Vízellátás - csatornázás tantárgy programja. Tartalomjegyzék

Vízellátás - csatornázás tantárgy programja

Tartalomjegyzék TARTALOMJEGYZÉK

1

IRODALOMJEGYZÉK A TANANYAG ELSİ RÉSZÉHEZ

4

A VÍZELLÁTÁS – CSATORNÁZÁS TÁRGY PROGRAMJA

5

A tananyag 1. része A tananyag 2. része

5 5

A VÍZ TULAJDONSÁGAI

6

1. A víz fizikai tulajdonságai

6

2. A víz kémiai tulajdonságai

9

3. A víz biológiai, bakteriológiai tulajdonságai

A VÍZ ELİFORDULÁSA A TERMÉSZETBEN

12

13

1. A Föld, mint reakciótér

13

2. A víz a Földön

14

3. A vízszerzés lehetıségei

17

VÍZTERMELÉS KUTAKKAL

23

1. Történeti áttekintés 2.1. Ásott kutak 2.2. Süllyesztett kutak 2.4. A vert kutak 2.5. Az aknakút 2.6. A törpe csápos kút 2.7. Fúrt kutak - csıkutak 2.8. A mélyfúrású kút

23 24 26 28 29 32 33 34

3. A nyersvíz szállítása a kezelıtelepre

36

A TERMÉSZETBEN ELİFORDULÓ VÍZ TISZTÍTÁSA

37

1. Elızetes áttekintés

37

2. Tisztítóberendezések és technológiák 2.1. Gerebek 2.2. Dob- és szalagszőrık 2.3. Homokfogók 2.4. Ülepítık

38 38 40 41 42

1

2.5. Derítı medence 2.6. Szőrık 3. Vízben oldott szennyezıanyagok eltávolítása 3.1. Savtalanítás /CO2/ 3.2. Vastalanítás 3.3. Mangántalanítás 3.4. Vas- és mangántalanítás 3.5. Csírátlanítás

A VÍZ MENNYISÉGÉNEK MÉRÉSE

44 45 47 47 49 50 50 51

52

1. Történeti elızetes

52

2. A vízmérık feladata

52

3. A vízmérık osztályozása különbözı szempontok szerint 3.1. Az áramló közeg szerint 3.2. Az áráramló közeg hımérséklete szerint 3.3. A mozgó alkatrészek szemszögébıl 3.4. A vízmérı feladata szerint 3.5. A vízmérık pontossága szerint 3.6. Osztályozás beépítési helyzetük szerint 3.7. A csatlakozás, a kötési mód szerint 3.8. Rendszerük, felépítésük szerint

53 53 53 53 55 57 61 62 62

4. Vízmérıhely kialakítása

69

5. A vízmérık okozta ellenállás

72

6. A vízmérı kiválasztása

72

VÍZLÁGYÍTÁSI TECHNOLÓGIÁK

73

1. A vízben lévı szennyezı anyagok káros hatásai egy gızkazánházban 1.1. Ca- és Mg-sók 1.2. A kolloidálisan finom szemcsézető lebegı anyagok 1.3. Oldott szerves anyagok és sók 1.4. Alkalikus vegyületek 1.5. Oldott gázok

73 73 74 74 74 74

2. A kazánkı képzıdés folyamata

76

3. A keménységet okozó sók káros hatása a főtési rendszerekben

77

4. Vízlágyítási technológiák 4.1. Vegyszeres vízlágyítás 4.2. Ioncserés vízlágyítás 4.3. Fizikai eljárások 4.4. Termikus vízlágyítás

78 78 80 83 83

5. Termikus gáztalanító berendezés

84

HÁZI VÍZELLÁTÓ BERENDEZÉSEK 1. A lehetséges mőszaki megoldások

86 86

2

2. Atmoszférikus magastartályos házi vízellátó rendszer

87

3. Nyomólégüstös házi vízellátó berendezés 3.1. Szabad vízfelszínő nyomólégüstös házi vízellátó berendezés 3.2. Membrántartályos házi vízellátó berendezés

