Download - SODOBNI MATERIALI IN PRISTOPI K INSTALACIJAM
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
SODOBNI MATERIALI IN PRISTOPI K
INSTALACIJAM
Diplomsko delo
Študent: Davorin JAUŠOVEC
Študijski program: Visokošolski strokovni; Strojništvo
Smer: Proizvodno strojništvo
Mentor: izr. prof. dr. Vladimir GLIHA
Somentor: izr. prof. dr. Ivo PAHOLE
Maribor, december 2008
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
II
Vložen original
sklepa o potrjeni
temi diplomskega
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
III
I Z J A V A
Podpisani Davorin JAUŠOVEC izjavljam, da:
• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom
izr. prof. dr. Vladimir GLIHA;
• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev
kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;
• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet
Univerze v Mariboru.
Maribor, __________________ Podpis: ___________________________
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
IV
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Vladimirju
GLIHI in somentorju izr. prof. dr. Ivu PAHOLETU za
pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela.
Zahvaljujem se tudi vsem, ki so mi kakorkoli pomagali
pri nastanku diplomskega dela.
Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili
študij.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
V
SODOBNI MATERIALI IN PRISTOPI K INSTALACIJAM
Ključne besede: Zatiskovanje, spajanje, cevne instalacije
UDK: 621.791.052:696.1(043.2)
POVZETEK
Za permanentno izboljševanje kakovosti, povečevanje varnosti in prijetnosti bivanjskega
okolja, so pri projektiranju in izgradnji instalacij, potrebni stalni napori in uvajanje novosti, za
kar so nujne inovativne ideje in originalni pristopi. Izvajanje vodovodnih, ogrevalnih,
prezračevalnih instalacij zahteva precizno in premišljeno delo instalaterja.
Materiali se v koraku s časom spreminjajo, predvsem se boljšajo in nastajajo novi. Zaradi bolj
gladke površine materialov se tekočina, ki je v stiku s takim materialom giba hitreje, zato
lahko uporabljamo za isti pretok tekočine manjše premere instalacijskih cevi. Cevi iz raznih
materialov je treba trdno spojiti, da so spoji trajni in funkcionalni.
Pomembno je tudi izkoriščati naravne vire, ki nam jih ponuja narava in so praktično zastonj
(toplota zemlje, sončna energija).
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VI
Moderne Materiale und Beitritte zur Instalationen
Schlüsselwörter: Zusammenschließung, Zusammenschweißen, Röhreninstallationen
UDK: 621.791.052:696.1(043.2)
ZUSAMMENFASSUNG
Für permanente Verbesserung von Kvalität, Sicherheit und Gemütlichkeit ihrer Wohnung sind
bei der Projektierung und bei dem Ausbau der Installationen, ständige Anstrengungen und
Neuentwicklungen nötig. Solche Arbeit verlangt viele innovative Ideen und einen
profesionellen Beitritt zur Arbeit. Installationen von Wasserleitungen, Heiz- und
Lüftungsgeräte sind schwer durchzuführen, denn sie verlangen von dem Installateur eine
präzise und überlegte Arbeit.
In laufe der Zeit entstehen neue Materiale, sie verändern sich und werden vor allem besser.
