Jaký by měl být tlak pro automatické zavlažování?
Jak vybrat správnou velikost potrubí pro automatický zavlažovací systém? – Toto je jedna z nejdůležitějších otázek ve fázi návrhu. Pokud v této věci uděláte chybu, hrozí v budoucnu obrovská rizika v nutnosti přepracovat automatický systém zavlažování trávníku jako celek. Cena této úpravy je srovnatelná s cenou systému jako celku. Pokud jste se ještě neseznámili s našimi cenami automatických zavlažovacích systémů, podívejte se sem.
Za prvé, pojďme zjistit, proč je výběr potrubí velmi důležitý v raných fázích návrhu. Pokud jste nečetli článek o nuancích designu, přejděte sem.
Jde o to, že všechna zařízení systému – sprinklery, vývody vody, kapací hadice, ventily atd. pracovat pod tlakem v systému. Navíc spotřeba vody každého sprinkleru velmi závisí na tlaku (viz tabulky v článku pro schéma umístění sprinklerů). To znamená, že pokud je v potrubí nedostatečný tlak vody, zavlažovač nebude schopen rozstřikovat vodu do vzdálenosti potřebné pro zavlažování a v důsledku toho trávník nebo rostliny vyschnou a odumřou.
Abychom se vyhnuli takovým smutným důsledkům, pojďme pochopit, jaké chyby mohou nastat při výběru velikostí potrubí. Pokud vás zajímají nuance týkající se návrhu automatických zavlažovacích systémů, podívejte se sem.
HDPE trubky se dodávají v různých velikostech – 16, 20, 25, 32, 40 atd. Pro vhodné velikosti potrubí se používají tvarovky odpovídající velikosti.
Velikost a tlak potrubí
Jak jsme již uvedli, sprinklery spotřebují určitý objem vody při určité hodnotě tlaku.
Tlak v potrubním systému je vypočítán tak, aby byla všechna koncová zařízení, jako jsou sprinklery, vybavena tlakem nezbytným pro jejich provoz – obvykle asi 3 atm. Tlak v systému je vytvářen zdrojem vody, například čerpací stanicí nebo městským vodovodem. Hodnota tlaku u zdroje musí být vyšší než u sprinklerů, protože zdroj potřebuje „protlačit“ určitý objem vody celým potrubním systémem, což je ztráta v důsledku tření vody o stěny potrubí. Čím větší je délka potrubí a čím větší jsou úhly natočení potrubí, tím větší by měl být tlak u zdroje v porovnání s tlakem u koncového spotřebitele.
Jednoduše řečeno, tlak v systému musí být takový, aby bylo možné „protlačit“ určitý objem vody potrubním systémem určité velikosti a nakonec získat daný tlak u koncového spotřebitele, řekněme 3 atm.
Je zřejmé, že potrubí musí mít přesně takovou velikost, aby zdroj mohl vytvořit potřebný tlak v potrubí.
Velikost potrubí a průtok vody
Konečně se dostáváme k dalšímu velmi důležitému pojmu – toku vody potrubím.
Velikost potrubí přímo souvisí s průtokem vody v potrubí – čím větší je průměr potrubí, tím více vody může procházet. Pro větší rozměr potrubí je však nutné vytvořit větší tlak, aby bylo možné potrubím „protlačit“ větší objem vody.
Jak již bylo zmíněno výše, pro správnou funkci koncových spotřebitelů je nutná nejen hodnota tlaku, ale také průtok vody.
Při určitém tlaku postřikovač spotřebuje určitý objem vody. Potrubí tedy musí projít samo sebou objem vody, který je spotřebován celkem všemi koncovými spotřebiteli, kteří „sedí“ na tomto potrubí. Protože automatický zavlažovací systém má obvykle strukturu podobnou stromu, ve které jsou trubky kmenem a větvemi stromu a listy jsou konečnými spotřebiteli, největší průměr trubek by měl být v těsné blízkosti zdroje vody. zásobování. A nejmenší velikost potrubí je k dispozici přímo koncovým spotřebitelům.
