كيف تحسب سخان المياه لمنزل وشقة؟

موضوع هذه المقالة هو حساب شبكات إمدادات المياه في منزل خاص. نظرًا لأن مخطط إمداد المياه المنزلية الصغير النموذجي ليس معقدًا للغاية ، فلا يتعين علينا الدخول في غابة الصيغ المعقدة ؛ ومع ذلك ، سيتعين على القارئ استيعاب قدر معين من النظرية.

جزء من نظام إمداد المياه لمنزل خاص. مثل أي نظام هندسي آخر ، هذا النظام يحتاج إلى حسابات أولية.

ملامح الأسلاك من الكوخ

ما هو ، في الواقع ، نظام إمداد المياه في منزل خاص أسهل منه في مبنى سكني (بالطبع ، بالإضافة إلى إجمالي عدد تركيبات السباكة)؟

هناك نوعان من الاختلافات الأساسية:

• مع الماء الساخن ، كقاعدة عامة ، ليست هناك حاجة لتوفير دوران مستمر من خلال الناهضين وقضبان المناشف الساخنة.

في ظل وجود إدخالات تداول ، يصبح حساب شبكة إمداد الماء الساخن أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ: تحتاج الأنابيب إلى المرور عبر نفسها ليس فقط المياه المفككة من قبل السكان ، ولكن أيضًا كتل المياه المتداولة باستمرار.

في حالتنا ، المسافة من تركيبات السباكة إلى الغلاية أو العمود أو الوصلة إلى الخط صغيرة بما يكفي لتجاهل معدل إمداد الصنبور بالماء الساخن.

هام: بالنسبة لأولئك الذين لم يصادفوا مخططات توزيع الماء الساخن - في المباني السكنية الحديثة ، يتم توصيل مصاعد إمداد الماء الساخن في أزواج. نظرًا لاختلاف الضغط في الروابط التي تم إنشاؤها بواسطة الغسالة المحتجزة ، يتم تدوير الماء باستمرار من خلال الروافع. وهذا يضمن إمدادًا سريعًا بالمياه الساخنة للخلاطات وتسخين على مدار العام لقضبان المناشف الساخنة في الحمامات.

يتم تسخين سكة المنشفة المسخنة عن طريق الدوران المستمر من خلال رافعات الماء الساخن.

• يتم تقسيم نظام إمداد المياه في منزل خاص وفقًا لمخطط مسدود ، مما يعني وجود حمل ثابت على أقسام معينة من الأسلاك. للمقارنة ، يجب إجراء حساب شبكة حلقة إمداد المياه (السماح بتشغيل كل قسم من أجزاء نظام إمداد المياه من مصدرين أو أكثر) بشكل منفصل لكل من مخططات التوصيل الممكنة.

يعتمد الحساب على القوة المقدرة للغلاية

كيف يتم حساب غلايات إمداد الماء الساخن بغلايات التدفئة غير المباشرة ذات الحجم الكبير والاستهلاك العالي للمياه من نظام DHW؟

القوة المحسوبة تساوي مجموع حدين:

1. احتياجات المنزل للتدفئة دون مراعاة عامل الأمان ؛
2. تصنيف الطاقة المرجل. في المتوسط ​​\ u200b \ u200b ، يساوي 15 كيلووات لكل 100 لتر من الحجم.

جورينيه غير مباشر GV 100 (17400 واط)

فارق بسيط: يتم طرح 20٪ من نتيجة الإضافة ، لأن المبادل الحراري للغلاية لن يوفر التدفئة وإمداد الماء الساخن بالحرارة على مدار الساعة.

لذلك ، عندما يتم تركيب Gorenje GV 100 سيئ السمعة في منزلنا في سيفاستوبول ، فإن سعة الغلاية لإمداد المياه والتدفئة ستكون 10 (طلب حرارة التدفئة + 17.4 طلب حرارة الغلاية)) * 0.8 = 22. يتم تقريب الرقم إلى أقرب قيمة للكيلوواط.

هل من الممكن تركيب غلاية بسعة أعلى من تلك المحسوبة في دائرة DHW بغلاية تسخين غير مباشرة؟

إنه ممكن ولكنه غير مربح لسببين:

• يرتفع سعر المرجل نفسه بسرعة مع زيادة الطاقة المقدرة ؛

بعد أداء الغلاية ، يزداد الرقم الموجود على بطاقة السعر أيضًا

• غلايات الوقود الصلب الكلاسيكية ، عند التشغيل مع نقل حرارة أقل من الاسمي ، تقلل الكفاءة بسبب الاحتراق غير الكامل للوقود. يتم تحقيق الحد من توليد الحرارة فيها بأبسط طريقة - عن طريق الحد من إمداد الهواء بمخمد.

