凍結配管。図面、説明

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不凍給水。家庭用便利屋のヒント

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定期的に暖房されるガーデン（カントリー）ハウスの冬季給水システムを構築した経験を共有したいと思います。 2012/13年の冬、気温がマイナス35℃まで下がったときの私の水道の動作は、その信頼性の高さを示しました。給水系統図を図に示します。 2.給水管はわずか30〜40cmの深さに敷設されていますが、加熱は必要ありません。深さのレベルは、人件費と、家から井戸の方向に最小限の傾斜（パイプ2メートルあたり約XNUMXセンチメートル）を作成することを考慮して決定されます。

給水システムの動作は「ドライパイプ」の原理に基づいています。これは、ポンプが作動していないとき、井戸の水面から逆止弁の接続点まで供給パイプが遮断されることを意味します。屋内に設置されており (図 2、点 A)、常に水がなく、「乾燥」しています。

図（図2）に示されている給水システムを考えてみましょう。井戸１からの水は、ポンプ３によってフレキシブルホース２、パイプ４、逆止弁５を通って水圧アキュムレータ１２に供給され、そこから消費者（図ではシンクタップ１１である）に供給される。さらに、逆止弁の入口に接続されているレシーバー 1 に水が溜まる傾向があります。給水システムの水圧を監視し、ポンプを制御する回路は、圧力計 3 と圧力スイッチ 2 で構成されます。ポンプが最初にオンになると、パイプ内を移動する水がパイプ内の空気を圧縮します。この空気はレシーバーやアキュムレーターに入りやすくなります。

液圧アキュムレータのキャビティ内では、レシーバが空気で満たされるまで液圧アキュムレータがパイプからの空気で満たされ、次に水で満たされるのを防ぐような空気圧が事前に生成されます。レシーバーを空気で満たした後、水がレシーバーに流入し始め、レシーバー内の空気が圧縮され、空気と水もアキュムレーターに流入し始めます。

アキュムレータ内の必要な圧力（その中の必要な水の供給量によって決まります）に達すると、圧力スイッチがポンプをオフにします。ポンプがオフになるとすぐに、レシーバーからの圧縮空気が水をパイプから井戸に押し出します。この場合、逆止弁の後ろの水と空気がアキュムレータや配管内に残ります。水を数回分析した後、油圧アキュムレータからの空気が大気中に放出されます。次にポンプがオンになると、点 A までの給水システムの動作は上記と同じままで、点 A 以降は水のみ (空気なし) がアキュムレータにポンプで送り込まれます。タップ 6 は、逆止弁をバイパスしてシステムから水を排出する役割を果たします。この場合、すべての需要家の蛇口を開ける必要があります。

給水システムを長期間使用すると、A 点までの本管内の空気が水の吸収により減少し、配管内の水の排出が不完全になることがあります。したがって、定期的に、約 8 ～ 8 日に XNUMX 回、ポンプを停止した状態で蛇口 XNUMX を開け、レシーバー内の水を完全に除去する必要があります。ポンプがオンにならないようにするには、タップ XNUMX の隣にポンプ用の追加の電源スイッチを配置することをお勧めします。

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米。 1.家への給水の一般的な図：1 - 井戸のトランク。 2 - 内部断熱材。 3 - 外部断熱材。 4 - 入口フランジ; 5 - ピット。 6 - 保護パイプ。 7 - 家の壁。 8 - 季節暖房付きの客室

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米。 2. 生活用水の設置：1 - 井戸。 2 - フレキシブルホース; 3 - 逆止弁のない水中遠心ポンプ。 4 - パイプ。 5 - 逆止弁; 6 - タップします。 7-受信機。 8 - タップします。 9 - 圧力計。 10 - 圧力センサー。 11 - 消費者用冷水タップ。 12 - 油圧アキュムレータ。 13 - ポンプ電気ケーブル

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米。 3. パイプを井戸に挿入します: 1 - 直径 0,5 インチのホース用の真鍮または青銅製の金具; 2 - ポリプロピレンのコーナー 0,5 インチ。 3 - ポリプロピレンパイプ 0,5 インチ; 4 - デュライトホース 0,5 インチ; 5 - 井戸シャフト（コンクリート）。 6 - ガスケット（シリコンシーラント）; 7 - フランジ (steel3); 8 - シール（シリコンシーラント）。 9 - 直径0,5インチのポリエチレンパイプ用コレットカップリング; 10 - 0,5インチのスチールパイプ

特定の例を使用して水道の動作を見てみましょう (図 2)。家から井戸までの距離は 10 メートルです。フレキシブルホースとパイプの接続点から水面までの最大距離は3メートルです。家につながるパイプとホースの内径は16mmです。受信機の最小音量 \/Pmin を決定しましょう。逆止弁までのホースとパイプ内の空気の最大量は、よく知られた公式によって決まります。

