22
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

SODOBNI MATERIALI IN PRISTOPI K INSTALACIJAM

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

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

- 12 -

Slika 3.1: Večplastna cev HENCO

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.