تغيير في كفاءة غلاية الوقود الصلب مع تغيير في نقل الحرارة

ماذا نعتقد

يجب علينا:

1. تقدير استهلاك المياه في ذروة الاستهلاك.
2. احسب المقطع العرضي لأنبوب الماء الذي يمكن أن يوفر معدل التدفق هذا بمعدل تدفق مقبول.

ملحوظة: الحد الأقصى لمعدل تدفق المياه الذي لا ينتج عنه ضوضاء هيدروليكية هو حوالي 1.5 م / ث.

1. احسب الرأس عند نهاية المباراة. إذا كانت منخفضة بشكل غير مقبول ، يجدر النظر إما في زيادة قطر خط الأنابيب ، أو تركيب مضخة وسيطة.

من غير المرجح أن يرضي الضغط المنخفض على الخلاط النهائي المالك.

تمت صياغة المهام. هيا بنا نبدأ.

استهلاك

يمكن تقديره تقريبًا من خلال معدلات الاستهلاك لتركيبات السباكة الفردية. يمكن العثور بسهولة على البيانات ، إذا رغبت في ذلك ، في أحد ملحقات SNiP 2.04.01-85 ؛ لراحة القارئ نقدم مقتطفًا منه.

نوع الجهاز	استهلاك الماء البارد ، لتر / ثانية	إجمالي استهلاك المياه الساخنة والباردة ، لتر / ثانية
حنفية الري	0,3	0,3
وعاء المرحاض مع صنبور	1,4	1,4
مرحاض مع صهريج	0,10	0,10
حجرة الاستحمام	0,08	0,12
حمام	0,17	0,25
غسل	0,08	0,12
مغسلة	0,08	0,12

في المباني السكنية ، عند حساب الاستهلاك ، يتم استخدام معامل الاحتمال للاستخدام المتزامن للأجهزة. يكفي أن نلخص ببساطة استهلاك المياه من خلال أجهزة يمكن استخدامها في نفس الوقت. لنفترض أن الحوض وكابينة الاستحمام ووعاء المرحاض سيعطي تدفقًا إجماليًا قدره 0.12 + 0.12 + 0.10 = 0.34 لتر / ثانية.

يتم تلخيص استهلاك المياه من خلال الأجهزة القادرة على العمل في وقت واحد.

المقطع العرضي

يمكن إجراء حساب المقطع العرضي لأنبوب إمداد المياه بطريقتين:

1. التحديد حسب جدول القيم.
2. محسوبة على أساس معدل التدفق الأقصى المسموح به.

الاختيار حسب الجدول

في الواقع ، لا يتطلب الجدول أي تعليقات.

تجويف الأنبوب الاسمي ، مم	الاستهلاك ، لتر / ثانية
10	0,12
15	0,36
20	0,72
25	1,44
32	2,4
40	3,6
50	6

على سبيل المثال ، بالنسبة لمعدل تدفق يبلغ 0.34 لتر / ثانية ، يكون أنبوب DU15 كافيًا.

يرجى ملاحظة: DN (التجويف الاسمي) يساوي تقريبًا القطر الداخلي لأنبوب الماء والغاز. بالنسبة لأنابيب البوليمر المميزة بقطر خارجي ، يختلف الأنبوب الداخلي عنه بخطوة تقريبًا: على سبيل المثال ، يبلغ قطر أنبوب البولي بروبلين 40 مم حوالي 32 مم.

يساوي التجويف الاسمي تقريبًا القطر الداخلي.

حساب معدل التدفق

يمكن حساب قطر نظام إمداد المياه حسب معدل تدفق المياه من خلاله باستخدام صيغتين بسيطتين:

1. صيغ لحساب مساحة المقطع على طول نصف قطره.
2. صيغ لحساب معدل التدفق من خلال قسم معروف بمعدل تدفق معروف.

الصيغة الأولى هي S = π r ^ 2. فيه:

• S هي منطقة المقطع العرضي المطلوبة.
• π هو pi (حوالي 3.1415).
• r هو نصف قطر المقطع (نصف DN أو القطر الداخلي للأنبوب).

الصيغة الثانية تشبه Q = VS ، حيث:

• س - الاستهلاك
• V هو معدل التدفق.
• S هي منطقة المقطع العرضي.

لتسهيل العمليات الحسابية ، يتم تحويل جميع القيم إلى SI - الأمتار والمتر المربع والمتر في الثانية والمتر المكعب في الثانية.

وحدات SI.

