niedziela, lipiec 22, 2018

 Najnowsze wydania

 EKO
Schowek02TRH
I&M 2/2017

PI 1/2018

okładkaPI01

001 Okladka IM02 2017

Systemy hydroforowe w budynkach mieszkalnych

Odpowiednie ciśnienie w instalacji wodociągowej w budynku to nie tylko kwestia komfortu użytkowników, ale i bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Gdy nie jest ono wystarczające przy zaopatrzeniu w wodę z sieci wodociągowej lub gdy budynek korzysta z własnego ujęcia wody, niezbędne jest zastosowanie lokalnych urządzeń do podwyższania ciśnienia wody. Jakie rozwiązania w tym zakresie oferuje rynek i jak optymalnie dobrać zestaw hydroforowy?

43

Każdy budynek mieszkalny, jedno- lub wielorodzinny, wyposażony jest w wewnętrzną instalację wodociągową doprowadzającą wodę pitną do punktów czerpalnych w mieszkaniu. Instalacja ta podłączona jest do lokalnej sieci wodociągowej lub do miejscowej studni głębinowej (własnego ujęcia). Odpowiednio wysokie ciśnienie przepływu w sieci wodociągowej powinno być zapewnione przez przedsiębiorstwo wodociągowe, to wartość ta nie zawsze jest wystarczająca. Tymczasem każdy z użytkowników, bez względu na to, czy posiada mieszkanie na parterze, czy na wyższej kondygnacji, oczekuje, że woda będzie płynęła z kranu w wymaganej ilości i z odpowiednią prędkością. Długie oczekiwanie np. na napełnienie naczynia czy wanny zdecydowanie obniża komfort użytkowy. Odpowiednie ciśnienie w instalacji wodociągowej to także warunek bezpieczeństwa przeciwpożarowego, gdyż w przypadku budynków wysokościowych lub zamieszkania zbiorowego powyżej 500 m2 powierzchni całkowitej wymagane jest wyposażenie obiektu w nawodnioną instalację przeciwpożarową. Jeżeli w budynku mieszkalnym nie ma odpowiedniego ciśnienia wody w instalacji lub woda jest pobierana z własnego ujęcia, konieczne jest zastosowanie lokalnych urządzeń do podwyższania ciśnienia wody.

Projektowanie instalacji wodnej
Instalacje do zaopatrzenia w wodę obiektów mieszkalnych powinny przede wszystkim spełniać poniższe kryteria:

  • dostarczać wodę bez zakłóceń i w wystarczającej ilości;
  • zapewniać dostateczne ciśnienie wody;
  • dostarczana przez nie woda powinna mieć odpowiednią jakość.

Instalacja wodociągowa w budynku może być zaprojektowana i wykonana według różnych schematów. Generalnie rozpoczyna się ona zaraz za zasuwą główną odcinającą i składa z przewodów pionowych (pionów), przewodów poziomych (poziomów) oraz odgałęzień prowadzących bezpośrednio do punktów czerpalnych w mieszkaniach. Wybierając konkretne rozwiązania projektowe, kierujemy się wysokością budynku, jego przeznaczeniem oraz ciśnieniem wody w sieci wodociągowej w miejscu podłączenia itp.

44

WykrzyknikJeśli projekt dotyczy budynku wielorodzinnego, należy wziąć pod uwagę przede wszystkim jego wysokość oraz ciśnienie wody w sieci wodociągowej w miejscu przyłączenia. Informacje te będą potrzebne do określenia wysokości podnoszenia zestawu hydroforowego. Należy także wykonać szczegółowy bilans zapotrzebowania na wodę.

Zapotrzebowanie na wodę a zróżnicowanie poboru. Pod pojęciem „zapotrzebowanie na wodę" rozumie się przewidywaną ilość wody niezbędną do zaspokojenia potrzeb wszystkich odbiorców znajdujących się na terenie objętym zasięgiem instalacji i wymagających wody zdatnej do picia i potrzeb gospodarczych. Średnie dobowe zapotrzebowanie na wodę w budynku wielorodzinnym waha się od 100 do 160 dm3/osobę – tak duże zróżnicowanie poboru wynika z różnych standardów wyposażenia obiektów. Dodatkowo występuje znaczne zróżnicowanie poboru w czasie, głównie w ciągu doby, co ilustruje rys. 2. Jak widać, można wyróżnić trzy szczyty pod względem zużycia wody. Zdecydowanie największe zużycie występuje w godzinach porannych, 6:00-8:00, oraz wieczornych, 19:00-22:00. Trzeci szczyt poboru oscyluje między godziną 16:00 a 17:00; najprawdopodobniej jest to okres tuż po powrocie mieszkańców z pracy lub szkoły.. Różne rozbiory wody można zaobserwować także w ciągu tygodnia, jednak od poniedziałku do piątku zużycie dobowe jest porównywalne, a zdecydowanie wzrasta podczas weekendu, zwłaszcza w sobotę.

Wymiarowanie zestawu hydroforowego
Zestaw hydroforowy w instalacji budynkowej będzie spełniał swoje zadanie tylko wtedy, gdy zostanie dobrze zwymiarowany. W tym celu należy wyznaczyć tzw. punkt pracy, czyli punkt przecięcia charakterystyki pracy pompy i charakterystyki instalacji, w której zestaw hydroforowybędzie pracował. Wcześniej należy jednak wykonać poniższe obliczenia.