Wegen den glätteren Materialen wird die Rauhigkeit geringer und die Flüssigkeit, die in
Kontakt mit solchen Materialen kommt, bewegt sich schneller. Deswegen können wir für
denselben Durchfluss von Flüssigkeiten, Installationsröhre mit kleineren Durchmessern
verwenden. Röhre aus verschiedenen Materialen müssen fest zusammengeschweißt werden,
damit die Schweißverbindungen haltbar und funktional sind. Bedeutend ist auch, dass wir die
natürlichen Quellen (Erdwärme, Sonnenenergie), die sich uns anbieten und praktisch umsonst
sind, ausnutzen.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VII
KAZALO
1 UVOD ........................................................................................................................... - 1 -
1.1 Opredelitev in opis problema: ................................................................................- 1 -
1.2 Namen, cilji in teze:................................................................................................- 1 -
1.3 Predpostavke in omejitve: ......................................................................................- 2 -
2 VODOVOD................................................................................................................... - 3 -
2.1 Ustreznost pitne vode: ............................................................................................- 3 -
2.2 Razlike v zahtevanem tlaku v razdelilnem omrežju...............................................- 4 -
2.3 Osnovna enačba pretoka.........................................................................................- 5 -
2.4 Lokalne izgube tlaka v cevi....................................................................................- 5 -
2.5 Izračun lokalnih izgub tlaka v ceveh ......................................................................- 6 -
2.6 Gospodarne hitrosti vode v ceveh ..........................................................................- 7 -
2.7 Določevanje tlačnih izgub v praksi, dimenzioniranje cevi.....................................- 7 -
3 CEVOVODI ................................................................................................................ - 10 -
3.1 Večplastne cevi PE – Xc / Al / PE – Xc..........................................................- 11 -
3.2 Polaganje večplastnih cevi ...................................................................................- 14 -
3.3 Lastnosti fitingov..................................................................................................- 16 -
3.4 Spajanje jeklenih cevi s plamenskim varjenjem...................................................- 17 -
3.5 Spajanje jeklenih cevi s TIG postopkom..............................................................- 22 -
4 OGREVANJE, HLAJENJE..................................................................................... - 25 -
4.1 Konvektorsko, radiatorsko ogrevanje...................................................................- 28 -
4.2 Talno ogrevanje, hlajenje .....................................................................................- 28 -
4.3 Toplotna črpalka zrak-voda..................................................................................- 33 -
4.4 Shema vezave .......................................................................................................- 38 -
5 PREZRAČEVANJE.................................................................................................. - 41 -
6 ZAKLJUČEK............................................................................................................. - 46 -
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
VIII
UPORABLJENI SIMBOLI
Q - pretok [m3/s] ali [I/s], v - hitrost vode v cevi [m/s] A - prečni prerez cevi [m2] ∆H - Izgube tlaka v cevi [m] ∆Hlinijske - Linijske izgube tlaka v cevi [m] ∆Hlokalne - Lokalne izgube tlaka v cevi [m] g - zeme1jski pospešek (9,81 m/s2) ξlin - koeficient linijskih izgub tlaka v cevi [1] ξlok - koeficient lokalnih izgub tlaka v cevi [1] L - dolžina cevi [m], d - notranji premer cevi [m] Lskupno - skupna dolžina cevi [m], K - koeficient, odvisen od trenja v cevi in premera cevi [s2/l2],
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 1 -
1 UVOD
Z inovativnimi idejami ter najsodobnejšimi instalacijskimi pristopi lahko ustvarjamo odlične
pogoje po sodobnem, kakovostnem,varčnem, prijetnem ter varnem bivanju.
1.1 Opredelitev in opis problema:
Instalacije je potrebno izvesti z najkvalitetnejšimi materiali, kar je pogoj za dolgo življenjsko
dobo in kakovost vsake instalacije. Materiali se v koraku s časom spreminjajo, predvsem se
boljšajo in nastajajo novi. Zaradi bolj gladkih aluplast cevi se je hrapavost notranje površine
cevi zmanjšala. Tekočina, ki teče po taki cevi, teče hitreje in zato lahko uporabljamo za isti
pretok tekočine manjše premere instalacijskih cevi.
V diplomskem delu bom obravnaval kompletne strojne instalacije vile KSENIJA.
To so instalacije tople in hladne pitne vode, talno ogrevanje in hlajenje, konvektorsko
ogrevanje in hlajenje, ogrevanje z radiatorji, instalacije prezračevanja (bazen in kopalnice),
odvod deževnice, odvod kondenzne vode v klimatizaciji, transport kurilnega olja. Za razvode
vode, ogrevanja, hlajenja je uporabljena večplastna cev iz zamreženega polietilena in
aluminija PE-Xc/Al/PE-Xc, delno bodo vertikale iz jeklenih cevi. Talno ogrevanje bo iz
visokotlačne zamrežene polietilenske cevi z difuzijsko zaporo.
Za prezračevanje bodo uporabljeni pocinkani pločevinasti kanali debeline 3mm in spiro cevi.
Kurilnica bo iz bakra. Zunanji vodovod bo v hišo speljan z alkaten cevjo.