دعونا نحسب بأيدينا الحد الأدنى من DU للأنبوب لبيانات الإدخال التالية:

• التدفق خلالها هو نفسه 0.34 لتر في الثانية.
• سرعة التدفق المستخدمة في الحسابات هي الحد الأقصى المسموح به 1.5 م / ث.

هيا بنا نبدأ.

1. سيكون معدل التدفق في قيم النظام الدولي للوحدات مساوياً لـ 0.00034 م 3 / ثانية.
2. يجب أن تكون مساحة المقطع وفقًا للصيغة الثانية 0.00034 / 1.5 = 0.00027 m2 على الأقل.
3. مربع نصف القطر وفقًا للصيغة الأولى هو 0.00027 / 3.1415 = 0.000086.
4. خذ الجذر التربيعي لهذا الرقم. نصف القطر 0.0092 متر.
5. للحصول على DN أو القطر الداخلي ، اضرب نصف القطر في اثنين. النتيجة هي 0.0184 متر ، أو 18 ملم. كما ترى بسهولة ، فهي قريبة من تلك التي تم الحصول عليها بالطريقة الأولى ، على الرغم من أنها لا تتطابق تمامًا معها.

حساب بالحجم مع عوامل التصحيح

كيف تحسب سعة المرجل لإمداد الماء الساخن والتدفئة ، مع مراعاة جميع العوامل المذكورة أعلاه؟

1. القيمة الأساسية للحرارة الناتجة هي 40 واط لكل متر مكعب من حجم التسخين الداخلي ؛
2. المعامل الإقليمي يساوي:

متوسط ​​درجة الحرارة في شهر يناير ، درجة مئوية	معامل في الرياضيات او درجة
0 وما فوق	0,7
-5 — 0	0,9
-10	1,1
-20	1,3
-25	1,5
-35	1,8
-40 وما دون	2

متوسط ​​درجة الحرارة في يناير لمناطق مختلفة من الاتحاد الروسي

1. يتم تحديد معامل العزل من مجموعة القيم التالية:

صورة	وصف معامل عزل المبنى
مستودع غير معزول بجدران من الألواح المموجة	عدم وجود جدران عازلة أو معدنية أو درع - 3-4
منزل ريفي للمعيشة الموسمية	لبنة الجدران ، زجاج النوافذ أحادي الطبقة - 2-3
منزل بجدران صلبة وزجاج مزدوج	وضع الجدار في طوبتين ونوافذ ذات زجاج مزدوج بغرفة واحدة - 1-2
حماية قصوى ضد البرد	واجهة معزولة ، زجاج مزدوج - 0.6-0.9

1. يتم حساب احتياطي الطاقة لفقد الحرارة غير المحسوب ولتسخين الماء الساخن وفقًا للمخطط السابق.

دعنا نكرر حسابنا لمرجل الماء الساخن والتدفئة بعدد من المدخلات الإضافية:

• ارتفاع الأسقف في المنزل 3 أمتار.
• يقع المنزل في سيفاستوبول (متوسط ​​درجة الحرارة لشهر يناير +3 درجة) ؛

في الصورة - يناير في سيفاستوبول

• وهي مجهزة بنوافذ بلاستيكية ذات حجرة واحدة وجدران حجرية بدون عزل إضافي بسماكة 40 سم.

وبالتالي:

1. حجم التسخين 100 * 3 = 300 م 3 ؛
2. القيمة الأساسية للطاقة الحرارية للتدفئة 300 * 40 = 12 كيلو واط ؛
3. يمنحنا مناخ سيفاستوبول معاملًا إقليميًا قدره 0.7. 12 * 0.7 = 8.4 كيلو واط ؛
4. يُؤخذ معامل العزل يساوي 1.2. 1.2 * 8.4 = 10.08 ؛
5. مع الأخذ في الاعتبار عامل الأمان واحتياطي الطاقة لتشغيل سخان التدفق ، نحصل على نفس 14 كيلو واط.

هل كان الأمر يستحق تعقيد الحسابات إذا لم تتغير النتيجة؟

بالتأكيد. إذا وضعنا منزلنا عقليًا في مدينة Oymyakon ، منطقة Yakutsk (متوسط ​​درجة الحرارة في شهر يناير -46.4 درجة) ، فإن الطلب على الحرارة ، وبالتالي ، ستزداد سعة التدفئة المحسوبة للغلاية بمقدار 2 / 0.7 (نسبة المعاملات الإقليمية ) = 2.85 مرة. سيؤدي عزل الواجهة وتركيب نوافذ زجاجية مزدوجة موفرة للطاقة في النوافذ إلى قطعها إلى نصفين.

