Про тиск води в трубах

Водопостачання приватного будинку

Основними причинами виходу з ладу системи водопостачання в приватному будинку є корозія, відкладення солей або підвищений тиск. Якщо брати до уваги, що в останні роки замість металевих труб у знову споруджуваних будинках і котеджах в основному застосовують пластмасові труби, які не схильні до корозії, то залишається тільки дві причини виходу системи водопостачання з ладу.

Купуючи труби, за технічним паспортом на них переконайтеся, на яке допустимий тиск вони розраховані і який тиск рекомендується реально підтримувати в системі, де вони будуть застосовані. Врахуйте, що невиправдане підвищення тиску в системі водопостачання в звязку зі збільшенням витрати води в процесі її експлуатації призведе і до невиправданих витрат на електроенергію для насоса, що забезпечує подачу води в систему.

Тиск води в системі водопостачання

Будівельна організація, з якою укладають договір на будівництво котеджу, напевно, запропонує свої послуги і по монтажу системи водопостачання. Перш ніж погоджуватися, поцікавтеся, чи є у неї досвід виконання подібних робіт і скільки їх уже виконано. Не полінуйтеся і поговоріть з господарями, які користувалися до вас послугами цієї організації.

Важливим показником в системі водопостачання є робочий тиск в трубах.

Так, для нормальної роботи крана на кухні середній тиск має бути не менше 0,5 бар. Залежно від типу трубопроводу і матеріалу труб, тиск в системі може незначно відрізнятися від середнього показника. При прийманні системи водопостачання обовязково переконайтеся, який робочий тиск в системі і чи відповідає воно встановленим вимогам.

Якщо ж монтаж системи ви плануєте виконати самостійно, то, перш ніж приступати до робіт, слід познайомитися з основними вимогами до систем водопостачання і правилами її монтажу, які забезпечать виконання цих вимог.

Гідроакумулятори і розширювальні баки

Напевно, на садибі буде передбачена не тільки система водопостачання будинку. При проектуванні водопроводу слід передбачити і систему пожежогасіння, гарячого водопостачання, фільтрацію відпрацьованої побутової води. Тут буде і окремий рукав для поливу городу, і, вже точно, опалювальна система. У самій системі водопостачання, в системах пожежогасіння та фільтрації повинні бути встановлені гідроакумулятори, а в інших системах розширювальні баки. Крім того, в місцях відбору гарячої та холодної води і на виході гарячої води з котла опалювальної системи повинні бути встановлені розширювальні баки, призначені для компенсації можливих гідроударів.

Розширювальні баки в системі постачання гарячої води, так само як і запобіжні клапани, призначені для захисту бойлера від надлишкового тиску. В системі пожежогасіння гідроакумулятори використовують для зберігання додаткового обсягу води на випадок пожежі. В системі побутового водопостачання гідроакумулятори повинні бути розраховані на тиск до 6 бар, що відповідає підйому води на висоту до 60 м.

Раніше було сказано про те, що система обігріву повинна бути обладнана захисними пристроями. Вважаємо за необхідне розповісти в цій статті і про них.

В опалювальній системі теплоносій, що надходить з обратки в котел для нагрівання, зі зміною температури на кожні 10 ° С збільшується в обсязі на 0,3%, тобто, наприклад, при нагріванні теплоносія на 70 ° C, його обсяг побільшає майже на 3 %. Внаслідок того що рідина нестислива, таке розширення, під час відсутності компенсаційного розширювального бака, обовязково призведе до руйнування трубопроводу. Не рекомендуються компенсаційний бак відкритого типу.

Такий бак робить систему обігріву відкритої, тобто працює при низькому тиску, і, отже, малокерованою. У ній відбувається випаровування теплоносія. Через доступу кисню через відкритий бак металеві труби інтенсивніше піддаються корозії. Закритий компенсатор можна встановити в будь-якому місці опалювальної системи, а відкритий - лише в самій верхній її частині, отже, бак необхідно утеплювати. Все це робить відкритий бак дорогим задоволенням.