Za razvode vode, hlajenja in ogrevanja so uporabljene dimenzije cevi 16x2, 20x2, 26x3 in
32x3. Za vse te cevi veljajo delovni pogoji: temperatura medija do 95ºC (kratkotrajno do
110ºC), tlak do 100 bar. Cevi je treba kakovostno spojiti. Vrsta spajanja je pogojena z vrsto
uporabljene cevi.
1.2 Namen, cilji in teze:
Na podlagi projektov je na objektu potrebno izdelati:
Vodovod in kanalizacijo:
1. Objekt bo imel nov vodovodni priključek,
2. Izvedla se bo centralna priprava tople vode za celoten objekt v bojlerju V=400L
3. Razvod hladne in tople vode ter cirkulacije se bo izvedel z večplastnimi cevmi,
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 2 -
4. Vertikalna in horizontalna kanalizacija bo nova in se priključi na zunanjo
kanalizacijo,
5. notranja hišna kanalizacija se bo izdelala s PP kanalizacijskimi cevmi
Ogrevanje in hlajenje:
6. Ogrevanje se bo izvedlo s kombinacijo s plinskim kotlom, ki bo lociran v kleti
objekta, kurjen bo z UNP ter toplotno črpalko zrak/voda, ki bo locirana pred
objektom,
7. ogrevanje in hlajenje prostorov bo v bivalnih in spremljajočih prostorih preko
talnega ogrevanja/hlajenja in konvektorjev
8. razvod centralnega ogrevanja bo projektiran v tleh,
9. notranje temperature posameznih prostorov morajo biti naslednje:
bivalni prostori (sobe,…) 20°C
sanitarije (WC, kopalnice,..) 18°C/24°C
spremljajoči prostori (stopnišča, hodniki,…) 15°C/18°C
Prezračevanje objekta:
10. Prezračevanje bivalnih prostorov bo naravno preko oken in vrat ter prisilno
preko odvodnih ventilatorjev.
Prezračevanje bazena:
11. Naprava za prezračevanje, ogrevanje in razvlaževanje bo opremljena z dvojno
rekuperativno enoto za vračanje toplote iz odpadnega zraka. Stopnja vračanja čutne
toplote mora biti 70%. Naprava bo opremljena s toplotno črpalko, ki omogoča
vračanje latentne toplote iz vlažnega zraka, razvlaževanje in hlajenje zunanjega
zraka. Skupna stopnja vračanja toplote, ki bo porabljena za ogrevanje zraka in
bazenske vode, je preko 90%. Kot dodatna oprema naprave bo tudi kondenzator
bazenske vode (KBV). Za visoki letni režim bo vgrajen by-pass priključek.
Naprava mora biti v notranji izvedbi.
1.3 Predpostavke in omejitve:
Za izhodišče izdelave instalacij so bili upoštevani načrti projekta. Do sprememb prihaja zaradi
neskladja dejanskega objekta z načrti. Z razvodi se je potrebno prilagajati glede na dejansko
situacijo. Veliko je tudi sprememb s strani investitorja.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 3 -
2 VODOVOD
Z besedo vodovod (preskrba z vodo) označujemo vsako vodo, ki teče v vodovodnih sistemih.
Najpogosteje uporabljamo vodovode za oskrbo z zdravo pitno vodo, ki jo uporabljamo v
gospodinjstvih in drugih družbenih dejavnostih. Posebni vodovodni sistemi pa lahko služijo
za dobavo tehnološke vode v industrijske namene, ki jo običajno črpamo iz rek, potokov in
jezer, ta pa zaradi onesnaženosti praviloma ni pitna. Med posebne vodovodne sisteme, po
katerih lahko teče voda slabše kakovosti, štejemo tudi vodovode za protipožarne namene in
javno rabo (pranje javnih površin, zalivanje parkov, dobava vode za vodomete).