Oymyakon هي أبرد مدينة في البلاد

ضغط

لنبدأ ببعض الملاحظات العامة:

• يتراوح الضغط النموذجي في خط إمداد الماء البارد من 2 إلى 4 أجواء (كجم ق / سم 2)... يعتمد ذلك على المسافة إلى أقرب محطة ضخ أو برج مياه ، وعلى التضاريس ، وحالة الشبكة ، ونوع الصمامات على مصدر المياه الرئيسي وعدد من العوامل الأخرى.
• الحد الأدنى من الضغط المطلق الذي يسمح بتشغيل جميع تركيبات السباكة والأجهزة المنزلية الحديثة التي تستخدم الماء هو 3 أمتار... التعليمات الخاصة بسخانات المياه اللحظية Atmor ، على سبيل المثال ، تقول بشكل مباشر أن عتبة الاستجابة المنخفضة لمستشعر الضغط التي تتضمن التسخين هي 0.3 كجم / سم 2.

يتم تشغيل مستشعر ضغط الجهاز بضغط 3 أمتار.

المرجع: عند الضغط الجوي ، يقابل 10 أمتار من الرأس ضغطًا زائدًا قدره 1 كجم / سم 2.

من الناحية العملية ، من الأفضل أن يكون لديك رأس لا يقل عن خمسة أمتار في الطرف النهائي. هامش صغير يعوض الخسائر غير المحسوبة في التوصيلات وصمامات الإغلاق والجهاز نفسه.

نحتاج إلى حساب انخفاض الرأس في خط أنابيب بطول وقطر معروفين. إذا كان الفرق في الضغط المقابل للضغط في الخط الرئيسي وانخفاض الضغط في نظام إمداد المياه أكثر من 5 أمتار ، فإن نظام إمداد المياه لدينا سيعمل بشكل لا تشوبه شائبة. إذا كان أقل ، فأنت بحاجة إما إلى زيادة قطر الأنبوب ، أو فتحه عن طريق الضخ (سعره ، بالمناسبة ، سيتجاوز بوضوح الزيادة في تكاليف الأنابيب بسبب زيادة قطرها بخطوة واحدة ).

فكيف يتم حساب الضغط في شبكة إمدادات المياه؟

هنا الصيغة H = iL (1 + K) صالحة ، حيث:

• H هي القيمة المرغوبة لانخفاض الضغط.
• أنا هو ما يسمى بالمنحدر الهيدروليكي لخط الأنابيب.
• L طول الأنبوب.
• K هو معامل يتم تحديده من خلال وظيفة نظام إمداد المياه.

أسهل طريقة لتحديد حرف K.

يساوي:

• 0.3 للأغراض المنزلية والشرب.
• 0.2 للصناعة أو مكافحة الحرائق.
• 0.15 للحريق والإنتاج.
• 0.10 لرجل إطفاء.

يوجد في الصورة نظام إمداد بمياه الحريق.

لا توجد صعوبات خاصة في قياس طول خط الأنابيب أو قسمه ؛ لكن مفهوم التحيز الهيدروليكي يتطلب مناقشة منفصلة.

تتأثر قيمته بالعوامل التالية:

1. خشونة جدران الأنابيب ، والتي بدورها تعتمد على موادها وعمرها. سطح البلاستيك أنعم من الفولاذ أو الحديد الزهر ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تصبح الأنابيب الفولاذية متضخمة مع رواسب الجير والصدأ بمرور الوقت.
2. قطر دائرة الانبوب. تعمل العلاقة العكسية هنا: كلما كانت أصغر ، زادت مقاومة خط الأنابيب لحركة الماء فيه.
3. معدل المد و الجزر. مع زيادتها ، تزداد المقاومة أيضًا.

منذ بعض الوقت ، كان من الضروري أيضًا مراعاة الخسائر الهيدروليكية على الصمامات ؛ ومع ذلك ، فإن الصمامات الكروية الحديثة ذات التجويف الكامل تخلق نفس مقاومة الأنبوب تقريبًا وبالتالي يمكن تجاهلها بأمان.

يكاد يكون الصمام الكروي المفتوح بلا مقاومة لتدفق الماء.

يعد حساب المنحدر الهيدروليكي بمفردك مشكلة كبيرة ، لكن لحسن الحظ ، هذا ليس ضروريًا: يمكن العثور على جميع القيم الضرورية في ما يسمى بجداول Shevelev.

لإعطاء القارئ فكرة عما هو على المحك ، نقدم جزءًا صغيرًا من أحد الطاولات لأنبوب بلاستيكي بقطر 20 مم.