У гідроакумулятори створюється певний запас води, який при необхідності можна подати в систему водопостачання. Вони можуть бути закритого або відкритого типу, і всі недоліки компенсаційних баків відкритого типу, зазначені для баків системи опалення, притаманні і відкритим гідроакумулятори. Баки забезпечують захист системи водопостачання від небезпечного для неї явища, яким є гідроудар. Гідроудар може виникнути при аварійному відключенні живлення двигуна насоса, а також при різкому відкриванні та закриванні крана для відбору води.

При цьому явищі виникають динамічні навантаження можуть багаторазово перевищити навантаження статичні, розраховані для конкретної системи водопостачання. У місцях відбору води рекомендують встановлювати невеликі розширювальні баки стандартної ємності, рівної 0,2 л.

конструкція гідроакумулятора

Основним елементом гидроаккумулятора закритого типу є мембрана.

Принцип роботи мембрани всередині бака полягає в наступному. Мембранна камера всередині бака заповнена повітрям. При першому включенні насоса в міру наповнення бака водою обсяг газу в мембранному балоні зменшується, а його тиск, відповідно, зростає. Це зусилля передається на реле тиск, що управляє включенням і відключенням насоса. Реле розраховано на певну величину, перевищення якого призводить до відключення насоса.

При природному відборі води з системи водопостачання тиск зменшується і реле знову включає насос. Якщо ж в системі порушена герметичність трубопроводу і тиск виявиться менше встановленого, то це реле, маючи нормально розімкнуті контакти, не включатиме насос. Для запобігання аварійної ситуації реле з нормально замкнутими контактами буде відключати насос, якщо тиск в мембранної частини бака перевищить встановлене максимальне значення.

Правильний підбір обсягу гідроакумулятора істотно впливає на тривалість його експлуатації, бо від цього залежить частота спрацьовування мембрани. Практикою встановлено наступне: якщо в системі водопостачання не більше трьох точок відбору води, досить одного гідроакумулятора з баком ємністю 24 л-якщо більше 3 точок відбору, досить бака ємністю 50 л. Якщо в будинку є каналізація, ванна та інші пристрої, що споживають воду, то необхідно розрахувати обсяг бака.

Примітка. При відстані від рівня води до гідроакумулятора, що не перевищує 8 м, можна скористатися насосною станцією, яка забезпечить і подачу води, і регулювання тиску в системі водопостачання. А насосна станція, обладнана насосом з інжектором, забезпечить доставку води з глибини, що не перевищує 40 м.

Тиск води в трубах

розрахунок тиску

Позначимо максимальний і мінімальний тиск в мембранному обсязі бака як Рmax і Рmin відповідно. Їх різниця,? Р, буде пропорційна максимальному обсягу води, що надходить з гідроакумулятора. Чим більше різниця, тим ефективніше робота гідроакумулятора. Але слід мати на увазі, що зі збільшенням? Р зростає ймовірність розриву мембрани.

Тиск повітря в мембранної камері повинно забезпечувати підйом води на максимальну висоту трубопроводу в котеджі. Якщо ця висота становить 10 м, то відповідне їй тиск дорівнює 1 бар. Мінімальний тиск для включення насоса повинно бути на 0,2 бар більше, тобто Рmin = 1,2 бар.

Для забезпечення надійного відбору води в найвищій точці відбору вимірюємо відстань від неї до місця установки гідроакумулятора (наприклад, 10 м або 1 бар) і враховуємо, що перепад тиску в крані повинен бути не менше 0,5 бар. Тобто, Рmin = 1 + 0,5 = 1,5 бар, а не 1,2 бар, як раніше було визначено.

Для визначення Рmax необхідно виходити з напірної характеристики насоса, врахувати гідравлічний опір трубопроводу, врахувати можливі варіації напруги мережі, що впливають на продуктивність насоса, і врахувати зміна продуктивності насоса в процесі експлуатації.

Це досить складний розрахунок, але практикою перевірено, що в системах водопостачання таких будівель, як котеджі, досить, щоб? Р дорівнювало 1 або 1,2 бар. Отже: Рmax = Рmin + 1.2 = 1,5 + 1,2 = 2,7 бар. Рекомендують також, щоб максимальне значення напору було на 30% менше напору насоса. Отже, виходячи з виконаного розрахунку, необхідно вибирати насос, що забезпечує мінімальний напір води, що дорівнює: Рнас = 1,3 Рmax = 1,3 2,7 3,5 бар. Визначити, який тиск в системі, можна за допомогою манометра.

