Гидравлический расчет для подбора трубопроводов методы проведения

Как уменьшить давление воды в водопроводе

Слишком высокое давление в трубопроводе может привести к разрушению труб и выходу из строя техники бытового назначения.

Всем известно страшное слово «гидроудар», в результате которого начинают капать краны, появляются свищи на трубе и пр.

Защитить внутриквартирную водопроводную сеть от подобных неприятностей можно с помощью небольшого устройства – редуктора давления воды.

Приборы бытового назначения настроены на входное давление не более 60 бар. На выходе редуктор может поддерживать давление от 0,5 до 6 бар.

Регулятор давления воды в водопроводе можно установить на входе водопровода в квартиру или перед бытовой техникой – бойлером, стиральной машиной и прочими аппаратами, плохо переносящими высокое давление.

Последовательность выполнения гидравлического расчета

1. Выбирается главное циркуляционное кольцо системы отопления (наиболее невыгодно расположенное в гидравлическом отношении). В тупиковых двухтрубных системах это кольцо, проходящее через нижний прибор самого удаленного и нагруженного стояка, в однотрубных – через наиболее удаленный и нагруженный стояк.

Например, в двухтрубной системе отопления с верхней разводкой главное циркуляционное кольцо пройдет от теплового пункта через главный стояк, подающую магистраль, через самый удаленный стояк, отопительный прибор нижнего этажа, обратную магистраль до теплового пункта.

В системах с попутным движением воды в качестве главного принимается кольцо, проходящее через средний наиболее нагруженный стояк.

2. Главное циркуляционное кольцо разбивается на участки (участок характеризуется постоянным расходом воды и одинаковым диаметром). На схеме проставляются номера участков, их длины и тепловые нагрузки. Тепловая нагрузка магистральных участков определяется суммированием тепловых нагрузок, обслуживаемых этими участками. Для выбора диаметра труб используются две величины:

а) заданный расход воды;

б) ориентировочные удельные потери давления на трение в расчетном циркуляционном кольце R_ср.

Для расчета R_cp необходимо знать длину главного циркуляционного кольца и расчетное циркуляционное давление.

3. Определяется расчетное циркуляционное давление по формуле

, (5.1)

где– давление, создаваемое насосом, Па. Практика проектирования системы отопления показала, что наиболее целесообразно принять давление насоса, равное

, (5.2)

где

– сумма длин участков главного циркуляционного кольца;

– естественное давление, возникающее при охлаждении воды в приборах, Па, можно определить как

, (5.3)

где– расстояние от центра насоса (элеватора) до центра прибора нижнего этажа, м.

Значение коэффициента можно определить из табл.5.1.

Таблица 5.1 – Значение в зависимости от расчетной температуры воды в системе отопления

(),C	, кг/(м3К)
85-65	0,6
95-70	0,64
105-70	0,66
115-70	0,68

– естественное давление, возникающее в результате охлаждения воды в трубопроводах .

В насосных системах с нижней разводкой величинойможно пренебречь.

Определяются удельные потери давления на трение

, (5.4)

где к=0,65 определяет долю потерь давления на трение.

5. Расход воды на участке определяется по формуле

(5.5)

гдеQ – тепловая нагрузка на участке, Вт:

(t_г – t_о) – разность температур теплоносителя.

6. По величинамиподбираются стандартные размеры труб .

6. Для выбранных диаметров трубопроводов и расчетных расходов воды определяется скорость движения теплоносителя v и устанавливаются фактические удельные потери давления на трение R_ф.

При подборе диаметров на участках с малыми расходами теплоносителя могут быть большие расхождения междуи. Заниженные потерина этих участках компенсируются завышением величинна других участках.

7. Определяются потери давления на трение на расчетном участке, Па:

. (5.6)

Результаты расчета заносят в табл.5.2.

8. Определяются потери давления в местных сопротивлениях, используя или формулу:

, (5.7)

где– сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке .

Значение ξ на каждом участке сводят в табл. 5.3.

Таблица 5.3 – Коэффициенты местных сопротивлений

№ п/п	Наименования участков и местных сопротивлений	Значения коэффициентов местных сопротивлений	Примечания

9. Определяют суммарные потери давления на каждом участке

. (5.8)

10. Определяют суммарные потери давления на трение и в местных сопротивлениях в главном циркуляционном кольце

. (5.9)

11. Сравнивают Δр с Δр_р. Суммарные потери давления по кольцу должны быть меньше величины Δр_р на

. (5.10)

Запас располагаемого давления необходим на неучтенные в расчете гидравлические сопротивления.

Если условия не выполняются, то необходимо на некоторых участках кольца изменить диаметры труб.

12. После расчета главного циркуляционного кольца производят увязку остальных колец. В каждом новом кольце рассчитывают только дополнительные не общие участки, параллельно соединенные с участками основного кольца.

Невязка потерь давлений на параллельно соединенных участках допускается до 15% при тупиковом движении воды и до 5% – при попутном.

Таблица 5.2 – Результаты гидравлического расчета для системы отопления

На схеме трубопровода

По предварительному расчету

По окончательному расчету

Номер участка

Тепловая нагрузка Q, Вт

Расход теплоносителя G, кг/ч

Длина участка l,м

Диаметрd, мм

Скоростьv, м/с

Удельные потери давления на трение R, Па/м

Потери давления на трение Δр_тр, Па

Сумма коэффициентов местных сопротивлений∑ξ

Потери давления в местных сопротивлениях Z

d, мм

v, м/с

R, Па/м

Δр_тр, Па

∑ξ

Z, Па

Rl+Z, Па

Занятие 6

Давление в автономных системах водоснабжения

В частном домостроении распространена организация автономного водоснабжения. Правила и нормы, предъявляемые к таким системам, не отличаются от норм, предъявляемых к строительству многоквартирных домов.

Вне зависимости от принципиальной схемы водоснабжения: самотечной, с применением или без гидроаккумулятора давление на вводе должно быть в диапазоне от 0,10 до 0,45 МПа. Иными словами, располагаемый напор на вводе должен быть не менее 10 метров.

Таким образом, индивидуальный застройщик может избежать многих проблем, связанных с недостаточным напором. Данные нормативы приведены для одноэтажного строения. На каждый дополнительный этаж минимальный располагаемый напор должен быть увеличен на 5 м.

Формула расчета минимального располагаемого напора водыИсточник Eurobion.info

Ввод холодной воды в котельную с последующий разводкой в дом и гараж.

Как увеличить давление воды

Существует множество причин, почему в системе водоснабжения не получается достичь хорошего давления. Среди них проблемы со скважиной, износ трубопроводов, скрытые неисправности оборудования и многое другое.

В случае с квартирой, повышение давления в системе холодного водоснабжения практически невозможно. За границей получило распространение решение с дополнительным повысительным насосом, но в России отсутствуют правовые предпосылки для его установки.

Внешний вид грамотно укомплектованного узла ввода воды частного домаИсточник Sovet-ingenera.com

В случае с индивидуальным домостроением вариантов решения проблемы может быть множество. В подавляющем большинстве случаев падение давления связано с неисправностью оборудования и износом («зарастанием») системы водоснабжения. Ориентировочно, место неисправности можно определить по показаниям манометра, установленного в непосредственной близости от гидроаккумулятора или насосной станции. Если его показания находятся в пределах нормы, то обслуживания требует внутренняя система водоснабжения дома. В случае низкого давления на вводе причиной может послужить:

Проблема со скважной: заиливание, истощение водоносного слоя, ошибки при бурении скважины.
Неисправность скважинного насоса: короткое замыкание, засорение и др.
Неисправность гидроаккумулятора: потеря герметичности эластичной резиновой груши, недостаточное количество воздуха и др.
Неисправности электрооборудования: короткое замыкание в цепи управления насосом, взрыв пускового конденсатора, неисправность реле давления и др.

Конкретная причина определяется путём тщательной диагностики всех элементов системы водоснабжения.

Права потребителя

Жители многоквартирных и частных домов, получающих холодную и горячую воду посредством централизованной системы, могут получить перерасчет платы за некачественно оказанную коммунальную услугу. «Некачественным» считается давление, отличающееся по значению на 25% и более от нормативного.