الاستهلاك ، لتر / ثانية	سرعة التدفق ، م / ث	1000 ط
0,25	1,24	160,5
0,30	1,49	221,8
0,35	1,74	291,6
0,40	1,99	369,5

ما هو 1000i في العمود أقصى يمين الجدول؟ هذه فقط قيمة المنحدر الهيدروليكي لكل 1000 متر طولي. للحصول على قيمة i للصيغتين ، يكفي تقسيمها على 1000.

لنحسب انخفاض الضغط في أنبوب قطره 20 مم وطوله يساوي 25 مترًا ومعدل تدفقه مترًا ونصف المتر في الثانية.

1. نحن نبحث عن المعلمات المقابلة في الجدول. وفقًا لبياناتها ، فإن 1000i للظروف الموصوفة هي 221.8 ؛ أنا = 221.8 / 1000 = 0.2218.

تمت إعادة طباعة جداول Shevelev عدة مرات منذ النشر الأول.

1. عوّض بكل القيم في الصيغة. ع = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 متر. عندما يكون الضغط عند مدخل نظام إمداد المياه 2.5 جوًا عند المخرج ، سيكون 2.5 - (7.2 / 10) = 1.78 كجم / سم 2 ، وهو أكثر من مرضٍ.

حساب منطقة بسيط

يمكن إجراء أبسط حساب تقريبي لقوة غلاية إمداد المياه بناءً على الحاجة إلى منزل بطاقة حرارية تبلغ 100 واط لكل متر مربع. بالنسبة للمنزل الذي تبلغ مساحته 100 متر مربع ، هناك حاجة إلى 10 كيلو واط.

يتم أخذ 100 واط من الحرارة لكل مربع من المنطقة المسخنة

بالإضافة إلى ذلك ، تم إدخال عامل أمان قدره 1.2 ، والذي يعوض فقدان الحرارة غير المحسوب ويساعد في الحفاظ على درجة حرارة مريحة في الغرفة أثناء الصقيع الشديد. ما هي التعديلات التي يقوم بها إمداد الماء الساخن من المرجل لهذا المخطط؟

يمكن تقديمه بطريقتين:

1. سخان مياه التخزين (غلاية التدفئة غير المباشرة)... في هذه الحالة ، يتم إدخال عامل إضافي قدره 1.1: يزيل المرجل كمية صغيرة نسبيًا من الحرارة من نظام التدفئة ؛

مخطط إمداد المياه لمرجل يعمل بالوقود الصلب ، مع غلاية تسخين غير مباشرة

1. سخان لحظي لغلاية مزدوجة الدائرة... تم استخدام عامل 1.2 هنا. مع الأخذ بعين الاعتبار عامل الأمان ، يجب أن يتجاوز الأداء الحراري للغلاية الطلب الحراري المقدر للمنزل بنسبة 40 بالمائة. في مثالنا مع كوخ 100 متر ، عند توصيل التدفئة وإمدادات المياه الساخنة ، يجب أن ينتج المرجل 14 كيلو واط.

اتصال نظام التدفئة ومخطط إمداد المياه لغلاية مزدوجة الدائرة

يرجى ملاحظة: في الحالة الأخيرة ، يرتبط احتياطي الطاقة الصغير لاحتياجات إمدادات الماء الساخن بالتشغيل قصير المدى لسخان التدفق. نادراً ما يتم استهلاك الماء الساخن لأكثر من نصف ساعة في اليوم ، ونظام التدفئة يعاني من خمول معين ، لذلك لا تتجاوز معايير المبرد القيم القياسية.

حساب بسيط لغلاية مع إمداد بالماء الساخن حسب مساحة المنزل

مخطط الحساب هذا بسيط ، لكن له عدة عيوب خطيرة:

• يأخذ في الاعتبار مساحة الغرفة المدفأة وليس حجمها.وفي الوقت نفسه ، فإن الحاجة إلى التدفئة في الأكواخ التي يبلغ ارتفاع السقف فيها 2.5 و 4 أمتار ستكون مختلفة تمامًا ؛

تحتاج الغرفة ذات السقف المرتفع إلى مزيد من الحرارة

• تتجاهل الاختلافات بين المناطق المناخية. كما تعلم ، فإن فقدان الحرارة للمبنى يتناسب طرديًا مع اختلاف درجة الحرارة بين الداخل والشارع وسيختلف اختلافًا كبيرًا في شبه جزيرة القرم وياكوتيا ؛
• لا يأخذ في الاعتبار جودة عزل المبنى. بالنسبة لأعمال الطوب والواجهة المعزولة بطبقة من البلاستيك الرغوي ، سيختلف فقدان الحرارة بشكل كبير.

يمكن أن يؤدي عزل الواجهة إلى تقليل فقد الحرارة بشكل كبير