Cálculo de tuberías en una casa privada: casi complicado

El tema de este artículo es el cálculo de redes de suministro de agua en una casa privada. Dado que el esquema de suministro de agua típico de una casita pequeña no es muy complejo, no tenemos que escalar la jungla de fórmulas complejas; sin embargo, el lector tendrá que aprender cierta cantidad de teoría.

Características de diseño de casa de campo

De hecho, ¿cuál es el sistema de suministro de agua en una casa privada más fácil que en un edificio de apartamentos (por supuesto, además del número total de accesorios de plomería)?

Hay dos diferencias principales:

• En el agua caliente, por regla general, no es necesario proporcionar una circulación constante a través de los elevadores y calentadores de toallas.

En presencia de cajas de circulación, el cálculo de la red de cañerías de agua caliente es notablemente más complicado: las tuberías deben pasar no solo por el agua que desmontan los residentes, sino también por las masas de agua que giran continuamente.

En nuestro caso, sin embargo, la distancia desde el equipo sanitario a la caldera, columna o conexión a la vía no es suficiente para no prestar atención a la velocidad del suministro de agua caliente al grifo.

Importante: para aquellos que no se enfrentan a los esquemas de circulación del suministro de agua caliente: en los edificios de apartamentos modernos, las tuberías de agua caliente están conectadas en pares. Debido a la diferencia de presión en los insertos creados por la arandela de retención, el agua circula continuamente a través de los elevadores. Esto asegura un suministro rápido de agua caliente a los mezcladores y el calentamiento durante todo el año de toalleros con calefacción en los baños.

• La plomería en una casa privada se diluye mediante un esquema de punto muerto, que implica una carga constante en ciertas partes del cableado. A modo de comparación, el cálculo de la red de anillo de agua (que permite alimentar cada sección del suministro de agua de dos o más fuentes) debe realizarse por separado para cada uno de los posibles diagramas de conexión.

Lo que pensamos

Tenemos que:

1. Estimar el consumo de agua en el consumo máximo.
2. Calcule la sección transversal de una tubería de agua capaz de asegurar este caudal a un caudal aceptable.

Referencia: el caudal máximo de agua en el que no genera ruido hidráulico es de aproximadamente 1,5 m / s.

1. Calcule la presión en el dispositivo de plomería final. Si es inaceptablemente bajo, debe pensar en aumentar el diámetro de la tubería o instalar una unidad de bombeo intermedia.

Las tareas están formuladas. Vamos a empezar

El consumo

Se puede estimar aproximadamente por las tasas de consumo de los accesorios de plomería individuales. Los datos, si se desean, son fáciles de encontrar en uno de los anexos de SNiP 2.04.01-85; Para la conveniencia del lector, damos un extracto de él.

En los edificios de apartamentos, al calcular el caudal, se utiliza el coeficiente de probabilidad de uso simultáneo de los dispositivos. Simplemente resumimos el flujo de agua a través de dispositivos que pueden usarse simultáneamente. Digamos que el lavabo, la ducha y el inodoro darán un flujo total igual a 0.12 + 0.12 + 0.10 = 0.34 l / s.

Seccion

El cálculo de la sección de la tubería de agua se puede realizar de dos maneras:

1. Selección según la tabla de valores.
2. Calculado por el caudal máximo permitido.

Selección de mesa

En realidad, la tabla no requiere ningún comentario.

Por ejemplo, para un caudal de 0,34 l / s, una tubería DN15 es suficiente.

Nota: el control remoto (paso condicional) es aproximadamente igual al diámetro interno de la tubería de gas y agua. En tuberías de polímero, marcadas por el diámetro externo, el diámetro interno difiere aproximadamente en un escalón: por ejemplo, una tubería de polipropileno de 40 mm tiene un diámetro interno de aproximadamente 32 mm.

Cálculo del caudal

El cálculo del diámetro del sistema de suministro de agua para el flujo de agua a través de él se puede realizar mediante dos fórmulas simples:

1. Fórmulas para calcular el área transversal de su radio.
2. Fórmulas para calcular el caudal a través de una sección conocida a un caudal conocido.

La primera formula es S =? r ^ 2. En ella

• S es el área transversal deseada.
• ? - número pi (alrededor de 3.1415).
• r es el radio de la sección transversal (la mitad del control remoto o el diámetro interno de la tubería).

La segunda fórmula se parece a Q = VS, donde:

• Q - consumo;
• V es el caudal;
• S es el área de la sección transversal.

Para facilitar el cálculo, todos los valores se convierten a SI: metros, metros cuadrados, metros por segundo y metros cúbicos por segundo.

Calculemos el control remoto mínimo de la tubería para los siguientes datos de entrada:

• El consumo a través de él es de 0,34 litros por segundo.
• La velocidad de flujo utilizada en los cálculos es el máximo permitido de 1,5 m / s.