Замер давления производится специалистом водоснабжающей организации с помощью манометра, присоединенного к системе ХВС или ГВС посредством гибкого шлангаИсточник Stroidom-shop.ru

Учитывая широкие диапазоны нормативного давления: 0,03-0,6 МПа для ХВС и 0,03-0,45 МПа для ГВС, получение компенсации становится практически невозможным.

Кроме этого, для получения компенсации, должно быть соблюдены формальности:

Замер должен производиться в присутствии всех заинтересованных сторон: жильца, а также представителей, ДУК/ЖЭК и водоснабжающей организации.
Замер должен проводиться в период утреннего (7–9 часов) или вечернего (19–22 часов) пиков потребления воды. В большинстве случаев водоснабжающая организация отказывает в замерах в это время, так как оно зачастую является нерабочим. Замеры в иное время не имеют смысла, так как потребление воды минимально, а давление в ней практически наверняка будет соответствовать нормативу.

12 ошибок при вводе воды в дом.

Причины низкого напора в водоснабжении

В загородные дома вода в водопроводную сеть поступает из колодцев или скважин. Если система полностью автономна, то для создания нужного напора нужно учитывать два момента:

необходимость обеспечения подъема воды;
важно производить верно гидравлический расчет и правильно его реализовать на практике — обеспечить необходимое давление в удаленных от водосбора точках и точках, располагающихся на разной высоте.

Из этого вытекает две основные проблемы индивидуальных водопроводов.

Не хватает ресурсов скважины — дебит отверстия не позволяет поддерживать нормальное давление, а , следовательно, повысить напор.
Воды в скважине достаточно много, поэтому насосы могут нагнетать высокое давление (до 6 бар), что может привести к разрывам соединений, протечкам, быстрому износу оборудования.

В первом случае насосы качают жидкость, создавая ее циркуляцию до возникновения определенного давления, однако со временем оно ослабевает. Во втором случае нужно подобрать насос с производительностью, которая равна суточной норме потребления воды.

От дебита скважины напрямую зависит напор воды в трубопроводе и ее литраж, поставляемый за одну откачку

Тем не менее, большинство владельцев частных домов волнует вопрос, как грамотно повысить давление в собственном водопроводе, а не понизить его, ведь необходимым дебитом для создания высокого давления обладают лишь некоторые артезианские скважины. Большинство все же отверстий генерируют слабый напор воды, а то и вовсе не способны производить какое-либо давление.

Если в доме используются стандартные бытовые приборы, то достаточно поднять давление до 2.3-2.5 бар — этого волне хватит для их бесперебойного одновременного функционирования с хорошим напором. Если в доме предусматривается джакузи или система полива, то здесь необходимо более высокое давление.

Для измерения давление используется прибор манометр. Его покупают отдельно и встраивают на точке входа воды в дом. Также туда же устанавливают счетчик воды. Некоторое оборудование идет в комплектации с манометром. Например, обогревательный котел, если предусматривается ГСВ.

Принцип регулировки давления водопроводных сетей частных домов такой же, как и автономной системы, отличается сеть лишь размерами

Простой манометр имеет шкалу от 0 до 7, что позволяет установить его в квартире, частном доме.

Давление воды в водопроводе в квартире: норматив СНиП (СП) и ГОСТ 2022

Нормы давления воды в квартире – непременное условие нормального функционирования бытовых приборов, работа которых происходит с водопотреблением. При минимальном многие из них – посудомоечные и стиральные машины, джакузи и массажные души просто не будут работать, и это заранее оговорено в инструкции по применению.

Формула расчета напора по ГОСТу

Однако и чрезмерный показатель, ограниченный цифрами максимального предела, тоже не будет лучшим из вариантов. Предельный напор приводит к быстрой деструкции даже недавно установленного водопровода.

В данном случае нарушается цельность стыковочных швов, выдавливаются заглушки и сальники. При изношенном состоянии водопровода могут ломаться краны и даже разрываться трубы в квартире или по дороге к точкам водоразбора.

