تصميم نظام إمداد الماء البارد: المباشر مقابل غير المباشر، وحجم الأنابيب، والمواد

يمكن لنظام إمداد الماء البارد الذي يوفر 12 لترًا في الدقيقة عند صنبور الطابق الأرضي أن ينخفض بسهولة إلى 5 أو 6 لترات في الدقيقة في الجزء العلوي من نفس المبنى. لم تتغير الأنابيب، لذا فإن السبب يكمن في مكان آخر: الضغط المتوفر عند ذلك المنفذ، والمسار الذي تسلكه المياه للوصول إليه، وقطر الفرع الذي يخدم التركيب. ومن الناحية العملية، يتم حل معظم مشاكل الماء البارد قبل وقت طويل من تثبيت الأنبوب الأول على الحائط. هناك ثلاثة اختيارات مبكرة تحدد النتيجة: نوع النظام، ومواد الأنابيب وقطرها، واستراتيجية الضغط والتخزين.

ما يتضمنه نظام إمداد الماء البارد فعليًا

الحدود مهمة. عادةً ما ينتمي كل شيء أعلى الصمام الحابس الوارد إلى مرفق المياه أو مالك العقار حتى العداد، وفقًا للقواعد المحلية؛ كل شيء في اتجاه مجرى النهر هو نظام توزيع المبنى. يحتوي تركيب الماء البارد الكامل عادة على العناصر التالية.

• أنبوب الخدمة: الخط المدفون من المبنى الرئيسي إلى المبنى، بحجم مناسب لذروة الطلب ومحمي ضد الصقيع وحركة الأرض.
• عداد المياه والصمام الحابس الرئيسي: نقطة العزل الأساسية المستخدمة في الإصلاحات والتسريبات والطوارئ.
• أنابيب التوزيع الداخلية: صاعدة أو عمود فقري بالإضافة إلى فروع تصل إلى كل تركيب.
• صمامات العزل: صمامات محلية في كل منطقة رطبة بحيث لا يؤدي إصلاح واحد إلى إغلاق المبنى بأكمله.
• خزان التخزين والصمام العائم: موجودان فقط في الأنظمة غير المباشرة، حيث تملأ المياه الرئيسية الخزان قبل التوزيع.
• التجهيزات الطرفية: الصنابير والصهاريج وسخانات المياه وأي نقطة يتم فيها سحب أو تسخين الماء البارد.
• حماية التدفق العكسي: فجوات الهواء، أو صمامات الفحص أو مجموعات منطقة الضغط المنخفض حيثما يوجد خطر التوصيل المتقاطع.

كل جزء من هذه الأجزاء يؤثر على الأداء. لا يزال العمود الفقري ذو الحجم الصحيح مع فرع صغير الحجم ينتج وابلًا ضعيفًا، ولا يزال الفرع ذو الحجم الجيد الموجود خلف صمام البوابة المغلق جزئيًا يوفر تدفقًا ضعيفًا.

الأنظمة المباشرة وغير المباشرة: القرار الأول

إذا كان ضغط التيار الكهربائي كافيًا وثابتًا، يكون النظام المباشر أسهل في التثبيت وأسهل في الصيانة ويوفر ضغطًا أفضل عند المخرج. إذا كان ضغط التيار الكهربائي ضعيفًا أو متقطعًا أو كان المبنى مرتفعًا، فإن النظام غير المباشر المزود بخزان تخزين يخزن الإمداد، على حساب انخفاض ضغط المخرج وروتين النظافة الإضافي.

حساب الضغط يستحق القيام به قبل الاختيار. توفر الجاذبية حوالي 0.1 بار لكل متر من الارتفاع، وبالتالي فإن مخرج الخزان على ارتفاع 10 أمتار فوق الدش يعطي حوالي 1 بار قبل فقد الاحتكاك. يمكن أن يفقد فرع مقاس 15 مم بأربعة أكواع 0.2 إلى 0.4 بار إضافي. وهذا يترك دشًا عمليًا ولكن غير ملحوظ. ادفع نفس الخزان على ارتفاع 5 أمتار فوق الدش وسيتغير الوضع بشكل كبير.