90 90 95

4. Összefoglalás

96

IRODALOMJEGYZÉK A TANANYAG 2. RÉSZÉHEZ

97

A TANANYAG 2. RÉSZE

98

NYOMÁSFOKOZÓ BERENDEZÉSEK

99

1. A nyomásfokozó berendezés feladata

99

2. A nyomásfokozás mőszaki berendezései 2.1. A nyomásfokozó berendezések csoportosítása 2.2. Nyomásfokozás nyomólégüstös berendezéssel 2.3. Nyomásfokozás atmoszférikus magastartállyal 2.4. Közmő kiegyenlítı medencék 2.5. Szivattyús megoldások

99 101 104 110 113 114

3. Nyomásfokozó berendezések számítása 3.1. Alkalmazott jelölések 3.2. Nyomásviszonyok értékelése, nyomászónák kialakítása 3.3. Nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés számítása 3.4. Új szempontok a tervezési munka során 3.5.Tervezési irányelvek a DIN 1988/5 elıírásai szerint 3.6. Atmoszférikus magastartályos berendezés számítása

118 118 119 122 128 129 136

4. Nyomásfokozó berendezések ipari alkalmazása

139

ÉPÜLETEK VÍZHÁLÓZATÁNAK KIALAKÍTÁSA, MÉRETMEGADÁSA

147

1. Vízhálózati rendszerek kialakítása, tervezési szempontok 1.1. Közmőre történı csatlakozás, bekötıvezeték, külsı alapvezeték 1.2. Épületen belüli alapvezeték, felszálló- és ágvezeték 1.3. Vízvezetéki szerelvények, berendezések

147 151 160 169

2. A vízhálózat méretezése 2.1. Méretezési alapadatok 2.2. Kisebb épületek csıhálózatának megadása 2.3. A hidraulikai számítás elve, menete 2.4. Méretmegadás nomogramok felhasználásával 2.5. A méretezés lehetısége számítógépes programokkal

173 174 176 178 182 183

3. Rézcsöves rendszerek 3.1. Rézcsöves vízhálózat kialakításának tervezési szempontjai, mőszaki megoldások 3.2. Lakóépületek vízhálózatának hidraulikai számítása német szakmai elıírások szerint (olvasmány)

184 184 185

ÉPÜLETEK CSATORNAHÁLÓZATÁNAK KIALAKÍTÁSA 1. A csatornahálózat kialakítása, tervezési szempontok 1.1. A szennyvíz és a csapadékvíz elvezetésének általános szabályai 1.2. A csatornahálózat kialakításának tervezési szempontjai

193 193 193 198

3

1.3. Csatornázási szerelvények 1.4. Csatornázási rendszerelemek (ACO)

209 213

2. Magasépületek csatornázási problémái 2.1. Problémafelvetés 2.2. Mőszaki megoldások 2.3. Ábrák

214 214 214 216

TÜZIVÍZ HÁLÓZATOK

219

1. Általános elıírások

219

2. Külsı tüzivíz hálózatok

221

3. Belsı oltóvíz hálózatok

224

4. Önmőködı zuhanyberendezés /Sprinkler/

226

5. Záporberendezések

230

Irodalomjegyzék a tananyag elsı részéhez (1) dr. Jakab Zoltán: Kompresszoros hőtés I. – II. Budapest, Magyar Mediprint Szakkiadó Kft. 2000 (2) Tóth Péter: Épületek vízellátása, csatornázása és gázellátása I., Mőszaki Konyvkiadó, Budapest, 1984 (3) Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó Budapest, 1981 (4) Kereszty Balázs: Vízellátás – csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, Budapest, 1995 (5) Vízellátás és csatornázási adatok, Szerk.: Völgyes István, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest 1986 (6) Ballai – Marton: Épületek vízellátása, csatornázása, gázellátása, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977 (7) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (1. rész) Magyar Épületgépészet, 1998 No. 5 pp. 33-35 (8) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (2. rész) Magyar Épületgépészet, 1998 No. 11 pp. 11-12 (9) Lehmann János: Vízmérık kiválasztása (3. rész) Magyar Épületgépészet, 1999 No. 1 pp. 25-27 (10) MOM Vízméréstechnika Rt. termékkatalókusai (11) Meszlényi Zoltán: Központi főtések töltıvizérıl, Magyar Installateur 2002 No.8 pp 15-17 (12) Meszlényi Zoltán: A vízkı "jó" hıszigetelı, Magyar Installateur 2002 No.8 p 18 (13) Meszlényi Zoltán: Gázos fogyasztóvédelem, Magyar Installateur 2002 No.8 pp 12-13 (14) Kozma Gyula: Újszerő megoldások a házi vízellátásban Magyar Épületgépészet 1996. No. 6 pp.9-10 (15) Wilo, Grundfos és Flamco termékkatalógusok,