Нормы расхода

Чем опасны отклонения от нормативов

Собирая сведения, какое рабочее давление воды в центральной системе водоснабжения должно быть в доме по нормам, важно понимать, что несоблюдение нормативов может привести к возникновению многочисленных проблем. Так, при чрезмерно высоких показателях:

нарушается целостность соединительных элементов;
повреждается керамика;
ломаются клапаны и иные устройства, имеющие подводку к сети.

Недостаток p, в свою очередь, способен спровоцировать бытовые сложности. Принимать душ, мыть посуду при слабом водонапоре — то еще удовольствие. А некоторые приборы в такой ситуации вообще перестают функционировать.

Чтобы устранить неисправности, следует в первую очередь определить, почему они возникают. Только после этого необходимо принять меры по устранению недочетов.

Нормативы давления в водопроводе в квартирах

Нужно понимать, что высокое давление опасно для проживающих людей в конкретной недвижимости, а низкое мешает нормальной жизнедеятельности граждан. Минимальный показатель напрямую зависит от того многоквартирный и многоэтажный ли это дом или земельный участок.

В МКД

Организации и проверяющие компании делают постоянные замеры, чтобы соблюдать нормативные акты. Хозяин квартиры также может самостоятельно измерить напор и убедиться, что коммунальщики исполняют свои обязательства добросовестно. Постановлением Правительства утверждено, что давление воды в водопроводе многоквартирного дома должно находиться на уровне не меньше 3 бар, а в частном секторе не менее двух.

Если для низкого строения водонаборный столб не может находиться на отметке ниже 10 м, то в МКД для каждого этажа определен дополнительный показатель ещё 4 м. Соответственно, на 2 эт. давление в стояке должно поднимать воду на 14-метровую высоту, а на третьем – 18.

Если потребление идет по минимуму, то допускается значение в 3 м. Когда дело касается отдельных приборов, то в трубе, которая подведена:

к рукомойнику с краном и смесителю – 2 м;
в ванной комнате – 3 м;
в смывном бочке унитаза – более 4 метров.

Холодное водоснабжение (ХВС)

Использование сантехники жителем МКД

У холодной воды параметр более низкий, чем у ГВС. СНИПом установлено, что для ХВД значение может составлять 0,3-6 атмосфер. Поэтому любая цифра, которая удовлетворяет это интервал, будет считаться нормой. Если самостоятельный замер показал данные намного больше или меньше, то нужно обращаться с претензией в Водоканал, либо управленческую организацию.

Горячее водоснабжение (ГВС)

Оптимальные цифры по водоснабжению важны, т. к. речь идет также об отоплении помещений. СНиПом установлено, что для ГВД параметр должен находиться в пределах 0,3-4,5 атмосферы, но в ночной период допускается снижение.

Определить напор можно самостоятельно, но если он будет полностью отсутствовать, то требуется незамедлительное обращение в УК, особенно когда водяной поток сильный и давление начинает передавливать систему.

В частном доме

Норма для дома, который стоит на земельном участке – 2 атмосферы. Подавать воду на частные территории также должны согласно нормам, в т. ч. имеет значение этажность, если постройка состоит из нескольких уровней. Перепад давления или плохой напор может вызвать негативные последствия для системы в целом и бытовых приборов.

Именно поэтому сотрудники УК должны постоянно проверять и замерять данные в трубопроводе. В организации формируется рабочий отдел, отвечающий за ведение статистики по давлению воды. Дополнительно в его обязанности входит реагировать на срочные вызовы.

Чем регламентируются

Порядок регулирования параметров водопроводных систем в малоэтажных и высотных многоквартирных домах относится к строительной сфере и описан в нормах и правилах, разработанных Госстроем СССР в 1985 г. и в дальнейшем дополненных. Краткое наименование документа — СНИП 2.04.01-85, он характеризует организацию внутреннего водопровода и канализации в жилых и административных постройках различной этажности.