مواد الأنابيب لواجب الماء البارد

الماء البارد هو واجب ألطف من الماء الساخن، مما يوسع القائمة المختصرة العملية. الخيارات الرئيسية هي البوليمر المشترك العشوائي من مادة البولي بروبيلين، والبولي إيثيلين عالي الكثافة، والنحاس، والبولي إيثيلين المتقاطع والمركب متعدد الطبقات أنبوب . يعتمد الاختيار الصحيح على مكان تشغيل الأنبوب، وكيفية توصيله، وما يقبله الكود المحلي للاتصال بالشرب.

البولي بروبلين كوبوليمر عشوائي

يتم ربط هذه المادة، التي تغطيها معايير مثل ISO 15874، عن طريق الاندماج الحراري، مما ينتج وصلة متجانسة ومقاومة للتسرب بدون حلقات دائرية أو مذيبات. تغطي فئات الضغط PN10 وPN16 وPN20 معظم خدمات البناء. إن موصليتها الحرارية المنخفضة تحد من التكثيف على الخطوط الباردة، ويمكن لعائلة الأنابيب نفسها التعامل مع الماء الساخن المنزلي، مما يبسط التخزين والتركيب على الأنظمة المجمعة.

البولي ايثيلين عالي الكثافة

يعتبر أنبوب PE100، المحدد بموجب ISO 4427 أو EN 12201، هو الاختيار المعتاد لاتصالات الخدمة المدفونة والتشغيل الخارجي الطويل. إنه مرن، ويتحمل التسوية الأرضية، ويتم ربطه عن طريق الدمج المؤخرة أو الصهر الكهربائي. يتم وصف سمك الجدار بواسطة حقوق السحب الخاصة، لذا فإن انخفاض حقوق السحب الخاصة يعني جدارًا أكثر سمكًا ومعدل ضغط أعلى. بالنسبة لأنابيب المياه الباردة، يغطي PN10 أو PN16 الظروف البلدية والموقعية النموذجية.

النحاس والبولي إيثيلين المتقاطع

يظل النحاس شائعًا في أعمال التعديل لأنه صلب ومستقر الأبعاد ومألوف لدى معظم القائمين على التركيب. يتناسب البولي إيثيلين المتقاطع مع المسارات المخفية في الأرضيات والجدران لأنه ينحني حول العوائق ويحتاج إلى عدد أقل من المفاصل. تتطلب كلتا المادتين تحولات مقننة عند توصيلها بأنابيب البولي أوليفين، وتحتاج المعادن المتباينة إلى فصل عازل لتجنب التآكل الجلفاني.

الحجم والسرعة والضغط

الأنابيب ذات الحجم الصغير هي السبب الأكثر شيوعًا لضعف تدفق الماء البارد، كما أن الأنابيب كبيرة الحجم تهدر المواد وتبطئ الماء بدرجة كافية لتشجيع الركود. عادة ما تتراوح سرعة التصميم في بناء أنابيب المياه الباردة بين 0.5 و1.5 متر في الثانية، مع حوالي 2.0 متر في الثانية كسقف عملي على المدى الطويل. الحد الأدنى للضغط المتبقي عند المنفذ الأكثر حرمانا هو عادة 0.5 بار، في حين أن الضغط الساكن الذي يزيد عن 5 بار تقريبًا يبرر عادة صمام تقليل الضغط عند مصدر الإمداد الوارد.

يبدو تسلسل التحجيم القابل للتكرار هكذا.

1. قم بإدراج كل تركيبات وتدفق الماء البارد المقدر لها.
2. قم بتطبيق عامل التنوع، حيث لا تعمل جميع التركيبات في وقت واحد.
3. حجم العمود الفقري للمجموع المتنوع بسرعة مقبولة.
4. حدد حجم كل فرع ليناسب أكبر تركيب يخدمه، وليس المتوسط.
5. تحقق من الضغط المتبقي في أبعد وأعلى منفذ.