45Maksymalna wielkość zapotrzebowania na wodę (Qp). W przypadku budynków mieszkalnych, usługowych i innych Qp wyznacza się na podstawie liczby punktów czerpalnych (PN-92/B-01706) oraz po uwzględnieniu współczynników niejednoczesności poboru wody dla różnych rodzajów odbiorców, wychodząc z założenia, iż prawdopodobieństwo otwarcia wszystkich zaworów czerpalnych jest tym mniejsze, im bardziej rozległa jest instalacja.

Żądana wartość ciśnienia Hmin. Żądaną wartość ciśnienia Hmin na wyjściu z hydroforni, przy wydajności zestawu hydroforowego równej maksymalnemu zapotrzebowaniu na wodę, określa się na podstawie wzoru:

49

46gdzie:
Hmin – minimalna wymagana wysokość ciśnienia na wyjściu z hydroforu [m];
Htłgeom – różnica wysokości geometrycznej między osią rurociągu tłocznego zestawu hydroforowego a najbardziej niekorzystnie usytuowanym pod względem hydraulicznym punktem poboru wody;
Δh – suma strat hydraulicznych na odcinku instalacji od urządzenia hydroforowego do najniekorzystniej usytuowanego punktu poboru wody;
Hwym – minimalna wymagana wysokość ciśnienia wody przed najniekorzystniej usytuowanym punktem czerpalnym w budynku.

Wysokość podnoszenia zestawu hydroforowego (Hp). Po wykonaniu obliczeń dotyczących zapotrzebowania na wodę w obiekcie (Qp), minimalnej wymaganej wysokości ciśnienia wody na wyjściu z hydroforni (Hmin) oraz zebraniu danych charakteryzujących źródło zasilania obiektu w wodę (sieć wodociągowa lub własne ujęcie), można obliczyć wymaganą wysokość ciśnienia (wysokość podnoszenia) zestawu hydroforowego (Hp). Trzeba przy tym pamiętać, że dobór zestawu hydroforowego jest inny, gdy zestaw zasilany będzie z sieci wodociągowej, a inny, gdy woda pobierana jest z lokalnego ujęcia. Poniżej przedstawiono dwa warianty obliczeń odpowiednio do sytuacji. Zasilanie z sieci wodociągowej:

48gdzie:
Hp – wymagana wysokość podnoszenia dla zestawu hydroforowego [m];
Hmin – minimalna wymagana wysokość ciśnienia w zasilanej instalacji [m];
Hs – wysokość ciśnienia na króćcu ssawnym zestawu hydroforowego (min. wysokość ciśnienia wody w wodociągu zewnętrznym pomniejszona o długość strat na odcinku przyłącza) [m];
Δhs – wartość strat ciśnienia w przewodzie ssawnym od zbiornika do zestawu hydroforowego [m];
Hsgeom – różnica wysokości geometrycznej między poziomem wody w zbiorniku a osią kolektora ssawnego zestawu hydroforowego [m].

Dobór zestawu a punkt pracy. Dysponując zwymiarowanymi wartościami wydajności (Qp) oraz wysokości podnoszenia (Hp), można przystąpić do doboru zestawu hydroforowego. Na podstawie charakterystyki zestawu określa się wymagany punkt pracy. Oczywiście, urządzenie należy dobrać z uwzględnieniem wymaganej liczby pomp oraz zastosowanego systemu sterowania, które determinuje sposób regulacji wydajności pomp podczas pracy.

WykrzyknikWielkość pomp w zestawie hydroforowym powinno się dobrać tak, by punkt pracy był położony przy najwyższej sprawności tych pomp, czyli w punkcie BEP (Best Efficiency Point), przy ednoczesnym zapewnieniu wymaganych parametrów hydraulicznych instalacji. Praktyczne efekty takiego doboru to oszczędność energii, a co za tym idzie – niskie koszty pompowania cieczy.

47Aby optymalnie dobrać zestaw hydroforowy do konkretnej instalacji, koniecznie trzeba wziąć pod uwagę następujące kwestie:

  • punkt pracy zestawu powinien być usytuowany bezpośrednio na lub nieco poniżej maksymalnej charakterystyki przepływu; należy się wystrzegać doboru zestawu hydroforowego, gdy jego punkt pracy jest na skrajnej prawej części charakterystyki;
  • punkt pracy układu pompowego powinien uwzględniać dobór pomp o wysokiej sprawności;
  • należy zapobiec warunkom, w których może pojawić się kawitacja; instalacja powinna charakteryzować się odpowiednią wartością napływu na kolektor ssawny układu pompowego, zestaw pompowy powinien cechować się możliwie najniższą wartością współczynnika nadwyżki antykawitacyjnej;
  • dobierając zestaw hydroforowy do budynków mieszkalnych, szpitali czy hoteli, należy brać pod uwagę głośność pracy zestawu;
  • w przypadku zasilania zestawu ze zbiornika, w którym lustro wody znajduje się poniżej kolektora ssawnego zestawu hydroforowego, należy wykonać układ zalewający, a rurociąg ssawny należy połączyć bezpośrednio z kolektorem każdej pompy w układzie.

(...)


mgr inż. Artur Stadnik, doktorant
na kierunku Inżynieria Środowiska,
Uniwersytet Zielonogórski
dr inż. Anita Jakubaszek, Instytut
Inżynierii Środowiska, Uniwersytet
Zielonogórski


Jeśli chcesz przeczytać pełną treść artykułu zamów prenumeratę lub e-wydanie

homeWyszukiwarka

Repowermap

homeTagi

homeReklama

20180321banner hvac200x400

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem