Расчет расхода воды
Разделим потребители воды на две категории: одна категория потребляет воду периодически, другая — длительное время.
Первая категория включает в себя точки водораз-бора, потребляющие воду в течение максимум 10 минут, например, умывальники, кухонные мойки, туалеты и т.д. Отличительной чертой этой категории является то, что вода никогда не льется одновременно из всех кранов. Семья, состоящая из двух человек, к примеру, обычно может использовать не более двух кранов одновременно, независимо от того, сколько их имеется в доме.
Более того, стиральные и посудомоечные машины забирают воду периодически, в зависимости от установленной программы. Поэтому очевидно, что выбор насоса с очень высокой производительностью экономически невыгоден с точки зрения стоимости, т. к. он будет использован не на полную мощность.
В таблице на следующей странице представлен нормальный расход воды для различных типов потребителей при периодическом использовании. Нормальный расход — это среднее потребление воды при достаточном давлении насоса, обычно оно составляет 10 метров.
-90.jpg "Водоснабжение зданий")
Рис.91 Водоснабжение зданий
-91.jpg "Различные области расхода воды")
Рис.92 Различные области применения воды
|
Нормальный расчет расхода воды в наиболее часто используемых точках водоразбора |
||||
|
Потребители |
Нормальный расход qn |
|||
|
Холодная вода |
Горячая вода |
|||
|
л/с |
м3/ч |
л/с |
м3/ч |
|
|
Ванна |
0,3 |
1,08 |
0,3 |
1,08 |
|
Биде |
0,1 |
0,36 |
0,1 |
1,08 |
|
Душ |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
1,08 |
|
Раковина для умывания |
0,1 |
0,36 |
0,1 |
1,08 |
|
Кухонная мойка |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
1,08 |
|
Душевые, используемые одновременно (например, на предприятиях) |
0,1 |
0,36 |
0,1 |
1,08 |
|
Раковины для мытья, используемые одновременно (например, на предприятиях) |
0,03 |
0,11 |
0,03 |
0,11 |
|
Питьевые чаны для скота |
0,03 |
0,11 |
||
|
Слив писсуара |
0,4 |
1,44 |
||
|
Слив унитаза |
1,5 |
5,40 |
||
|
Краны с питьевой водой в конюшнях |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
0,72 |
|
Домашние стиральные и посудомоечные машины |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
0,72 |
|
Туалетный бачок |
0,1 |
0,36 |
||
|
ий пример |
||||
|
Потребители |
Нормальный расход qn |
|||
|
Холодная вода |
Горячая вода |
|||
|
л/с |
м3/ч |
л/с |
м3/ч |
|
|
Ванна |
0,3 |
1,08 |
0,3 |
1,08 |
|
Душ |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
1,08 |
|
Раковина для умывания |
0,1 |
0,36 |
0,1 |
1,08 |
|
Кухонная мойка |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
1,08 |
|
Домашние стиральные и посудомоечные машины |
0,2 |
0,72 |
0,2 |
0,72 |
|
Туалетный бачок |
0,1 |
0,36 |
||
|
Всего |
1,1 |
3,96 |
1,0 |
3,60 |
Полный нормальный расход составляет:
1,1 л/с (холодная вода) + 1 л/с (горячая вода) = 2,1 л/с, что соответствует 7,56 м3/ч.
-92.jpg "Диаграмма, показывающая возможный максимальный расход воды")
Рис.93 Диаграмма, показывающая возможный максимальный расход воды
Возможный максимальный расход воды
Такого расхода на практике фактически не бывает, и он рассчитывается как максимальный расход, который теоретически может иметь место.
Точка водоразбора с наибольшим нормальным расходом определяет, какую характеристику (1, 2, 3 или 4) использовать. Если наибольший нормальный расход в доме приходится на ванну (0,3 л/с), то должна быть применена характеристика №3.
По оси Х из точки 2,1 проведите вертикальную линию вверх до пересечения с кривой характеристики №3. Далее из точки пересечения выведите горизонтальную линию до пересечения с вертикальной осью Y
Для данного примера, по диаграмме, нормальным наивысшим расходом будет 0,57 л/с, что соответствует 2,05 м3/ч для всех точек водоразбора периодического использования (категория 1).