Бажано вимірювати динамічний тиск, тобто тиск під час руху води по трубах. Для цього вони повинні бути максимально відкритими, мінімум два крана, і з них повинна текти вода. Великі зміни динамічного тиску протягом доби свідчать про якісь відхилення від нормального функціонування водопроводу. Тиск в системі гарячого водопостачання залежить від температури води і може істотно відрізнятися від динамічного тиску холодної води.

Вимірюючи тиск, слід враховувати і похибка, яку допускає вимірювальний прилад. Похибка залежить від класу приладу, який вказують на приладі. Наприклад, високим вважають клас 0,6, що відповідає межам допустимої похибки, що дорівнює 0,6% від показання приладу. Для побутових потреб достатньо і класу 1,5.

Вказівки по експлуатації

Перевірку працездатності системи і стану обладнання необхідно проводити не рідше 1 разу на рік. В першу чергу перевіряють наявність витоків. Після їх усунення, по манометру, що знаходиться на основному (нижньому) гидроаккумуляторе, перевіряють тиск. Воно має дорівнювати Рmin. Якщо тиск менше необхідного значення більш ніж на 10%, то за допомогою будь-якого компресора збільшуємо тиск до значення, при якому реле включення повинно включити насос. У момент спрацьовування реле (відключення насоса) заміряємо тиск відключення.

Воно не повинно відрізнятися від Рmax більш ніж на 10%. Тепер відкриваємо один з кранів і знову перевіряємо тиск, при якому насос включився, і, закривши кран, фіксуємо тиск, при якому насос відключився.

Небезпека гідравлічних ударів

Дещо детальніше потрібно розповісти про причини виникнення гідроудару та його наслідки. Рухома в трубах вода, як будь-яка маса, має інерцію, і в результаті різкого перекриття шляху руху передні шари починають ущільнюватися під дією маси води, яка ще продовжує рухатися.

Тиск води на стінки труб (ударна хвиля), зростаючи, поступово переміщається в трубах в сторону, зворотний руху води. Коли процес стиснення припиниться, почнеться процес руху ударної хвилі в зворотному напрямку. Не наводячи розрахунків, зазначимо, що швидкість поширення ударної хвилі залежить від матеріалу труби, її діаметра і товщини. Наприклад, в чавунних трубах з діаметром, рівним 50 мм, і товщиною 7 мм швидкість поширення становить 1 348 м / с, а в трубах з діаметром 600 мм і товщиною 18 мм швидкість дорівнює 913 м / с.

Для порівняння: швидкість поширення ударної хвилі в гумових трубках становить всього 30 м / с. Цікаво знати не ці величини, а наслідки, що виникають після впливу ударної хвилі, наприклад, на насос. Цілком реальна ситуація: зупинка насоса, який подавав воду в резервуар, розташований вище нього. Продовжуючи рух вгору, зона підвищеної щільності буде віддалятися від насоса, і поблизу нього утворюється простір, в якому вода буде менш щільною.

Далі, відбившись від резервуара, зона з підвищеною щільністю повернеться до насоса. Якщо не передбачити захисту у вигляді зворотного клапана, то насос почне обертатися в зворотному напрямку. Тут підстерігає нова небезпека, яка полягає в тому, що якщо зворотний клапан закриється дуже швидко, то знову виникне ударна хвиля, але поширюється в зворотному напрямку.

Для виключення виникнення зворотної хвилі час закриття клапана (Т) має бути порівнянна з часом руху хвилі до і від резервуара, тобто T = 2L / V, де L - відстань від насоса до резервуара, м- V - швидкість поширення ударної хвилі, з , яка, як нам відомо, залежить від матеріалу і розмірів труб, а для гнучкого шланга складає 30 м / с. Щоб зменшити швидкість спрацьовування зворотного клапана, застосовують клапани-гасителі.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!