Poraba pitne vode v svetu in pri nas narašča. V Ljubljani že presega 500 litrov na osebo na
dan. Prizadevati si moramo za varčnejšo uporabo pitne vode in namesto pitne vode uporabljati
industrijsko in tehnološko vodo povsod tam, kjer ne potrebujemo tako kakovostne vode. V
industriji bi morali pogosteje uporabljati predelovalne postopke z zaprtim sistemom uporabe
tehnološke vode. V tujini, kjer pitne vode primanjkuje, že razmišljajo o gradnji dveh
vodovodnih omrežij, pri čemer bosta v stanovanjskih naseljih po ločenih cevovodih tekli pitna
voda (za pitje, kuhanje, pomivanje posode in osebno higieno) ter industrijska voda, ki bo
lahko slabše kakovosti. Kakovost pitne vode v razvitem svetu že danes izboljšajo z aktivnimi
filtri, ki jih vgradijo v vodovodno omrežje v stavbah tam, kjer želijo izboljšati kakovost vode.
Zdravje prebivalstva varujemo z zagotavljanjem zdrave pitne vode. Kakovost pitne vode mora
ustrezati veljavnim predpisom in pravilnikom. Kakovost pitne vode iz javnih vodovodov
preverjajo zavodi za zdravstveno varstvo, pa tudi sami upravljavci vodovodov.
2.1 Ustreznost pitne vode:
Ustreznost pitne vode opredelimo glede na naslednje dejavnike:
• mikrobiološke lastnosti (vsebnost mikroorganizmov in bakterij),
• fizikalno-kemijske in kemijske lastnosti (temperatura, trdota, kislost, ... ),
• kemijske snovi (vsebnost raztopljenih kemijskih elementov),
• pesticidi,
• strupene snovi,
• radiološke lastnosti.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 4 -
V pitni vodi smejo biti vse primesi le do dovoljene koncentracije, ki jih navaja Pravilnik o
kakovosti pitne vode. Te so različne, vendar je jasno, da sme biti v vodi večji delež
neškodljivih kot škodljivih snovi, še manj pa sme biti strupenih primesi. Glede mikrobioloških
lastnosti pa v vodi praktično skoraj ne sme biti živih mikroorganizmov.
Predpogoj za kakovost pitne vode je naša ozaveščenost in ekološko ravnanje, saj so tekoče in
podzemne vode, ki služijo kot vir pitne vode, onesnažene po naši krivdi (promet, kanalizacija,
industrija, kmetijstvo). Zakon predpisuje varovanje okolice izvirov, vodohranov in zemljišč,
kjer se nahaja podtalnica, ki služi ali bo služila za črpanje pitne vode. Zakon predpisuje 3
vodovarstvena območja (varovanje prvega je najstrožje), kjer je prepovedano ali omejeno
gibanje, kmetijska in industrijska dejavnost ter gradnja.
2.2 Razlike v zahtevanem tlaku v razdelilnem omrežju
V ceveh, pa tudi pri porabnikih mora biti ustrezen tlak, ki omogoča delovanje naprav in
strojev (pralnih in pomivalnih strojev, plinskih grelnikov vode, ... ), ki pa ne sme biti prevelik,
saj prevelik tlak lahko poškoduje vodovodno napeljavo.
Največji dovoljeni tlak vode v vseh razdelilnih omrežjih, merjen na vodomerih porabnikov, je
praviloma 6 barov, to je 60 metrov vodnega stebra. Pri večjih višinskih razlikah med
vodohranom in porabniki temu pogoju zadostimo tako, da vodovodni sistem razdelimo na dve
(ali več) tlačnih con, tako da nikjer ne presežemo največjega dovoljenega tlaka.
Najmanjši predpisani tlak vode v razdelilnem omrežju, merjen na vodomerih porabnikov, je
odvisen od velikosti naselja:
• za naselja, kjer je manj kot 100 prebivalcev, ki jih napajajo iz lokalnih vodovodov:
1bar,
• za naselja s 100 do 2000 prebivalci: 1,5 bara,
• za naselja, kjer biva nad 2000 prebivalcev: 2 bara.
Vodomeri so običajno nameščeni v višini kleti ali pritličja stavb, zato je vodni tlak pri iztokih
(pipah) v višjih etažah še manjši. Na razgibanem terenu je naseljem težko zagotoviti ustrezni
vodni tlak. V takih primerih ga uravnavamo v vodovodnem sistemu tako, da zgradimo več
vodohranov in vodo prečrpavamo; včasih pa vgradimo razbremenilnike, s katerimi vodni tlak
ustrezno zmanjšamo. V višjih nadstropjih visokih stavb zadostnega vodnega tlaka ne moremo
zagotoviti, zato tam dodatno vgradimo hidroforje ali hidropake.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 5 -
Spoznati moramo:
• povezavo med pretokom, hitrostjo vode v cevi in prečnim prerezom cevi,
• dejanski največji tlak v cevi (hidrostatični tlak),
• izgube tlaka v cevi,
• dejanski najmanjši tlak v cevi.