الضغط المفاجئ يستحق الاهتمام أيضًا. تولد الصمامات سريعة الإغلاق الموجودة على الخطوط عالية السرعة مطرقة مائية يمكنها كسر التركيبات وتفكيك المفاصل بمرور الوقت. إن الحفاظ على السرعات المعتدلة واستخدام صمامات الإغلاق البطيء في وصلات الغسالة والصهاريج يقلل من المخاطر دون تكلفة إضافية.

التخزين والنظافة والتدفق العكسي

يعتبر الماء البارد المخزن خطرًا مُدارًا وليس مشكلة تلقائية. وينبغي تغطية الخزانات وعزلها عن الحشرات وتهويتها من خلال فتحة مغطاة، ويجب أن تظل درجة حرارة المياه المخزنة أقل من 20 درجة مئوية للحد من نمو الميكروبات. إن عزل الخزان والمناطق المحيطة به، وإبعاده عن مصادر الحرارة، أهم من مادة الخزان نفسها. يجب أن يتبع التنظيف والتطهير المتطلبات المحلية، وعادةً ما يكون ذلك سنويًا للمنشآت المنزلية وبشكل متكرر في المباني التجارية.

تعتبر حماية التدفق العكسي التزامًا منفصلاً. عندما تتصل خطوط الري أو الغلايات أو المياه المعالجة أو أنظمة الإطفاء بشبكة الشرب، يلزم وجود فجوة هوائية أو مانع التدفق العكسي الميكانيكي. يجب تنظيف الأنابيب التي تم تركيبها حديثًا، وتطهيرها وأخذ عينات منها، عندما تتطلب اللوائح ذلك، قبل تسليم النظام.

الاختبار والتسليم

يعد اختبار الضغط الهيدروستاتيكي هو فحص القبول الوحيد الأكثر فائدة. الممارسة المعتادة هي اختبار ضغط العمل بمقدار 1.5 مرة والاحتفاظ به لفترة كافية حتى تستقر درجة الحرارة وزحف المادة، وغالبًا ما يكون ذلك لمدة ساعة واحدة لأنظمة البولي أوليفين، ثم فحص كل وصلة. يجب تسجيل وصلات الدمج بأرقام الدُفعات ومعلمات اللحام حتى يمكن تتبع أي فشل مستقبلي. بعد اجتياز الاختبار، يتم مسح النظام ومعالجته بالكلور عند الحاجة وإعادته إلى الخدمة بسجل موقع لضغوط الاختبار وفتراته.

ما يجب التحقق منه قبل الشراء

في المشروع الذي يتم فيه شراء الأنابيب بكميات كبيرة، تصبح الفجوات الصغيرة في المواصفات باهظة الثمن في الموقع. تغطي هذه النقاط معظم المخاطر العملية.

• يتوافق تصنيف الضغط وSDR أو سمك الجدار مع ضغط التصميم، مع هامش أمان معقول.
• بوليمر بكر ذو مصدر يمكن تتبعه؛ يتطلب المحتوى المعاد تدويره ملاءمة موثقة للتلامس مع مياه الشرب.
• تفاوتات الأبعاد والاستدارة، نظرًا لأن الأنبوب البيضاوي يندمج بشكل سيئ ويتسرب عند المفصل.
• شهادة ملامسة مياه الشرب ومعيار المنتج ذي الصلة.
• التركيبات من نفس النظام، لذا فإن معلمات الدمج والربط تتطابق مع الأنبوب.
• فترات زمنية متسقة للتسليم، لأن طاقم الاندماج المتوقف يكلف أكثر من تكلفة الأنبوب.

نادراً ما تفشل أنظمة المياه الباردة لأسباب غريبة. إنهم يفشلون لأنه تم اختيار نوع النظام دون التحقق من ضغط التيار الكهربائي، لأنه تم تحديد حجم الفرع من أجل الراحة بدلاً من التدفق، أو لأن الأنبوب بقي في الأرض لمدة موسم قبل أن يختبره أي شخص. احصل على التصميم والقطر والمواد الصحيحة في مرحلة التصميم، وتحقق منها من خلال اختبار الضغط المناسب، وسوف يتصرف التثبيت بشكل يمكن التنبؤ به لعقود من الزمن.