Příklad výběru potrubí pro zavlažovací systém
Uveďme příklad velikosti potrubí typického automatického zavlažovacího systému.
Máme pozemek 15 akrů. Zaléváme jich 10 akrů.
S ohledem na terénní a krajinné řešení jsme umístili 36 zavlažovačů se 180stupňovým zavlažovacím sektorem a 6metrovým poloměrem zavlažování. Při pohledu do tabulky (viz pravidla pro výběr zavlažovačů) je spotřeba takového spotřebiče 174 l/hod při tlaku 3 atm.
Celkový průtok všech sprinklerů je tedy 6264 l/h.
Pokud umístíme všechny zavlažovače na jednu trubku, pak budeme potřebovat trubku o výkonu 6264 l/h (jedná se o trubku o průměru 50 mm), stejně jako o objemu 6500 l. A proto potřebujete čerpadlo schopné „protlačit“ 6 m3 potrubím o průměru 50.
V zásadě je možné takový systém sestavit, ale z hlediska poměru cena/kvalita to není úplně vhodné. Takový systém bude znatelně dražší a jeho použití bude nepohodlné.
Rozumnější je zmenšit objem nádoby, průměry potrubí a zvolit menší čerpadlo. Toho je dosaženo rozdělením celkového počtu sprinklerů do zón. Tím se výrazně snižují náklady na systém jako celek.
V našem příkladu rozdělíme 36 postřikovačů do 3 zón po 12 postřikovačích. Dostaneme průtok každé zóny 6264 l/hod / 3 = 2088 l/hod. Pro každou ze zón budeme potřebovat potrubí 25 gauge v samotné zóně (na větvích) a 32 potrubí jako hlavní potrubí do každé ze zón (kmen stromu). A také kapacita 2 m3 je více než dostačující.
Zóny spustíme jednu po druhé.
V důsledku toho výrazně snížíme náklady na systém, pokud jde o náklady na potrubí, čerpací stanici a nádrž a také instalační práce. Typické ceny za automatický zavlažovací systém na klíč naleznete zde.
Abychom mohli začít navrhovat zavlažovací systém, budeme potřebovat plán místa. Zpravidla se územní plán provádí v měřítku 1:100, 1:200.
Bude nutné co nejpřesněji označit umístění stávajících a plánovaných objektů (stavba, stromy a keře, opěrné zdi).
Pokud má lokalita složitý terén, je vhodné zaznamenat změny nadmořské výšky.
Na místě je nutné určit místa, kde bude fungovat automatický zavlažovací systém, kapková závlaha a zajistit vývody vody (hydranty) pro péči o těžko dostupná místa.
Vezměme si jako příklad projekt vylepšení webu a zvažte všechny akce jednu po druhé.
Na místě je nutné automaticky zalévat trávník a záhony a zajistit hydranty.
Výběr umístění sprinklerů a oblasti jejich pokrytí
Pro zavlažování použijeme MP rotátory. Poloměr zavlažování pro rotační zavlažovače se pohybuje od 4 do 9 metrů:
- MP1000 – 4m.
- MP2000 – 6m.
- MP3000 – 9m.
Liší se také v úpravě sektoru zavlažování:
Nyní rozmístíme postřikovače podle plánu. Je lepší začít se slepou oblastí v blízkosti domu a dalších budov, stejně jako podél hranice pozemku a v rozích. V ideálním případě by mělo dojít k 100% překrytí (tj. jakýkoli bod na místě by měl být zaléván 2 zavlažovači).
Poté se podíváme, které oblasti nejsou zalévány (nebo nejsou dostatečně zalévány) a přidáváme postřikovače.
Katalog postřikovačů
Postřikovače a kryty postřikovačů
Trysky a trysky pro postřikovače
Nástavec pro postřikovač
Kořenový zavlažovací systém
Pojďme si spočítat spotřebu vody
Data vypočítáme pomocí údajů v tabulce 1
poloměr, spotřeba, l. poloměr, spotřeba, l.