2.3 Osnovna enačba pretoka
Osnova vsakega dimenzioniranja cevovodov je enačba za volumski pretok,: Avv *=Φ .
Volumski pretok pove volumen tekočine, ki v enoti časa steče skozi prečni prerez A. V
hidrotehnični stroki enačbo, ki podaja povezavo med pretokom (Q), hitrostjo vode (v) in
prečnim prerezom cevi ali vodotoka (A), zapišemo s simboli:
AvQ *= Enačba (2.1)
Q - pretok [m3/s] ali [I/s],
v - hitrost vode v cevi [m/s]
A - prečni prerez cevi [m2]
2.4 Lokalne izgube tlaka v cevi
Lokalne izgube tlaka v cevi računamo po Darcy-Weissbachovi enačbi:
( )loklinelokalinijskeg
vHHH ξξ +=∆+∆=∆ *
2
2
ln Enačba (2.2)
∆H - Izgube tlaka v cevi [m]
∆Hlinijske - Linijske izgube tlaka v cevi [m]
∆Hlokalne - Lokalne izgube tlaka v cevi [m]
v - hitrost vode [m/s],
g - zeme1jski pospešek (9,81 m/s2),
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 6 -
ξlin - koeficient linijskih izgub tlaka v cevi [1],
ξlok - koeficient lokalnih izgub tlaka v cevi [1].
Vemo, da trenje med vodo in steno cevi povzroča linijske izgube tlaka v cevi.
Za okrogle cevi linijske izgube tlaka izračunamo:
g
v
d
LH linijske 2
2
∗∗=∆ λ Enačba (2.3)
∆Hlinijske - izgube tlaka v cevi zaradi trenja med vodo in steno cevi [m]
L - dolžina cevi [m],
d - notranji premer cevi [m],
v - hitrost vode [m/s]
g - zeme1jski pospešek (9,81 m/s2),
λ - koeficient trenja: različen je, če se voda po cevi pretaka laminarno (gladko) ali turbulentno
(vrtinčasto). Za okrogle cevi je pri laminarnem pretakanju koeficient trenja, odvisen od
hrapavosti in notranjega premera cevi.
2.5 Izračun lokalnih izgub tlaka v ceveh
Lokalne izgube tlaka nastanejo v ceveh povsod tam, kjer je pretok moten: v krivinah, odcepih,
ventilih, iztokih, vtokih, vodomerih, razširitvah in zožitvah cevi. Posamezne lokalne izgube bi
lahko izračunali po enačbah, ki so podane v priročnikih.
Lokalne izgube so proti linijskim običajno majhne, zato jih pogosto kar zanemarimo (pri
dolgih cevovodih z malo priključki), ali jih upoštevamo skupaj z linijskimi izgubami tako, da
povečamo računske dolžine cevi za približno 10 %:
LLLLLL elokaskupno ∗≅≈
+=∆+= 1,1*100
10ln Enačba (2.4)
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 7 -
2.6 Gospodarne hitrosti vode v ceveh
Zapisani enačbi
∗=∆
g
v
d
LH lin 2
*2
λ in ( )AvQ ∗= pokažeta, da izgube tlaka naraščajo s
kvadratom hitrosti oziroma s kvadratom pretoka. Pri dimenzioniranju cevi je osnovni podatek
vedno največji pretok, na podlagi katerega izbiramo ustrezni premer cevi. Pogosto zlasti
nestrokovnjaki izberejo premajhen premer cevi (ker je cev lažja in cenejša), zaradi česar naj bi
dosegli predvideni pretok tako, da se poveča hitrost vode v cevi. Pri tem pa ne vedo, da se
izgube tlaka zelo, zelo povečajo, zaradi česar je mogoče, da bo izguba tlaka tolikšna, da voda
sploh ne bo tekla do vseh predvidenih porabnikov.