Продолжительное использование
После подсчета возможного максимального расхода из потребителей, относящихся к категории 1, добавляется нормальный расход потребителей категории 2.
|
Нормальный расход для точек водоразбора продолжительного использования |
||||
|
Потребители |
Нормальный расход qn |
|||
|
Холодная вода |
Горячая вода |
|||
|
л/с |
м3/ч |
л/с |
м3/ч |
|
|
Тепловые насосные установки для отвода тепла |
0,2 |
0,72 |
||
|
Полив сада и газона (каждый распылитель) |
0,2 |
0,72 |
||
|
Наполнение плавательного бассейна |
0,2 |
0,72 |
||
|
охлаждение молока и испарителей |
0,2 |
0,72 |
||
|
оросительные системы |
Запросить производителя |
|||
|
Максимальное потребление |
||||
|
Если в доме имеется тепловой насос (охладитель) для отвода тепла, с помощью которого происходит охлаждение летом и подогрев зимой, а также краны для поливки сада и газонов, то полное максимальное потребление будет следующим: |
||||
|
Бытовое использование |
0,57 |
2,05 |
||
|
Тепловой насос |
0,2 |
0,72 |
||
|
Полив сада |
0,2 |
0,72 |
||
|
Полное максимальное потребление |
0,97 |
3,49 |
||
К категории 2 относятся потребители, которые расходуют воду более 10 минут. Например, краны для полива сада и газонов.
Фактический напор насоса
На работу центробежного насоса при перекачивании воды оказывают влияние несколько факторов:
- Высота всасывания (от поверхности воды до насоса)
- Потери на трение во всасывающем трубопроводе и клапане
- Высота от насоса до наивысшей точки водораз-бора
- Потери на трение в напорном трубопроводе (в зависимости от производительности)
- Необходимое минимальное давление в кранах (в зависимости от фитингов)
-93.jpg "Фактический напор насоса")
Рис.94 Фактический напор насоса
При подсчете фактического напора насоса должна быть использована величина максимального водо-потребления, в данном случае 0,97 л/с (3,49 м3/ч).
В этом случае мы рекомендуем насос типа CR с трубным присоединением 11'' и 11 обратным клапаном. Потери на трение представлены на следующей странице.
-94.jpg "Потери напора во всасывающем и обратном клапанах типа BVF и MVF.")
Рис.95 Потери напора во всасывающем и обратном клапанах типа BVF и MVF.
|
Виды потерь (см. рис. 97, 98 и 99) |
Потери в метрах |
|
Потери на трение во всасывающем клапане |
0,80 |
|
Потери на трение в 8 метровой 11'' всасывающей трубе составляют 8 х 0,08 м |
0,64 |
|
Потери на трение в 60 метровом 11'' напорном трубопроводе: • Прямые участки труб: 60 х 0,08 м • 6 колен, 3 клапана 0,05 (6 х 0,05 + 3 х 1,5) |
4,80 0,38 |
|
Потери на трение в фитингах верхних кранов (установленные производителем при расходе 0,2 л/с) |
2,00 |
|
Высота всасывания (от уровня воды до насоса) |
6,05 |
|
Высота от насоса до наивысшей точки водоразбора |
21,50 |
|
Необходимое минимальное давление в кране (установленное производителем при расходе 0,2 л/с) |
10,00 |
|
Фактический напор насоса при 3,49 м3/ч |
46,17 |
-95.jpg "Потери давления в горячих оцинкованных стальных трубах с отложениями")
Рис.96 Потери давления в горячих оцинкованных стальных трубах с отложениями
Диаграммы потерь на трение
Данная таблица и диаграммы для расчета потерь на трение на прямых участках трубопровода и таких участках, как клапаны, колена и т. д., не обязательно идентичны тем, которые Вы используете в своих расчетах, но принципы их совпадают. Вы можете использовать тот вариант, который считаете наиболее подходящим для себя.
На практике 80% продаваемых насосов устанавливаются взамен старых, отработавших свой срок. При подборе насоса для замены часто остаются неизвестными такие параметры системы, как возраст труб, тип обратного клапана в скважине, тип водопроводных кранов в доме и уровень отложений ржавчины и ила в трубах. Поэтому необходимо предугадать эти факторы для более точного определения коэффициентов трения.
Во-первых, вы должны узнать тип насоса, который был прежде в данной установке. На основе полученной информации, Вы сможете определить тип нового насоса.
Если нет достаточной информации по старому насосу, Вы должны узнать, с какой глубины насос должен качать воду (например, 6,05 м) и какое расстояние от насоса до верхней точки водоразбора (в примере 21,5 м). Затем добавьте 10 метров, соответствующих необходимому давлению в верхней точке водоразбора. После этого определяем общий напор: 6,05 + 21,5 + 10 = 37,55 метров, к этому значению нужно добавить примерно 30%, равных 11,26 метра, запас на потери на трение во всасывающем клапане, трубопроводе, присоединениях и т. д.
Таким образом, фактический напор насоса будет равен: 37,55 + 11,26 = 48,81 метра.