В многоквартирном доме

Особенности организации подачи холодной и горячей воды в здания связаны с выбором правильных значений давления в месте подключения и устройством системы трубопроводов, чтобы обеспечить нормальный поток в верхней части дома и исключить избыточный напор в подвале и на первых этажах. Равномерное течение воды в трубах по всей высоте здания обеспечивается дополнительной регулировкой.

Схема водоснабжения в многоквартирном доме

Правильно рассчитать схему водоснабжения можно на основании следующих показателей:

высота этажа и их количество в здании: при отклонении высоты по перекрытиям от нормативных 4 м, расчет должен проводиться с учетом фактических параметров;
минимальное давление для сооружений подобного типа: для жилых домов — 1 атм., к производственным и складским помещениям применяются особые требования;
дополнительная информация о запланированном сверхнормативном потреблении, например, размещение бассейна на цокольном этаже.

В результате расчетов входного давления и его распределения по высоте получают требования к организации трубопроводов, их диаметрам и средствам регулировки для обеспечения нормативных значений входного потока.

В частном доме

Схема водоснабжения в частном доме

Оптимальное распределение давления в частном доме низкой этажности — более простая задача, чем проектирование трубопроводной системы в многоэтажке. Расчет делается при закладке фундамента. Если здание выше 20 м и водопровод планируется организовать по всей высоте, необходим расчет потребления по аналогии с проектированием многоэтажного дома.

Как повысить давление ↑

Перед тем, как приступить к самостоятельному проектированию системы нормализации давления, следует в обязательном порядке обратиться в службу ЖЭК.

Его представители, согласно полученной жалобы, обязаны провести измерительные работы и составить соответствующий документ.

Но на практике эта схема практически не работает. Что же предпринимать в таких случаях, да и нужны ли какие-либо самостоятельные действия?

Негативные факторы:

при нестабильном показателе давления возможно возникновение гидравлического удара. Его последствия зачастую очень пагубны – нарушение целостности трубопровода, выход из строя сантехнических приборов;
работа бытовых приборов, потребляющих воду. Это относится к стиральным и посудомоечным машинам. Для их нормального функционирования давление в водопроводе не должно быть меньше 0,4 атм. В противном случае возникаю отказы в работе и поломки;
уровень комфорта. При слабом напоре довольно проблематично принять душ или банально вымыть посуду.

Рассмотрим самый распространенный случай, когда давление существенно ниже нормы. Для нормализации можно предпринять следующие методы.

Что это такое?

Чтобы водопровод исправно функционировал, службы водоканала постоянно поддерживают в нем определенное давление.

Напор измеряется физической величиной, равной силе воздействия воды на стенки трубопровода.

С помощью него от водоснабжения добиваются такого состояния, при котором он будет полноценно функционировать без риска наступления аварийных ситуаций:

прорыва труб,
запорной арматуры
различного сантехнического оборудования.

Справка! В народе давление называют напором. И хоть эти понятия не тождественны, но суть их одинакова. Напор – это одно из многих его обозначений.

Как измерить давление воды в водопроводе

Теоретические знания нормативных значений, касающихся водонапора, позволяют переходить к практике, дающей ответ на вопрос, как измерять в домашних условиях давление воды в кране или других водоразборных точках квартиры.

С помощью стационарного манометра

Основным прибором для замеров давления в водопроводных коммуникациях является манометр. Существует несколько видов устройств этого назначения, отличающихся конструктивно и по принципу работы.

Наиболее распространённым типом прибора для снятия показаний давления воды является механический манометр. Он надёжен в эксплуатации, имеет легко читаемую шкалу значений и информационный циферблат

Часто контроль давления воды в квартире ограничивается показаниями прибора, установленного на границе отсекающей внутриквартирный и центральный трубопроводы. Однако в реальности показания такого манометра будут являться не совсем корректными и принимаемыми с некоторыми погрешностями.

Это обусловлено тем, что не учитываются все потери давления на элементах внутренней разводки квартиры (фильтры, тройники, запорная и регулирующая арматура). Кроме этого, на свободный напор воды оказывают влияние повороты и участки с изменением сечений трубопроводов.

Поэтому лучшим вариантом является оснащение манометрами всех входов точек потребления воды в квартире. Это вполне доступно на этапах строительства жилья или в ходе ремонтных работ по замене трубопроводов водоснабжения.