4

A vízellátás – csatornázás tárgy programja A tananyag 1. része - A víz tulajdonságai - A víz elıfordulása a természetben - Víztermelés kutakkal - A természetben elıforduló víz tisztítása - A víz mennyiségének mérése - Vízlágyítási technológiák - Házi vízellátó berendezések A tananyag 2. része - Nyomásfokozó berendezések - Épületek vízhálózatának kialakítása, méretmegadása - Épületek csatornahálózatának kialakítása - Tüzivíz hálózatok

5

A víz tulajdonságai 1. A víz fizikai tulajdonságai -

Megjelenés

A tiszta víz átlátszó, szagtalan, íztelen folyadék. A mindenkori hımérséklet- és nyomásviszonyoktól függıen szilárd /jég/, folyékony és gáznemő /gız/ halmazállapotú lehet. Oldott /pl. alkohol/, emulgeált vagy szuszpendált formában folyékony, gáz és szilárd anyagokat tartalmazhat. Ezek az oldott anyagok a levegıbıl, a talajból, a meder fenekébıl, a vízgyőjtı terület felszínérıl jutnak a vízbe. Emulzió: két egymással nem keveredı folyadékból, például olajból és vízbıl álló rendszer. Az egyik folyadék részecskéi a másikban olyan finoman vannak eloszlatva /emulgeálva/, hogy szabad szemmel egynemőnek /homogénnek/ látjuk /ilyen pl. a tej/. Szuszpenzió: olyan folyékony - szilárd rendszer, ahol a folyadékban igen apró szilárd részecskék vannak egyenletesen szétoszlatva /szuszpendálva/. A szuszpendált szilárd részecskék mérete 500 mµ felett van. Ha a szilárd részecskék mérete ennél kisebb, 1 - 500 mµ közötti, akkor szuszpenzoidról beszélünk. -

Sőrőség, viszkozitás

A sőrőség és a viszkozitás a folyamatok kinematikáját, az ülepítést, a derítést, a szemcsés anyagon keresztüli szőrést, a transzport folyamatokat stb. egyaránt befolyásolják. A tavakban, tározókban a konvektív áramlást, a hımérséklet szerinti rétegzıdést, a folyadékok ellenállását stb. közvetett formában, tehát a víz kémiai és biológiai minıségét is alakítják. A tengervíz nagy sótartalma miatt nagyobb a sőrősége, emiatt könnyebben fennmarad a víz felszínén az úszó ember. A tengervíz sótartalma a földrajzi helyzettıl csaknem függetlenül közel állandó, mintegy 3,5 %. Fı komponensei a nátrium és a klorid ionok, kisebb mennyiségben a magnézium, kalcium, kálium és a szulfát ionok. A sótartalom sőrőségnövekedést, szennyezıdést jelent a kémiailag tiszta vízre és ez fagyáspont csökkenést és forráspont emelkedést jelent. A víz fagyáspontja és forráspontja nemcsak a nyomás, de a szennyezıdés mértékének is függvénye. Ezért tapasztalhatjuk pontos hımérséklet mérés esetén azt, hogy azonos légköri nyomás mellett valamivel magasabb hımérsékleten kezd forrni a csapolóból kivett víz, mint a desztillált, kémiailag tiszta víz. A tengervíz fagyáspontja átlag -2,12 °C. A víz sőrősége a víz hımérsékletétıl függıen változik. A folyékony víz legnagyobb sőrőségét 3,98 °C-nál éri el.

6

-

Hımérséklet

A természetes vizek, vízkészletek hımérsékleti viszonyai eredetük szerint különbözıek. - A felszíni vizek hımérséklete a hidrológiai viszonyoktól függıen erısen ingadozó. - A talajfelszín alatti ún. talajvizek hımérsékletére a külsı viszonyok már kisebb hatással vannak. - A mélyebb szintek felé haladva a víz hımérséklete egyre állandóbb, - A geotermikus viszonyoktól függıen elıfordulhat, hogy a mélyebb rétegekben, néhány száz, esetleg 1.000 m körüli mélységben magas hımérséklető, akár 80 - 100 °C-os vízkészletek találhatóak.

-

Szag és íz

A víz szaga és íze a benne oldott gázoktól és sóktól függ. A víz szagát és ízét befolyásolják még a vízben található tömegesen elpusztult mikroorganizmusok, szerves anyagok, H2S /kénhidrogén/ gáz a bomlási folyamatok során. Az oldott sók közül a kalciumszulfát /CaSO4/ fanyar, a nátriumklorid /NaCl/ sós, a magnéziumszulfát /MgSO4/ kesernyés ízt ad a víznek.

-

Szín

A természetes tiszta víz színe, ha a víz rétegvastagsága kicsi, színtelen, ha a vastagság nagy, halványkékes színő. A víz látszólagos színét a vízben található színes szuszpendált lebegı anyagoktól kapja. A víz tényleges színét a benne lévı oldott anyagok, a házi és az ipari szennyvizek határozzák meg.

-

Zavarosság, lebegıanyag tartalom

A víz zavarosságát a benne lévı szuszpendált anyagok idézik elı

-

Fényabszorpció

A napfény víz általi elnyelıdése /abszorpciója/ a következı szempontok miatt fontos: •

a fotoszintézis energiatároló folyamat, amelynek során szervetlen anyagokból /CO2 és H2O/ a klorofillt tartalmazó zöld növények a napfény energiájának felhasználásával szerves anyagot /glükózt/ építenek fel és emellett még oxigén /O2/ is keletkezik: 6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 - 4.187 kJ

A nap sugárzó energiájának hatására tehát az energiában szegény széndioxidból /CO2/ és vízbıl /H2O/ energiában gazdag glükóz /C6H12O6/ és oxigén keletkezik. Ez tette, illetve teszi lehetıvé a napenergia felhalmozódását a jelenlegi élılényekben és a korábban élt szervezetekben /kıszén, kıolaj/.

7

A növények csak a vörös, az ibolya és a kék színő fényt hasznosítják. Ez a klorofill fényelnyelési sajátosságaival van összefüggésben. A fotoszintézist már rövid idejő megvilágítás is elindítja, ezután az átalakulási folyamatok egy ideig sötétben is folynak. • •

az egyes baktériumok és más élı szervezetek a napsugárzás hatására elpusztulnak, a víz természetes színe a fotokémiai hatásokra színtelenedik → öntisztulás

-

Kalorikus jellemzık

A víz kalorikus jellemzıi állandó értékőek -

a víz fajhıje 4,187 kJ/kg K a víz fagyáshıje 334,94 kJ/kg a víz párolgáshıje 2.260 kJ/kg a jég fajhıje 2,093 kJ/kg K.

A négy jellemzı közül kettı, a víz és a jég fajhıje hımérsékletfüggı adat. A fentiekbıl kitőnik, hogy a víz kitőnı hıszabályozó közeg, ennek megfelelıen a külsı hıközlést tárolni képes. Az épületgépészeti rendszerekben ennek különös jelentısége van.

8

2. A víz kémiai tulajdonságai Kémiai értelemben tiszta víz a természetben nem fordul elı. A vízmolekula képlete : H2O .

-

Biokémiai oxigénigény /BOI/

Az az oldott oxigénmennyiség mg/l-ben, amely a vízben lévı szerves anyagok aerob baktériumok általi lebontásához bizonyos idıtartam és hımérséklet mellett szükséges.