Bolje je, da izberemo debelejšo cev, čeprav je ta težja in dražja. Izgube tlaka so manjše. Pri
izbrani debelejši cevi je neugodno, da je pretok, predvsem ponoči, tako majhen, da voda
zastaja, oziroma miruje.
Izračuni pokažejo, da je gospodarna hitrost približno 1m/s; pri tanjših ceveh nekoliko manj, pri
debelejših nekoliko več. V preglednici 4.1 so za različne notranje premere cevi dN podane
približne gospodarne hitrosti v in z njimi povezani gospodarni pretoki Q.
Preglednica 2.1: Gospodarne hitrosti vode v ceveh
Notranji premer
dN[mm]
Gospodarni pretoki
Q[l/s]
Gospodarne hitrosti v
[m/s]
do 125 do 9,90 0,8
od 150 do 250 od 10 do 47 0,9
od 250 do 350 od 48 do 99 1,0
od 400 do 450 od 100 do 180 1,1
nad 450 nad 180 1,2
Razpredelnico običajno uporabljamo tako, da pri predvidenem največjem pretoku Qmax
odčitamo gospodarno hitrost in približni premer cevi. Nato izberemo cev in izračunamo
izgube tlaka.
2.7 Določevanje tlačnih izgub v praksi, dimenzioniranje cevi
Če upoštevamo, da lokalne izgube znašajo približno 10% linijskih, in to upoštevamo kot
pribitek dolžine cevovoda (1,1 . L), ter da je koeficient trenja A po daljšem času obratovanja
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 8 -
približno enak za vse cevi, ugotovimo, da lahko Darcy-Weissbachovo enačbo zapišemo
enostavneje:
( )g
v
d
L
g
v
d
L
g
vHHH
skupno
loklinelokalinijske 2
1,1
2*
2
222
ln ∗∗
∗≈∗∗=+=∆+∆=∆ λλξξ Enačba (2.5)
Za izračun poznamo:
• skupno dolžino Lskupno [m],
• pretok Q, ki ga mora zagotoviti izbrana cev [l/s, m3/s],
• zemeljski pospešek g [m/s2],
• sprejemljivo veličino energijskih izgub ∆E, pogosto zapisano kot izguba tlaka ∆H [m].
Neznanke so:
• notranji premer cevi d [m], pogosto označen s Φ ali DN (notranji premer),
• hitrost vode v cevi v [m/s], ki jo izberemo približno,
• koeficient trenja λ, ki je odvisen od hrapavosti in premera cevi.
V praksi za enostavna vejičasta omrežja izgube tlaka v ceveh odčitavamo iz razpredelnic, kjer
so že izračunane za 1 km cevovoda znanega notranjega premera (preglednica 2.2). Za izračun
koeficienta trenja je v preglednici upoštevan koeficient hrapavosti cevi nG = 0,012, kar ustreza
za večino cevi po daljšem času obratovanja. Za cevi s podanim zunanjim premerom, moramo
upoštevati notranji premer cevi tako, da odštejemo dvakratno debelino stene cevi. Tlačne
izgube pogosto želimo izračunati v odvisnosti od podanega pretoka. V takih primerih
računamo s pomočjo koeficienta K, ki je podan v isti preglednici, po naslednji, za prakso
prirejeni enačbi:
2 H QKLskupno ∗∗ =∆ Enačba (2.6)
∆H - izguba tlaka, podana kot višinska razlika [m],
Lskupno - skupna dolžina cevi [m],
K - koeficient, odvisen od trenja v cevi in premera cevi [s2/l2],
Q-pretok [m3/s]
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 9 -
Preglednica 2.2: Hidravlično dimenzioniranje vodovodnih cevi
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 10 -
Če želimo izgubo tlaka v [m] zapisati kot energijsko izgubo ∆E v [barih], jo izračunamo:
100
* yHE
∆=∆ Enačba (2.7)
∆E - izguba energije [bar];
∆H – izguba tlaka, podana kot višinska razlika [m]
y - prostorninska teža vode [kN/m3].