Отсутствие стационарно установленных приборов не лишает потребителя возможности произвести замер водяного давления в любой водоразборной точке другими способами.

С помощью переносного манометра

Особенностью переносного измерительного прибора является его универсальность и возможность несложной установки на трубопроводах и такого же простого демонтажа.

Применение данного метода позволяет измерять водяное давление непосредственно на входе каждого сантехнического прибора, влияющего на её напор.

Собрать мобильный манометр можно своими руками, усовершенствовав покупной заводской прибор. Для этого необходимо: 1 — обычный водяной манометр со шкалой до 6 бар; 2 — резьбовой удлинитель; 3 —переходник с резьбы манометра 3/8 дюйма на полудюймовую резьбу удлинителя

Для уплотнения резьбовых соединений используется фум-лента.

Наиболее удобной точкой подключения для проведения замера давления воды является душ.

Алгоритм проведения измерений следующий:

Душевая лейка откручивается от шланга.
На шланг монтируется манометр.
Открывается кран на душе.
Замеряется давление.

Для снятия корректных показаний прибора необходимо в процессе замера избавиться от воздушной пробки. Устраняется она путем нескольких переключений смесителя с крана на душ или открытием и закрытием другого крана в системе водопровода.

Напор воды в течение суток может колебаться, поэтому для достоверности снимаемых показаний измерения рекомендуется производить несколько раз, в том числе в период пикового разбора воды.

Без специального прибора

Данный способ позволяет с определённой степенью погрешности измерить давление воды в точке подключения к сантехприборам без использования специальных измерительных устройств.

Для проведения замеров необходимо приобрести прозрачный шланг/трубку ПВХ по длине около двух метров и с диаметром, позволяющим подключить его к водопроводному крану

Эксперимент с использованием прозрачного ПВХ шланга проводится по следующей методике:

Шланг одним концом подключается к точке разбора, выставляется и, желательно, фиксируется в вертикальном положении.
Открывается кран и трубка заполняется водой до отметки, соответствующей нижней части крана (нулевой уровень).
Верхнее отверстие герметично закрывается.
Открывается на максимальный напор водопроводный кран.
Измеряется высота водяного столба от нулевого уровня до нижней границы воздушной пробки (Н).
Фиксируется высота воздушной пробки (h).

Измерения расстояний необходимо проводить не сразу, а через 1-2 минуты, после того, как под давлением воды из открытого крана в шланге образуется воздушная пробка.

Формула для расчета приближённого значения давления воды из открытого крана, при использовании в качестве манометра прозрачного шланга, будет следующим. Р=Ратм × (Н + h) / h

Классификация насосов

Насосы повышающие давление воды в водопроводе, предназначенные для использования в квартире, представляет собой небольшой аппарат, устанавливаемый на входе трубопровода в квартиру. Практически все насосы могут действовать в двух режимах:

ручном;
автоматическом.

Автоматизированные насосы для увеличения давления включаются самостоятельно при открывании любого из существующих кранов в квартире. Обеспечивает эту функцию датчик протока. Он срабатывает при движении воды в водопроводе. Насосы, оборудованные подобными датчиками, защищены от перегорания при сухой работе.

Автоматизированный повысительный насос

Повысительные насосы по принципу работы охлаждающей системы классифицируются следующим образом:

С сухим ротором: на роторе смонтирована крыльчатка, которая нагнетает воздух на корпус двигателя. КПД у таких моделей высокий, однако работа их сопровождается шумом.
С мокрым ротором: вода проходит сквозь насос, охлаждая при этом мотор. Главным плюсом таких насосов является их бесшумная работа.

Некоторые модели повысительных центробежных насосов рассчитаны только на горячую либо холодную воду.

Нормативы давления в водопроводе в квартирах

Нужно понимать, что высокое давление опасно для проживающих людей в конкретной недвижимости, а низкое мешает нормальной жизнедеятельности граждан. Минимальный показатель напрямую зависит от того многоквартирный и многоэтажный ли это дом или земельный участок.