-

A kémiai oxigénigény /KOI/

Az az oldott oxigénmennyiség, amely a szerves anyagok kémiai oxidációjához szükséges. KOI > BOI -

A víz pH értéke

A pH a hidrogénion /H+/ koncentráció tízes alapú negatív logaritmusa. A kémiailag tiszta víz nem elektrolit, mégis kismértékben vezeti a villamos áramot. A vezetıképességet a vízmolekulák disszociációja útján keletkezı hidrogén /H+/ és hidroxil /OH-/ ionok okozzák: H2O ⇔ H+ + OH– A kémiailag tiszta vízben a H+ és a OH- ionok koncentrációja egyenlı, azaz a víz semleges kémhatású: pH = -lg H+ = -lg 10 -7 = 7 Idegen anyagok jelenléte ezt az egyensúlyt megbonthatja és H+ vagy OH- többlet keletkezik. Ennek megfelelıen a víz savas vagy lúgos kémhatású lesz. • • •

a víz semleges kémhatású, ha a pH = 7, a víz savas kémhatású, ha a pH < 7, a víz lúgos kémhatású, ha a pH > 7, ill. pH ≤ 14

A pH értéke indikátorral határozható meg, például lakmusz papírral. A tengervíz pH -ja 7,5 …. 8,3 között változik. Ezeket az értékeket részben az atmoszféra széndioxid tartalma, részben az oldott karbonátok /pl.kalcit, aragonit/ állítják be.

9

-

A keménység

A természetes vizek keménységét a bennük lévı kalcium és magnézium ionok /sók/ okozzák. Az összes keménységet két összetevı alkotja: • • • • • •

a karbonát, vagy változó keménységet okozó sók forralással eltávolíthatóak, miközben kémiai összetételük megváltozik magnézium-hidrogénkarbonát; Mg/HCO3/2 kalcium-hidrogénkarbonát; Ca/HCO3/2 a nem karbonát, vagy állandó keménységet okozó sók forralással csak igen kis mértékben távolíthatók el. Az ilyen módon kiváló só megtartja kémiai összetételét magnéziumklorid; MgCl2 magnéziumszulfát; MgSO4 kalciumklorid; CaCl2 kalciumszulfát; CaSO4

A víz keménységének igen fontos szerepe van az épületgépészeti gyakorlatban. A legnagyobb gondot a vízkı következı tulajdonságai okozzák: -

hıvezetı képessége rosszabb, mint az acélé, ezért pl. ha a radiátor belsı felületén megtapad, hıszigetelı hatása van, elısegíti a fémek korrózióját különösen nagyobb nyomáson és hımérsékleten, hıtágulása eltér az acélétól, ezért a gızkazántestre kiváló vízkıréteg egyenlıtlenül lepattoghat, ezzel káros hıfeszültséget okozhat a gızkazán acél szerkezeteiben,

A kemény vízben rosszul habzik a szappan, kevésbé érvényesül annak tisztító hatása. A tiszta csapadékvízben azért szerettek régen az asszonyok mosni, mert a lágy esıvízben jól habzik a mosószer. A hazai gyakorlatban a keménység mérıszáma a német keménységi fok: nk°°. 1 német keménységi fokú az a víz, amelynek 1.000 ml-ében 10 mg kalciumoxiddal /CaO/ egyenértékő kalcium és magnézium só van oldott állapotban. Az ivóvíz azért oltja a szomjunkat, mert megfelelı mennyiségben és arányban tartalmazza a változó és az állandó keménységő sókat. Az ivóvíz legalább 8 nk°-nak megfelelı összes keménységet tartalmazzon és ebbıl a karbonát-keménység legalább 2 nk°-ot képviseljen. Külföldön ismertek a keménység meghatározásának más mérıszámai is: - angol keménység fok: 1 nk° = 1,25 angol keménységi fok, - francia keménységi fok: 1 nk° = 1,79 francia keménységi fok, - orosz keménységi fok,

-

Lúgosság

A természetben elıforduló vizek szinte kivétel nélkül lúgos kémhatásúak, amit a vízben lévı - hidrokarbonátok, valamint - a nátrium- kalcium- és magnéziumhidroxidok okoznak.

