
20 26 20 16 10
25 29 23 18 11
32 30 26 20 13
40 32 28 22 14
50 36 31 24 15
65 40 34 26 16
80 42 36 29 17
100 47 39 33 19

Таблица 1. Максимальные допустимые значения единичных потерь тепла q [Вт/м] согласно PN_85/B_02421

Для расчета толщины изоляции можно воспользоваться программами расчетов, предоставляемыми производителями изоляции.

Для предварительного подбора толщины изоляции и определения стоимости материала можно воспользоваться стандартом DIN 1988, в котором указана толщина изоляции в зависимости от места прокладки трубопроводов.

Толщина изоляционного слоя для трубопроводов холодной воды, выполненных из PEX, защищающего от нагревания и расширения, указана для изоляционного материала с коэффициентом теплопроводности равным 0,04 [Вт/мК].

Место прокладки трубопровода Толщина изоляции, (мм)
Лежащая свободно труба в не отапливаемом помещении 4
Лежащая свободно труба в отапливаемом помещении 9
Труба, проходящая в канале, не имеющем теплопровода 4
Труба, проходящая в канале рядом с трубопроводами с горячей
воды
13
Труба, проходящая в штробе, трубопроводный стояк 4
Труба, проходящая в бетонном полу 4
Таблица 2. Толщина изоляции на трубах РЕХ для холодной воды

Для обеспечения соответствующей тепловой защиты труб из сшитого полиэтилена в системах горячего водоснабжения, толщину изоляции следует подбирать согласно представленной ниже таблице. Данные приведены для изолирующего материала с коэффициентом теплопроводности 0,037 [Вт/мK], толщина подобрана таким образом, чтобы не превысить максимального значения.

Диаметр трубы х толщ. стенки (мм) 16х2,2 20х2,8 25х3,5 32х4,4 40х5,5 50х6,9 63х8,7 75х6,9 90х8,2 110х10,0
Для tcz=50°C i tot=5°C 13 13 13 20 20 25 25 30 30 30
Для tcz=50°C i tot=20°C 6 9 9 9 13 13 20 25 25 30
Для tcz=905°C i tot=5°C 13 20 20 20 20 25 30 30 35 40

tcz — температура агента, tot — температура окружающей среды

Таблица 3. Толщина изоляции на трубах РЕХ для горячей воды

Значения толщины изоляции определены для трубы «GOLAN–AQUA-PEX», с коэффициентом теплопроводности 0,35 Вт/мK.

График 1. График теплового излучения труб
«GOLAN-AQUA-PEX» 1,0 Мпа 90°С
Реклама


Добавить комментарий

Please log in using one of these methods to post your comment:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s