V praksi so običajno že določene lege objektov vodovodnega sistema in porabnikov, zato
poskušamo izbrati tak premer cevi, pri katerem tlačne izgube niso prevelike, hkrati pa želimo
izbrati čim manjši premer cevi, ki je seveda cenejši. Oba pogoja sta si v nasprotju, zato se
odločamo za gospodarno rešitev, pri čemer so pomembnejše izgube tlaka v ceveh.
3 CEVOVODI
Cevi so osnovni elementi cevovodov, ki jih vgrajujemo v vse cevovode. Iz ekonomskih in
okoljskih razlogov moramo zmanjšati vodne izgube, saj se v marsikaterem vodovodnem
omrežju izgublja tudi več kot tretjina dragocene pitne vode. Pogost vzrok so poškodovane,
dotrajane cevi.
Zaradi navedenega moramo cevi pravilno dimenzionirati in jih tudi pravilno vgraditi. Vodni
tlak v ceveh je običajno do 6 barov, praviloma pa uporabljamo cevi z nazivnim tlakom 10
barov (PN 10). Po potrebi, zlasti pri tlačnem cevovodu, se odločimo za višje nazivne tlake PN
16, PN 25,
Upoštevamo :
• zunanje statične obremenitve (vrsta terena in zemljine, vzdolžni nagib položenih cevi),
• ceno cevi (cevi iz modularne litine so dražje od alkatenskih cevi),
• ceno vgradnje, ki je odvisna od dolžine posameznih kosov, načina spajanja, cene
fazonskih kosov, pa tudi občutljivosti za poškodbe pri transportu in vgradnji,
• trajnost cevi (cevi iz modularne litine so obstojnejše od alkatenskih cevi),
• način spajanja: z objemko, prirobnicami, posebnimi spojkami, varjenjem,
• obstojnost proti koroziji.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 11 -
Pocinkane jeklene cevi
Jeklene pocinkane cevi, ki jih uporabljamo za hišne instalacije, lahko uporabimo tudi za
razdelilne cevovode manjših premerov. Spajamo jih s fazonskimi kosi, ki imajo navoje, na
cevi pa navoje vrežemo. Proti rjavenju od zunaj jih zaščitimo z varilnim trakom.
Jeklene cevi
Jeklene cevi so oblikovane in zvarjene iz trakov jeklene pločevine, za visoke tlake pa so
brezšivne. Zaradi velike nosilnosti jih (redko) uporabljamo samo za gradnjo tlačnih in glavnih
cevovodov. Spajamo jih z varjenjem. Znotraj niso zaščitene, zato jih kot vodovodne cevi
uporabljamo le izjemoma za manj agresivne vode. Po vgradnji jih zaščitimo proti rjavenju.
3.1 Večplastne cevi PE – Xc / Al / PE – Xc
Zaradi svojih dobrih lastnosti so se polietilenske cevi (slika 3.1), izdelane iz polietilena visoke
gostote, uveljavile pri gradnji vodovodov, ogrevanja in hlajenja - predvsem v razdelilnem
omrežju, kjer potrebujemo manjše premere cevi. Narejene so iz trdega polietilena (PE-HD),
zato so lahke (gostota je približno 1000 kg/m3), gladke, gibke, odporne proti obrabi, kislinam
in udarcem, mraz jim ne škodi, električno niso prevodne. Njihove manjše pomanjkljivosti so
možno raztapljanje v topilih in oljih ter gorljivost. Največ pripomb nanje je bilo zaradi
neizenačene kakovosti, saj so nekateri nesolidni proizvajalci dobavljali cevi, ki so se kmalu
pričele starati in pokati. Posamezne lastnosti teh cevi so prikazane v preglednici 3.1 in v
diagramih 3.1 ter 3.2.
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 13 -
Preglednica 3.1: Tehnični profil večplastnih cevi
Diagram 3.1: Izguba tlaka v določeni cevi glede na pretok vode
Univerza v Mariboru-Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 14 -
Diagram 3.2: Staranje cevi
3.2 Polaganje večplastnih cevi
Polaganje večplastnih cevi je hitro, saj so navite na kolute. Spajamo jih:
• z varjenjem s posebno napravo,
• s prirobnicami, med katere namestimo ploščata gumijasta tesnila,
• s plastičnimi spojnimi fitingi,
• s kovinskimi zobčastimi spojkami.