Рассмотрено как выполнить расчет системы водоснабжения (холодной и горячей), в чем разница и особенности. Рассказано, от чего зависит выбор насоса и фильтра для воды, и что дает результат анализа и расчета.
На сегодняшний день ни один частный дом не может считаться благоустроенным, если в нем нет системы водоснабжения. Можно подключиться к центральному водопроводу или же соорудить автономную систему подачи воды. При организации автономного водопровода нужно провести расчет системы водоснабжения, кроме того, на плечи домовладельца ложатся дополнительные затраты. Но чаще всего это бывает оправдано, так как не всегда есть возможность подключить домовладение к центральному водоснабжению. (См. также: Монтаж систем водоснабжения)
Расчет системы позволяет составить смету затрат на организацию водоснабжения, исходя из усредненного параметра расхода воды. При этом учитывается большой объем сведений (количество умывальников, санузлов, посудомоечных и стиральных машин душевых кабин, и так далее). Расчет водоснабжения осуществляется как для холодной, так для горячей воды.
Рисунок 1: Система водоснабжения
Холодное водоснабжение
Расчет в этом случае учитывает три составляющих:
- водопроводная сеть;
- насос;
- системы очистки воды и контроля давления.
Обычно источник воды находится под землей. Для ее извлечения можно вырыть колодец либо пробурить скважину. Если выбор пал на рытье колодца, то затраты окажутся ниже, так как его глубина сравнительно небольшая и достигает всего 15 метров. Но вместе с тем качество получаемой воды тоже может оказаться существенно ниже.
Чтобы иметь чистую воду без всяких примесей, лучше пробурить скважину. Правда, стоимость ее будет на порядок выше, и зависеть цена будет еще от того, на какой глубине залегают подземные воды. Расчет системы водоснабжения (внутреннего водопровода) определяет общий расход воды в сети, а также на отдельных ее участках. При этом берется во внимание все оборудование, относящееся к данной системе водоснабжения. (См. также: Договор водоснабжения и водотведения)
Рисунок 2: Схема холодного и горячего водоснабжения
Насосы
Основной элемент системы водозабора – это насос. Существует два типа насосов: поверхностные и погруженные. Поверхностные насосы устанавливают соответственно на поверхности. Для соединения насоса с источником вводы прокладывают трубопровод. При выборе такого насоса следует учитывать, что при работе он издает сильный шум, вследствие чего его рекомендуют располагать на некотором расстоянии от жилых помещений.
Для скважин используют погруженные насосы, которые устанавливают на дно скважины. Высота подъема воды, на которую рассчитаны такие насосы, достигает 200 метров. Единственный минус использования таких насосов в том, что ремонтные работы с ними весьма затруднительны. Поэтому лучше не экономить и выбирать качественное изделие.
Рисунок 3: Виды насосов
Рисунок 4: Виды электрических насосов
Фильтры для воды
Для того чтобы используемая вода была пригодна для приготовления пищи и питья, необходимо установить систему для ее очистки. Для этого существуют фильтры различных типов. Проведя экспертизу воды из используемого источника, можно определить, какой фильтр лучше выбрать. (См. также: Что надо знать о проектировании отопления)
Рисунок 5: Фильтр для воды
Горячее водоснабжение
Расчет горячего водоснабжения зависит от способа извлечения горячей воды. Для этого используют газовые или электронагреватели, колонки, котельные, систему теплосети. Чаще всего в частных домах горячую воду получают из системы отопления.
Важно! Расчет системы горячего водоснабжения должен учитывать возможность установки циркуляционного трубопровода. С его помощью вода будет постоянно проходить через водонагреватель, не остывая даже при отсутствии водоразбора.
