Proiectarea sistemului de alimentare cu apă rece: direct vs indirect, dimensionarea conductelor, materiale

Un sistem de alimentare cu apă rece care furnizează 12 litri pe minut la un robinet de la parter poate scădea cu ușurință la 5 sau 6 litri pe minut în partea de sus a aceleiași clădiri. Conducta nu s-a schimbat, așa că cauza se află în altă parte: presiunea disponibilă la acea ieșire, traseul pe care îl face apa pentru a ajunge la ea și diametrul ramificației care deservește corpul. În practică, majoritatea problemelor cu apă rece sunt decise cu mult înainte ca prima țeavă să fie prinsă de un perete. Trei alegeri timpurii conduc rezultatul: tipul de sistem, materialul și diametrul țevii și strategia de presiune și stocare.

Ce include de fapt un sistem de alimentare cu apă rece

Limita contează. Tot ce se află în amonte de robinetul de închidere de intrare aparține de obicei companiei de apă sau proprietarului până la contor, în funcție de regulile locale; totul în aval este sistemul de distribuție al clădirii. O instalație completă de apă rece conține în mod normal următoarele elemente.

• Conductă de serviciu: linia îngropată de la principal la clădire, dimensionată pentru cererea de vârf și protejată împotriva înghețului și a mișcării solului.
• Contor de apă și supapă de oprire principală: punctul de izolare primar utilizat pentru reparații, scurgeri și urgențe.
• Conductă de distribuție internă: o coloană de ridicare sau coloană vertebrală plus ramificații care merg către fiecare dispozitiv.
• Supape de izolare: supape locale la fiecare zonă umedă, astfel încât o singură reparație să nu închidă o întreagă clădire.
• Rezervor de stocare și supapă cu plutitor: prezente numai în sistemele indirecte, în care apa de la rețea umple un rezervor înainte de distribuție.
• Accesorii terminale: robinete, cisterne, încălzitoare de apă și orice punct în care este extrasă sau încălzită apa rece.
• Protecție împotriva returului: goluri de aer, supape de reținere sau ansambluri cu zone cu presiune redusă oriunde există un risc de interconectare.

Fiecare dintre aceste părți afectează performanța. O coloană vertebrală dimensionată corect cu o ramură subdimensionată încă produce un duș slab, iar o ramură bine dimensionată în spatele unei supape de poartă parțial închisă oferă încă un debit slab.

Sisteme directe și indirecte: prima decizie

Dacă presiunea rețelei este adecvată și constantă, un sistem direct este mai simplu de instalat, mai ușor de întreținut și oferă o presiune mai bună la ieșire. Dacă presiunea rețelei este slabă, intermitentă sau clădirea este înaltă, un sistem indirect cu un rezervor de stocare tamponează alimentarea, cu prețul unei presiuni mai scăzute la ieșire și al unei rutine suplimentare de igienă.

Aritmetica presiunii merită făcută înainte de a alege. Gravitația oferă aproximativ 0,1 bar pe metru de înălțime, astfel încât o evacuare a rezervorului la 10 metri deasupra unui duș dă aproximativ 1 bar înainte de pierderile prin frecare. O ramură de 15 mm cu patru coturi poate pierde încă 0,2 până la 0,4 bar. Asta lasă un duș funcțional, dar neremarcabil. Împingeți același rezervor la 5 metri deasupra dușului și situația se schimbă considerabil.

Materiale pentru conducte pentru utilizare cu apă rece

Apa rece este o sarcină mai blândă decât apa caldă, ceea ce mărește lista practică. Opțiunile principale sunt polipropilenă copolimer aleatoriu, polietilenă de înaltă densitate, cupru, polietilenă reticulata și compozit multistrat teava . Alegerea corectă depinde de locul în care trece conducta, de modul în care este îmbinată și de ceea ce acceptă codul local pentru contactul potabil.

Copolimer aleator de polipropilenă

Acoperit de standarde precum ISO 15874, acest material este îmbinat prin fuziune termică, care produce o îmbinare omogenă, rezistentă la scurgeri, fără inele O sau solvent. Clasele de presiune PN10, PN16 și PN20 acoperă majoritatea serviciilor de clădire. Conductivitatea sa termică scăzută limitează condensul pe liniile reci, iar aceeași familie de conducte poate gestiona apă caldă menajeră, ceea ce simplifică stocarea și instalarea pe sisteme combinate.

Polietilenă de înaltă densitate

Specificată conform ISO 4427 sau EN 12201, conducta PE100 este alegerea obișnuită pentru conexiunile de serviciu îngropate și cursele lungi la exterior. Este flexibil, tolerează tasarea la sol și este îmbinat prin fuziune cap la cap sau electrofuziune. Grosimea peretelui este descrisă de SDR, astfel încât un SDR mai mic înseamnă un perete mai gros și o presiune mai mare. Pentru rețeaua de apă rece, PN10 sau PN16 acoperă condițiile tipice municipale și ale șantierului.