Tabulka 1. Spotřeba rotátoru v závislosti na provozním poloměru a sektoru zavlažování.
(Údaje jsou uvedeny při provozním tlaku 3 bary.)
Údaje ve výkresu uspořádáme podle tabulky.
Celková spotřeba vody na jednu lokalitu bude 5,224 3 mXNUMX/hod.
Pro stabilní provoz čerpadla je nutné, aby se výkon různých zón nelišil o více než 25 %.
Rozdělme web na 2 zóny. Průtok největší zóny je 2,676 m3/hod., nejmenší 2,548 m3/hod.
Nyní můžete navrhnout pokládku potrubí a instalaci ventilu.
Návrh uložení potrubí a instalace ventilů
Při výběru průměrů potrubí je zohledněn vztah mezi rychlostí pohybu vody, hydraulickými ztrátami v potrubí a výkonem čerpací stanice.
Doporučená návrhová rychlost vody v potrubí z polymerních materiálů je 2,5-3,0 m/s.
Níže je tabulka rychlostí a průtoků. Pomocí něj můžete určit požadovaný průměr potrubí.
| průměr trubky OD, mm | rychlost vody, m/s | spotřeba vody, m.cub./hod |
| 25 | 2,5 – 3,0 | 2,94 – 3,53 |
| 32 | 2,5 – 3,0 | 4,43 – 5,29 |
| 40 | 2,5 – 3,0 | 7,47 – 8,96 |
| 50 | 2,5 – 3,0 | 11,7 – 14,0 |
| 63 | 2,5 – 3,0 | 18,7 – 22,32 |
Nám stačí trubka o průměru 32 mm.
Vybíráme místo pro instalaci nádrže, čerpacího zařízení a ovladače.
Voda ze studny (místního vodovodu nebo jiné) vstupuje do akumulační nádrže (hladina je regulována plovákovým ventilem), odkud je čerpána přes čerpací stanici do hlavního potrubí.
Hlavní potrubí (na obrázku černě) je vždy pod tlakem. Navazují na ni odbočky pro zalévání plochy (Tap1, Tap2) a odbočka hydrantů (Tap3), znázorněná na obrázku žlutě.
Větve (na obrázku červeně a modře) se zapnou pouze v určitou (určenou) dobu. Na nich jsou namontovány sprinklery.
Faucet1 a Faucet2 jsou elektromagnetické ventily, které se otevírají v daný čas, aby zalévaly určitou oblast.
Hydranty jsou umístěny v různých částech lokality. Jsou připojeny k hlavnímu potrubí přes ventil 3 (který je vždy otevřený), takže jsou vždy pod tlakem.
Hydrant umístěný na fasádě lze využít k mytí dlažebních kostek, aut, ale také k zalévání malých záhonů.
Hydrant na zahradě je nepostradatelný pro zalévání zahrady, bude zde také možnost kapkové závlahy.
Katalog potrubí pro zavlažování
HDPE kompresní šroubení
Kulové kohouty pro HDPE trubky
Mosazné kulové kohouty
Výběr čerpací techniky
Pro správný výběr čerpacího zařízení je nutné provést hydraulický výpočet. Jeho účelem je zjistit průtok a tlak čerpací stanice.
Hydraulický výpočet
Výpočet se provádí podél nejnepříznivější trasy potrubí přivádějícího vodu do sprinkleru nejdále od čerpací stanice nebo sprinkleru umístěného v nejvyšší nadmořské výšce.
V našem projektu se jedná o 1. pobočku.
1. Spotřeba vody
Průtok vody 13 sprinklery bude 2,676 m3/h.
2. Průtok v potrubí bude
Vypočteno pomocí vzorce V = Q/F, (m/s),
Q – průtok vody na kanál, m3/s;
F – vnitřní průřez potrubí, m,
F = π * D2/4 = 3,14 * 0,0252/4 = 0,00049 m,
kde D je vnitřní průměr trubky, m.