Рисунок 6: Схема системы водоснабжения
Суть гидравлического расчета
Гидравлический расчет системы водоснабжения заключается в том, что по специальной методике собираются данные о водопроводных сетях, сооружениях и потреблении абонентами воды, которая затем заносится в ЭВМ. Выборочно делается одновременный замер свободных напоров в ряде узлов сети. На основании собранной информации происходит построение идеальной модели работы сети на ЭВМ. После чего, учитывая данные о свободных напорах, выстраивается эквивалентная модель, то есть модель фактической работы водопроводной сети. (См. также: Технические условия на водоснабжение)
Рисунок 7: Примерная схема гидравлического расчета
Основы гидравлического расчета
Задача гидравлического расчета — определение диаметра подающих трубопроводов и потери напора. Для того чтобы определить потери напора на фрагменте трубопровода расчетным расходом является секундный расход с учетом остаточной циркуляции: qh = qh (1 + k), л/с.
k — коэффициент остаточной циркуляции.
Определение этого коэффициента зависит от соотношения циркуляционного и секундного расходов в системе водоснабжения: k = f(qh/q). Причем k не равняется нулю лишь на начальных участках системы (до 1-го водоразборного стояка). Во всех других случаях k=0. Гидравлический расчет производится до расчета циркуляции. Поэтому проектировщик делает обоснованное предположение о размере соотношения qh/q (для жилых домов обычно qh/q >2,0).
Выполнение гидравлического расчета в каждой отрасли имеет свои отличительные черты. К примеру, набор местных сопротивлений в системах ГВС стандартен, поэтому расчет системы горячего водоснабженияне требуетпоштучно определять потери напора. Это значительно упрощает задачу. (См. также: Водоснабжение предприятия)
Рисунок 8: Диаграмма горячего водоснабжения квартирного дома
Что дает анализ
Благодаря анализу можно определить:
- причины некачественной работы водопроводных сетей, которые могут выражаться в низких свободных напорах, наличии сеансового режима, дефиците воды на верхних этажах, повышенной аварийности;
- фактическое состояние и пропускную способность водопроводных сетей, ее соответствие расходам воды, подаваемой насосными станциями;
- перегруженность и недогрузку участков трубопровода;
- участки с повышенным гидравлическим сопротивлением, которое может быть вызвано коррозией трубопровода или неисправной запорной арматурой;
- производительность работы различных сооружений (насосных станций, водонапорных башен);
- границы зон с переизбытком давления в сети и с недостаточными напорами;
- данные о расходах воды на всех участках сети, скорости движения потока воды, свободных напорах во всех узлах, потерях напора, направления потокового распределения.
Гидравлический расчет системы водоснабжения в любой технической специальности имеет в своей основе общие закономерности гидродинамики. Среди них — уравнение Дарси-Вейсбаха (из курса гидравлики). Но каждая отрасль имеет свои особенности гидравлических расчетов.
Важно! В закрытых системах теплоснабжения зачастую нагревается не умягченная водопроводная вода. Поэтому здесь надо учитывать, что стенки трубопровода зарастают солями жесткости. Величину «i» в таком случае определяют по специальной номограмме.
Рисунок 9: Соли на стенках трубопровода
Результаты гидравлического расчета помогают:
- выбрать недорогие, но эффективные способы улучшения работы водопроводных сетей;
- повысить экономию воды и электроэнергии на насосных станциях;
- перейти на бесперебойный режим водоснабжения без значительного капитального строительства.
- сделать эксплуатацию водопроводных сетей более эффективной.
Совет! Определить потери напора, происходящие в водоразборных стояках, объединенных в секционные узлы кольцующей перемычкой, можно по расчетным расходам воды, коэффициент 0,7. За расчетный расход на кольцевых участках берется расход, не меньше максимального секундного для каждого из приборов.
Скорость потока воды в системе гидравлического водоснабжения должна быть не более 3 м/с. Но практика показывает, что при скорости более 1,5 м/с, начинается образование шумов в трубопроводах. При разном сопротивлении стояков диаметр каждого из них вычисляется, исходя из расчетного расхода и напора у основания конкретного стояка. При равности сопротивления стояков их диаметры исчисляются по диаметру последнего стояка.
