Системы внутреннего холодного и горячего водоснабжения

8. Расчет водопроводной сети горячей воды

8.1. Гидравлический расчет систем горячего водоснабжения следует производить на расчетный расход горячей воды

с учетом циркуляционного расхода, л/с, определяемого по формуле

(14)

где — коэффициент, принимаемый: для водонагревателей и начальных участков систем до первого водоразборного стояка по обязательному приложению 5;

для остальных участков сети — равным 0.

8.2. Циркуляционный расход горячей воды в системе , л/с, следует определять по формуле

(15)

где — коэффициент разрегулировки циркуляции;

— теплопотери трубопроводами горячего водоснабжения, кВт;

— разность температур в подающих трубопроводах системы от водонагревателя до наиболее удаленной водоразборной точки, °С.

Значения и в зависимости от схемы горячего водоснабжения следует принимать:

для систем, в которых не предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам, величину следует определять по подающим и разводящим трубопроводам при = 10°С и = 1;

для систем, в которых предусматривается циркуляция воды по водоразборным стоякам с переменным сопротивлением циркуляционных стояков, величину следует определять по подающим разводящим трубопроводам и водоразборным стоякам при = 10°С и = 1; при одинаковом сопротивлении секционных узлов или стояков величину следует определять по водоразборным стоякам при = 8,5°С и = 1,3;

для водоразборного стояка или секционного узла теплопотери следует определять по подающим трубопроводам, включая кольцующую перемычку, принимая = 8,5°С и = 1.

8.3. Потери напора на участках трубопроводов систем горячего водоснабжения следует определять:

для систем, где не требуется учитывать зарастание труб, — в соответствии с п.7.7;

для систем с учетом зарастания труб — по формуле

(16)

где i — удельные потери напора, принимаемые согласно рекомендуемому приложению 6;

— коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях, значения которого следует принимать:

0,2 — для подающих и циркуляционных распределительных трубопроводов;

0,5 — для трубопроводов в пределах тепловых пунктов, а также для трубопроводов водоразборных стояков с полотенцесушителями;

0,1 — для трубопроводов водоразборных стояков без полотенцесушителей и циркуляционных стояков.

8.4. Скорость движения воды следует принимать в соответствии с п. 7.6.

8.5. Потери напора в подающих и циркуляционных трубопроводах от водонагревателя до наиболее удаленных водоразборных или циркуляционных стояков каждой ветви системы не должны отличаться для разных ветвей более чем на 10%.

8.6. При невозможности увязки давлений в сети трубопроводов систем горячего водоснабжения путем соответствующего подбора диаметров труб следует предусматривать установку регуляторов температуры или диафрагм на циркуляционном трубопроводе системы.

Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм. Если по расчету диаметр диафрагм необходимо принимать менее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать установку кранов для регулирования давления.

Диаметр отверстий регулирующих диафрагм рекомендуется определять по формуле

(17)

или по номограмме 6 рекомендуемого приложения 4.

8.7. В системах с одинаковым сопротивлением секционных узлов или стояков суммарные потери давления по подающему и циркуляционному трубопроводам в пределах между первым и последним стояками при циркуляционных расходах должны в 1,6 раза превышать потери давления в секционном узле или стояке при разрегулировке циркуляции = 1,3.

Диаметры трубопроводов циркуляционных стояков следует определять в соответствии с требованиями п. 7.6 при условии, чтобы при циркуляционных расходах в стояках или секционных узлах, определенных в соответствии с п. 8.2, потери давления между точками присоединения их к распределительному подающему и сборному циркуляционному трубопроводам не отличались более чем на 10%.

8.8. В системах горячего водоснабжения, присоединяемых к закрытым тепловым сетям, потери давления в секционных узлах при расчетном циркуляционном расходе следует принимать 0,03-0,06 МПа (0,3-0,6 кгс/кв.см).

8.9. В системах горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором из трубопроводов тепловой сети потери давления в сети трубопроводов следует определять с учетом напора в обратном трубопроводе тепловой сети.

Потери давления в циркуляционном кольце трубопроводов системы при циркуляционном расходе не должны, как правило, превышать 0,02 МПа (0,2 кгс/кв.см).

8.10. В душевых с числом душевых сеток более трех распределительный трубопровод следует, как правило, предусматривать закольцованным.

Одностороннюю подачу горячей воды допускается предусматривать при коллекторном распределении.