Vв=（πD2/ 4）L、（1）、

ここで、D はホースとパイプの内径、L は水面から逆止弁までの距離 (10+3)x102 (cm - 計算を容易にするため) です。

このように、

V×=0,8x1,62x13x102cm3≈2,6x103 (cm3、または約2,6リットル)。したがって、受信機の容積は2,6リットル以上である必要があります。カートリッジのない「Aquaphor」フィルター (または「Geyser」フィルター) の XNUMX つの直列接続ハウジングを受信機として使用しました。この場合、受信機の容積は約XNUMXリットルです。

油圧アキュムレータ内の事前に生成された圧力 RAMin の最小値を決定しましょう。

前述したように、この圧力は、ホースとパイプから空気が完全に排除されたときに生成されるレシーバー内の最小圧力 PPmin よりも大きくなければなりません。

RAMin ≒ PPmin (2)。

密閉空間内のガスの圧力とその体積の積は一定の値であることが知られています。

VxP = CONST(3)。

これから続きます：

5,6x1 \ u3d XNUMXxPPmin、

ここで、5,6 l (3+2,6) は圧縮前のレシーバーとパイプ内の空気の総体積、3 l は水を含まないレシーバー内の圧縮空気の体積です。

したがって、PPmin ≒1,6 atm. (2)を考慮すると、PPmin ≒ 1,8 atm となります。

3. アキュムレータ PANom の公称圧力を決定します。

RANom は、必要な量の水がアキュムレータにポンプで送り込まれる圧力です (たとえば、2 リットル)。容量 VA = 8 リットルの工業用油圧アキュムレータを使用します。式 (3) から次のようになります。

PPminx8=RAMinx6、

ここで、6 は、2,4 リットルの水をアキュムレータにポンプで注入した後のアキュムレータ内の空気の体積です。したがって、RAN ≈ 2,6 atm.、RAN ≈ 2,6 atm とします。そこで、RAMinとRANomの値を計算して、圧力センサーの応答のしきい値を決定しました。ポンプをオフにする圧力は 1,8 気圧、ポンプをオンにする圧力は 0,8 気圧にする必要があります。したがって、圧力設定のヒステリシスは Δ = 9 atm となります。圧力センサーの設定は工場出荷時の指示に従って行われ、制御は圧力計 2 (図 2,6) を使用して行われます。上記の計算から、この給水では 30 気圧を超える水圧を生成できるポンプを使用する必要があることがわかります。このようなポンプには、水を XNUMX メートル以上の高さまで上げることができる「Aquarius」や「Rucheek」などがあります。井戸から家までの距離が長くなり、供給パイプの直径が大きくなると（考慮されているものとは異なります）、パイプ内の空気の量が増加することは明らかなので、レシーバーの容積を増やす必要があります。。

次に、私の給水システムの設計上の特徴をいくつか見てみましょう。井戸内の水の最上層が凍結し、それによってホース内に氷栓が形成されるのを防ぐために、井戸のシャフトは地表から頭まで厚さ 8 mm の発泡ポリエチレンの 1 層で断熱されています（図）。 . 50）。ヘッド上部は厚さ3mmの発泡プラスチックで覆われています。家へのパイプの入り口と他の構造要素を図に示します。 XNUMX.

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米。 4. レシーバー: 1 - ポンプからのパイプ。 2 - 逆止弁; 3 - 逆止弁をバイパスしてシステムから水を排出するための蛇口。 4 - 圧力計; 5 - 受信機。 6 - 蛇口を閉めてパイプから水を完全に除去します。 7 - 油圧アキュムレータの入口へのパイプ。

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米。 5. 油圧アキュムレータ: 1 - 過剰な圧力を生成するためのニップル。 2 - 油圧アキュムレータ; 3 - ポンプのオフとオンの間の圧力差の調整 (ヒステリシス)。 4 - ポンプがオフになる圧力値のレギュレーター。 5 - 逆止弁パイプ

フランジのおおよその寸法は図に示されています。 3. ホースの角度は次の方法で作成します。フィッティング 1 を約 150°C の温度に加熱し、その後、ネジ部分を角度 2 に溶融します。ポリプロピレン部品ははんだ付けによって接続しました。井戸から家の暖房された部屋への入り口までのパイプは、標準的な発泡管状断熱材で断熱され、直径110 mmのポリエチレン製の下水管内に配置されます。さらに、取り付けを容易にするために、フランジはレンガで裏打ちされたピットに配置され、木製の蓋で覆われます。家の水道も直径 0,5 インチのポリプロピレンパイプで作られています。蛇口 6 と 8 はボールバルブです。

さまざまな消費者を家に設置するときは、柔軟な接続が使用されました。同時に、水道が止まったときに接続部からの水の確実な排水を妨げる、いわゆる「サイフォン」の形成を防ぐために特別な注意が払われました。

供給パイプの予期せぬ凍結を防ぐために、電力 150 W の床暖房からの自動調整加熱ケーブルを使用しました。ケーブルは断熱材内の配管にアルミテープで固定されており、緊急時には手動で通電することができます。しかし、運用開始からXNUMX年半が経つと、そのような必要はなくなりました。

著者: V.イワノフ

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