Vamos a empezar

1. El consumo en valores SI será igual a 0.00034 m3 / s.
2. El área de la sección transversal de acuerdo con la segunda fórmula debe ser de al menos 0.00034 / 1.5 = 0.00027 m2.
3. El cuadrado del radio de acuerdo con la primera fórmula es 0.00027 / 3.1415 = 0.000086.
4. Extraemos de este número la raíz cuadrada. El radio es de 0,0092 metros.
5. Para obtener el control remoto o el diámetro interno, multiplique el radio por dos. El resultado es 0.0184 metros, o 18 milímetros. Es fácil ver que está cerca de lo que se obtiene con el primer método, aunque no coincide exactamente con él.

Presión en la cabeza

Vamos a empezar con algunas notas generales:

• La presión típica en el suministro de agua fría es de 2 a 4 atmósferas (kgf / cm2). Depende de la distancia a la estación de bombeo o torre de agua más cercana, del relieve del terreno, del estado de la línea principal, del tipo de válvulas de cierre en el sistema de suministro de agua principal y de una serie de otros factores.
• La presión mínima absoluta que permite que todos los aparatos modernos de plomería y electrodomésticos que usan agua para trabajar sea de 3 metros. La instrucción para los calentadores de agua instantáneos Atmor, por ejemplo, establece directamente que el umbral inferior de activación del sensor de presión que enciende la calefacción es de 0,3 kgf / cm2.

Referencia: a una presión atmosférica de 10 metros de presión corresponde a 1 kgf / cm2 de sobrepresión.

En la práctica, es mejor tener un mínimo de cinco metros en el accesorio de plomería. Un pequeño margen compensa las pérdidas no contabilizadas en las líneas de suministro, las válvulas y el propio dispositivo.

Necesitamos calcular la caída de presión en una tubería de longitud y diámetro conocidos. Si la diferencia de presión correspondiente a la presión en la tubería y la caída de presión en el sistema de suministro de agua es superior a 5 metros, nuestro sistema de suministro de agua funcionará sin ninguna queja. Si es menos, debe aumentar el diámetro de la tubería o abrirla con bombeo (el precio del cual, por cierto, superará claramente el aumento en el costo de las tuberías debido a un aumento de su diámetro en un paso).

Entonces, ¿cómo se calcula la presión en la red de suministro de agua?

Aquí la fórmula H = iL (1 + K) es válida, en la que:

• H - el valor acariciado de la caída de presión.
• i - la llamada pendiente hidráulica de la tubería.
• L es la longitud del tubo.
• Coeficiente K, que está determinado por la funcionalidad del sistema de suministro de agua.

La forma más fácil de determinar el coeficiente K.

Es igual a:

• 0.3 para uso doméstico y consumo.
• 0.2 para uso industrial o económico contra incendios.
• 0.15 para la producción de incendios.
• 0.10 para un bombero.

Con la medida de la longitud de la tubería o su sección, tampoco existe una dificultad particular; Pero el concepto de sesgo hidráulico requiere una discusión separada.

Los siguientes factores afectan su valor:

1. La rugosidad de las paredes de las tuberías, que, a su vez, depende de su material y edad. Los plásticos tienen una superficie más lisa que el acero o el hierro fundido; Además, las tuberías de acero están cubiertas de cal y óxido a lo largo del tiempo.
2. El diámetro de la tubería. Existe una relación inversa: cuanto más pequeña es, más resistencia tiene la tubería al movimiento de agua en ella.
3. Tasa de flujo Con su aumento, la resistencia también aumenta.

Hace algún tiempo, tuvimos que tener en cuenta, además, las pérdidas hidráulicas en las válvulas; Sin embargo, las modernas válvulas de bola de paso total crean aproximadamente la misma resistencia que la tubería, por lo que pueden descuidarse de manera segura.

Es muy problemático calcular la pendiente hidráulica por nuestra cuenta, pero, afortunadamente, esto no es necesario: todos los valores necesarios se pueden encontrar en las llamadas tablas de Shevelev.

Para que el lector imagine de qué se trata, le daremos un pequeño fragmento de una de las mesas para un tubo de plástico con un diámetro de 20 mm.

¿Cuál es el 1000i en la columna más a la derecha de la tabla? Esto es solo el valor de la pendiente hidráulica por 1000 metros. Para obtener el valor de i para nuestra fórmula, es suficiente dividirlo por 1000.

Calculemos la caída de presión en una tubería con un diámetro de 20 mm con una longitud de 25 metros y una velocidad de flujo de uno y medio metros por segundo.

1. Estamos buscando los parámetros correspondientes en la tabla. Según sus datos, 1000i para las condiciones descritas es igual a 221.8; i = 221.8 / 1000 = 0.2218.

1. Sustituye todos los valores en la fórmula. H = 0.2218 * 25 * (1 + 0.3) = 7.2085 metros. Con una presión de entrada de 2.5 atmósferas en la salida, será 2.5 - (7.2 / 10) = 1.78 kgf / cm2, lo que es más que satisfactorio.

Conclusión

Destacamos una vez más: los esquemas de cálculo anteriores son extremadamente simplificados y no están destinados a cálculos profesionales de sistemas complejos. Sin embargo, su precisión es bastante aceptable para las necesidades de los propietarios de casas privadas.

Para obtener más información, como de costumbre, al lector se le ofrecerá un video en este artículo. ¡Éxitos!