8.11. При зонировании систем горячего водоснабжения допускается предусматривать возможность организации в ночное время естественной циркуляции горячей воды в верхней зоне.

Какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме — снаружи и внутри

Прокладка внутреннего трубопровода является одним из важных этапов работ после строительства индивидуального жилья. При отсутствии плана или самостоятельном монтаже часто приходится решать задачу, какой диаметр трубы выбрать для водоснабжения в частном доме.

Стоит отметить, что для точного нахождения трубных диаметров необходимо учитывать широкий ряд факторов, пользоваться табличными данными или формулами для расчетов. С другой стороны, задача не столь сложна, если воспользоваться стандартными методами определения размеров труб по многократно проверенным рекомендациям специалистов.

Рис. 1 Варианты устройства в доме внутреннего водопровода

Требования к трубам водоснабжения и их разновидности

В индивидуальных домах для подачи горячей и холодной воды используют несколько разновидностей труб. Их физические параметры обеспечивают длительный эксплуатационный срок при заданных температурных и напорных характеристиках рабочей среды.

Основные требования к трубопроводам по СНиП 2.04.01-85:

• Они должны выдерживать рабочее давление в сети не менее 4,5 бар при температуре холодной воды 20 °С в течение 50 лет эксплуатации.
• При постоянной температуре горячей воды около 75 °С расчетный эксплуатационный срок трубопровода не должен опускаться ниже 25 лет.

СНиП 2.04.01-85 также устанавливает, каким должен быть внутренний водопровод. Он допускает применение полимерных труб из полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полибутилена (ПБ), металлопластика, стеклопластика, прочих пластиков и их композитных соединений.

Из металлов допускается прокладывать трубопроводы из меди, бронзы, латуни, стали с наружным и внутренним антикоррозионным покрытием.

При использовании в горячем водоснабжении данным условиям удовлетворяют не все трубы, поэтому часто трубопроводы с горячей и холодной водой монтируют из разных материалов.

Несмотря на широкий ряд труб, разрешенных для укладки внутреннего водопровода, их применение ограничивает следующий важный фактор.

Внутренний трубопровод должен иметь наименьшую теплопроводность, чтобы исключить нагрев холодной и остывание горячей воды.

В итоге в списке труб, из которых можно сделать водопровод, должны отсутствовать все металлические изделия. Также не подойдут и полимеры, армированные металлами — полипропилен с алюминиевой оболочкой и металлопластик.

Если исключить из рассмотрения редкие и соответственно малоиспользуемые трубы из полибутилена, стеклопластика, клеевого поливинилхлорида, то ответ на вопрос, какие трубы лучше выбрать для водоснабжения, станет очевиден.

Используемыми останутся два вида труб, и это полипропилен ПП и полиэтилен низкого давления ПНД. Каждый из этих материалов благодаря толстым стенкам имеет низкую теплопроводность — 0,25 Вт/м·°С у полипропилена и 0,32 Вт/м·°С у полиэтилена низкого давления.

Рис. 2 Примеры прокладки наружной водопроводной магистрали

Какой диаметр задают для измерений

Так как каждая трубная оболочка имеет наружный и внутренний диаметр, при их задании может возникнуть путаница. Любому пользователю, вплотную занимающемуся прокладкой водопровода, следует знать, что трубы из металлов и пластиков измеряют по-разному.

Диаметр металлических труб задается их внутренним проходным каналом, его называют номинальным или условным. Связано это с тем, он привязан к ближайшему значению из стандартизированного ряда и не соответствуют реальной величине. Пример стандартного числового ряда условных диаметров стальных труб: 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65 мм.

Иногда диаметры стальных трубопроводов указывают в дюймах с дробными долями, соотнося их с размерами миллиметрах: 1/2 — 15 мм, 3/4 — 20 мм, 1 — 25 мм, 1 1/4 — 32 мм, 1 1/2 — 40 мм.

Размеры всех полимерных труб задают их наружным диаметром в миллиметрах. Они должны соответствовать стандартному числовому ряду, его фрагмент: 20, 25, 32, 40, 50, 63, 75, 90, 110 мм.

Этот показатель точно соответствует размерам в миллиметрах и не задается в дюймах.

В маркировке полипропиленовых труб всегда указывается толщина стенки, благодаря чему несложно вычислить диаметр проходного канала. Это может быть важно при проведении гидравлических расчетов.

Иногда на них ставят символ SDR, равный результату от деления наружного диаметра на толщину стенки. Чем ниже SDR, тем более толстостенной считается пластиковая труба.

Стоит отметить, что в отличие от стальных, размеры труб из меди и нержавейки задают их наружным диаметром.

Трубы PN10 для холодной воды, рабочая температура 20 º С давление 10 атм., отрезки 4 м

Размер мм Наружный диаметр мм Толщина стенки мм Водоемкость л/м 20 х 1,9 20 1,9 0,206 25 х 2,3 25 2,3 0,327 32 х 3,0 32 3,0 0,531 40 х 3,7 40 3,7 0,834 50 х 4,6 50 4,6 1,307 63 х 5,8 63 5,8 2,075 75 х 6,9 75 6,9 2,941 90 х 8,2 90 8,2 4,254 110 х 10,0 110 10,0 6,362

Таблица 1. Размеры полипропиленовых труб для холодной воды

Трубы PN16 для горячей воды, рабочая температура 60°С, давление 10 атм., отрезки 4 м

Размер мм Наружный диаметр мм Толщина стенки мм Водоемкость л/м 20 х 2,8 20 2,8 0,206 25 х 3,5 25 3,5 0,327 32 х 4,5 32 4,4 0,531 40 х 5,6 40 5,5 0,834 50 х 6,9 50 6,9 1,307 63 х 8,7 63 8,6 2,075 75 х 10,24 75 10,3 2,941 90 х 12,5 90 12,3 4,254 110 х 15,2 110 15,1 6,362

Таблица 2. Размеры полипропиленовых труб для горячей воды

Особенности полипропиленовых труб

Трубы из полипропилена занимают лидирующее положение по широте использования в водопроводах частных домов и коммунальных квартир. Им нет достойных конкурентов по стоимости, простоте монтажа и практичности при прокладке магистралей холодного водоснабжения (ХВС). Основной недостаток полипропилена — высокий коэффициент линейного расширения при нагревании, в данном случае не является важным фактором.

В трубопроводах горячего водоснабжения (ГВС) обычный полипропилен не применяют из-за недостаточной термостойкости и высокого коэффициента линейного удлинения.

Там лучше использовать соэкструзированный материал, представляющий собой полипропиленовую трубу с внутренней стекловолоконной оболочкой. Стекловолокно повышает термостойкость всей трубы и уменьшают ее тепловое расширение.

Полипропиленовые трубы соединяют пайкой, если стыкуют два отрезка одинакового диаметра, сверху на них одевают, в зависимости от монтируемого узла, муфту, отвод или тройник. Такой способ соединения называется раструбным. Благодаря этому методу проходное сечение полипропиленового трубопровода на всех участках остается неизменным. Благодаря большому количестве различных полипропиленовых фитингов, можно спаять практически любой узел. При стыковке трубных отрезков разных диаметров используют переходные муфты.

При одинаковых наружных размерах диаметр проходного канала ПП-труб намного меньше, чем у металлических или полимерных аналогов из сшитого полиэтилена.

Что касается напорных характеристик, то обычный полипропилен выдерживает давление от 10 (PN10) до 20 (PN20) бар в течение всего эксплуатационного срока. Армированный стекловолокном трубопровод может работать длительный период при напоре рабочей среды до 20 (PN20) или 25 (PN25) бар в условиях повышенных температур.

Рис. 3 Размеры труб из полиэтилена

Трубы из полиэтилена низкого давления

Трубы из ПНД используют для наружной прокладки водопроводов. Их выпускают в отрезках и бухтах диаметров, соответствующих стандартному числовому ряду.

Существует несколько марок полиэтилена в зависимости от его внутренней структуры, трубы изготавливают из ПЭ-80 и ПЭ-100, лучший из них последний.

В отличие от полипропиленовых, у ПНД-труб толщина стенки может варьироваться в более широких границах. Для них также установлено размерное соотношение наружного диаметра к толщине стенки SDR, и оно может быть разным в диапазоне от 2,5 до 41.

ПНД-трубы рассчитаны на транспортировку воды с температурой, не превышающей 40 °С. Понятно, что их используют только в системах холодного водоснабжения.

Что касается напорных характеристик, то давление, которое может выдержать ПНД труба, лежит в диапазоне от 2,5 до 25 бар и напрямую зависит от SDR.

ПНД трубы соединяют при помощи компрессионных наружных муфт, так что их внутренний диаметр на всем протяжении трубопроводной магистрали остается неизменным.