V = 0,0011/0,00049 = 2,24 m/s
3. Hydraulické ztráty na kanál (Hpk)
Tyto ukazatele budou součtem ztrát po délce a ztrát v důsledku místního odporu, tj.:
3.3. Ztráta délky
Ztráty délky se počítají pomocí Darcyho vzorce:
Нд = ξ * L * V2 / din * 2 * g, (m)
Můžete použít tabulku ztrát hlavy. (Viz Tabulka ztrát hlavy).
spotřeba, m3/hod
Při našem průtoku 2,676 m3/hod bude tlaková ztráta ve 100 m dlouhém potrubí 5,41 metru.
Délka odbočky ke vzdálenému sprinkleru je 30 metrů, respektive tlaková ztráta po délce bude 1,8 metru.
3.4. Ztráty v důsledku místního odporu
Místní ztráty odporu se vypočítají pomocí Weisbachova vzorce:
Nm = ξm * V2/2 * g, (m)
A postupně je rozdělujeme na:
- ztráty soustružením;
- ztráty větví;
- ztráty v uzavíracích ventilech.
Při soustružení se hodnota místního součinitele odporu ξm v závislosti na úhlu natočení α přebírá z tabulky:
| α | 30° | 40° | 50° | 60° | 70° | 80° | 90° |
| ξm | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,55 | 0,7 | 0,9 | 1,1 |
Na větvi jsou 3 otáčky pod úhlem 90°, vezmeme koeficient místního odporu rovný 1,1, pak: Нп = 3 * 1,1 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,84 m
U odboček se bere hodnota místního součinitele odporu ξm v závislosti na úhlu připojení odbočky.
Máme 2 větve s hodnotou lokálního koeficientu odporu ξm=1,5, tedy
— Notv = 2 * 1,5 * 2,242/(2 * 9,81) = 0,34 m
Protože průměr potrubí výpočtového kanálu je 32 mm, vybíráme elektromagnetický ventil o průměru 1″ z katalogu Hunter. Tlaková ztráta ve ventilu se odebírá podle harmonogramu uvedeného v katalogu.
Pro náš průtok budou 1,3 metru.
3.5. Celkový
Npk = 1,8 + 0,84 + 0,34 + 2 = 4,98 um.
Obdobně vypočítáme ztráty na tlakovém potrubí (Npm) od čerpacího agregátu do vrtu č.1. Budou Npm=0,54 metru.
3.6 Celková hodnota ztráty
V oblasti od čerpací jednotky po nejvzdálenější sprinkler to bude:
ΣНп = 4,98+ 0,54 = 5,52 m
4. Vypočítejte požadovaný tlak, který by čerpadlo mělo vytvořit na výstupu
Nn = Ng + Np + Nd, (m),
Ng – maximální geometrický rozdíl mezi značkou osy čerpadla a sprinklerem;
Нп — hydraulické ztráty v potrubí;
HP je tlak potřebný pro provoz sprinkleru.
Hn = 1,0 + 10,61 + 30 = 36,52 m = 3,7 atm.
Výběr čerpadla
Čerpadlo vybíráme z katalogu zařízení. Při dodávce 2,7 m3/hod musí být tlak na výstupu čerpadla minimálně 3,6 atm.
Pokud již máte čerpací jednotku nebo vesnický vodovodní systém, který vyhovuje provozním vlastnostem zařízení, lze je použít jako zdroj pro zavlažovací systém. V tomto případě bude produktivita kanálu určena produktivitou čerpací stanice nebo vesnické dálnice. Pro provedení výpočtu můžete postupovat z opačného směru, totiž na základě údajů o produktivitě Q zdroje a tlaku H vytvořeného v tomto okamžiku se určí tlak na nejvzdálenějším sprinkleru podél každého kanálu.
V zavlažovacích systémech, které používají čerpací zařízení, je žádoucí instalovat skladovací nádrže. Použití nádob umožňuje poskytnout objem vody potřebný pro zavlažovací cyklus, zahřátý na okolní teplotu. Obvykle jsou kontejnery instalovány v oblastech v ekonomických zónách a zdobeny živými ploty.