Cupru și polietilenă reticulata

Cuprul rămâne obișnuit în lucrările de modernizare, deoarece este rigid, stabil dimensional și familiar pentru majoritatea instalatorilor. Polietilena reticulata se potriveste curselor ascunse in podele si pereti, deoarece se indoaie in jurul obstacolelor si are nevoie de mai putine imbinari. Ambele materiale necesită tranziții nominale atunci când sunt conectate la țeavă de poliolefină, iar metalele diferite au nevoie de separare dielectrică pentru a evita coroziunea galvanică.

Dimensiune, viteză și presiune

Țeava subdimensionată este cea mai frecventă cauză a debitului slab al apei rece, iar țeava supradimensionată risipește materialul și încetinește suficient apa pentru a încuraja stagnarea. Viteza de proiectare în construcția conductelor de apă rece se situează de obicei între 0,5 și 1,5 metri pe secundă, cu aproximativ 2,0 metri pe secundă ca plafon practic pentru curse lungi. Presiunea reziduală minimă la cea mai dezavantajată ieșire este de obicei de 0,5 bar, în timp ce presiunea statică peste aproximativ 5 bar justifică de obicei o supapă de reducere a presiunii la sursa de intrare.

O secvență de dimensionare repetabilă arată astfel.

1. Listați fiecare dispozitiv și debitul nominal de apă rece.
2. Aplicați un factor de diversitate, deoarece nu toate dispozitivele funcționează simultan.
3. Dimensiune coloana vertebrală pentru totalul diversificat la o viteză acceptabilă.
4. Dimensiune fiecare ramură pentru cel mai mare dispozitiv pe care îl servește, nu media.
5. Verificați presiunea reziduală la cea mai îndepărtată și cea mai înaltă ieșire.

De asemenea, supratensiunea merită atenție. Supapele cu închidere rapidă de pe liniile de mare viteză generează ciocănii de ariete care pot crăpa fitingurile și slăbi îmbinările în timp. Menținerea vitezelor moderate și utilizarea supapelor cu închidere lentă la racordurile mașinii de spălat și a rezervoarelor reduce riscul fără costuri suplimentare.

Depozitare, igiena si reflux

Apa rece depozitată este mai degrabă un risc gestionat decât o problemă automată. Rezervoarele trebuie acoperite, protejate împotriva insectelor și ventilate printr-o deschidere cu ecran, iar apa depozitată trebuie să rămână sub 20 de grade Celsius pentru a limita creșterea microbiană. Izolarea rezervorului și a împrejurimilor sale și menținerea acestuia departe de sursele de căldură contează mai mult decât materialul rezervorului în sine. Curățarea și dezinfecția ar trebui să respecte cerințele locale, de obicei anual pentru instalațiile casnice și mai frecvent în clădirile comerciale.

Protecția împotriva returului este o obligație separată. Acolo unde liniile de irigare, cazanele, sistemele de apă de proces sau de incendiu se conectează la rețeaua potabilă, este necesar un spațiu de aer sau un dispozitiv de prevenire a returului mecanic. Conductele nou instalate trebuie spălate și, acolo unde reglementările o cer, dezinfectate și prelevate probe înainte de predarea sistemului.

Testare și predare

Un test de presiune hidrostatică este cea mai utilă verificare de acceptare. Practica obișnuită este să testați la 1,5 ori presiunea de lucru și să o mențineți suficient de mult pentru ca temperatura și fluajul materialului să se stabilească, adesea o oră pentru sistemele de poliolefină, apoi inspectați fiecare îmbinare. Îmbinările prin fuziune trebuie înregistrate cu numerele de lot și parametrii de sudare, astfel încât orice defecțiune viitoare să poată fi urmărită. După trecerea testului, sistemul este spălat, clorurat acolo unde este necesar și readus în funcțiune cu o înregistrare semnată a presiunilor și duratelor de testare.

Ce să verificați înainte de a cumpăra

La un proiect în care țeava este cumpărată în vrac, micile lacune ale specificațiilor devin scumpe la fața locului. Aceste puncte acoperă cea mai mare parte a riscului practic.

• Presiunea nominală și SDR sau grosimea peretelui potrivite cu presiunea de proiectare, cu o marjă de siguranță sensibilă.
• Polimer virgin cu o sursă trasabilă; conținutul reciclat necesită adecvare documentată pentru contactul cu apa potabilă.
• Toleranțe dimensionale și rotunjime, deoarece țeava ovală se îmbină prost și se scurge la îmbinare.
• Certificare pentru contactul cu apa potabilă și standardul de produs relevant.
• Fitinguri din același sistem, astfel încât parametrii de fuziune și îmbinare se potrivesc cu conducta.
• Timp de livrare constant, deoarece un echipaj de fuziune blocat costă mai mult decât conducta.

Sistemele de apă rece rareori eșuează din cauze exotice. Ei eșuează pentru că tipul de sistem a fost ales fără a verifica presiunea rețelei, pentru că o ramură a fost dimensionată mai degrabă pentru comoditate decât pentru debit, sau pentru că conducta a stat în pământ timp de un sezon înainte ca cineva să o testeze. Obțineți aspectul, diametrul și materialul în faza de proiectare, verificați-le cu un test de presiune adecvat, iar instalația se va comporta previzibil timp de zeci de ani.