10

-

Széndioxid /szénsav/ tartalom

A széndioxid /CO2/ a víz és a levegı érintkezése, valamint a talajban és a vízben lejátszódó biológiai, kémiai folyamatok révén kerülhet a vízbe. A szabad széndioxidnak /a vízben szénsavnak/ két disszociációs foka van: CO2 + H2O → H2CO3 H2CO3 → H+ + HCO3H2CO3 → 2H+ + CO32A természetben elıforduló víz széndioxid /szénsav/ tartalmának az épületgépészetben amiatt van jelentısége, mert a szénsav agresszív, megtámadja a mésszel, betonnal és fémmel készült szerkezeteket. Emiatt kell például az ipari gızkazánok tápvizébıl eltávolítani a gázokat, így a széndioxidot is, mielıtt a tápvíz a kazánba kerül.

11

3. A víz biológiai, bakteriológiai tulajdonságai -

A víz biológiai közössége

A vízben található élılények életközösséget alkotnak, melyek tagjai az anyag- és energiaforgalomban betöltött szerepük szerint csoportosíthatók: - A termelı /producens/ szervezetek szervetlen anyagokból, vízbıl, széndioxidból a klorofill és a napfény energia segítségével szerves anyagot /cukrot/ hoznak létre /fotoszintézis/. Ide tartoznak a zöld növények. - A fogyasztó /consumens/ szervezetek a termelı szervezetek által elıállított szerves anyagot építik be testükbe. Ide tartoznak a klorofill nélküli növények, a gombák, az állatok. - A lebontó /reducens/ szervezetek az elhalt termelı és fogyasztó szervezeteket és ürülékeiket bontják le szervetlen anyagokká. Így újra hozzáférhetıvé teszik azokat a termelı szervezetek számára. Ide tartoznak a baktériumok. • •

A bakteriológiai minısítés célja a minıségi vizsgálat során megállapítják, van-e, és ha igen, milyenek a vízben található baktériumok, a mennyiségi vizsgálatok a vízben élı baktériumok mennyiségét határozzák meg.

- A Coli baktériumok A Coli baktériumok az ember bélrendszerébıl kerülhetnek a természetben található vízbe. A Coli baktérium a vastagbél baktérium flórájának fontos tagja, a szennyvízzel kerülhet a vízbe. A bélcsatornából kikerülve hólyaghurutot, csecsemıkori bélhurutot okozhat. A vizsgált víz kifogásolható, ha 100 cm3-re vonatkoztatott Coli baktériumszám: - klórozott vezetékes ivóvíz esetén 0,4 feletti, - klórozatlan vezetékes ivóvíz esetén 2,0 feletti, - fúrt kút esetén 4,0 feletti, - ásott kút és egyéb természetes ivóvíz esetén 20,0 feletti. A vizet egészségügyi szempontból a kóli-titer alapján minısítik. A kóli-titer az a legkisebb vízmennyiség cm3-ben, amibıl a Coli baktérium kitenyészthetı. Minél nagyobb ez a vízmennyiség, annál tisztább a víz. A vonatkozó elıírások szerint, ha 1 Coli baktérium található - 100 cm3 vízben, a víz tiszta, - 10 cm3 vízben, a víz elég tiszta, - 1 cm3 vízben, a víz gyanús, - 0,1 cm3 vízben, a víz fertızött, nem iható. -

Az összcsíraszám

A bakteriológiai minısítés másik módja az összcsíraszám meghatározása. Ebbe a fogalomkörbe különbözı elnevezéső bakteriológiai fertızık tartoznak. Ezek közül a leggyakoribb a pszeudomonasz, amely gyomorfekélyt okoz.

12

A víz elıfordulása a természetben 1. A Föld, mint reakciótér A Föld kémiai értelemben zárt rendszer, amely környezetével energia és anyagcserét folytat. A Föld teljes felületébıl - 70,8 " vízfelület, - 29,2 % szárazföld. A Föld mérések és megfigyelések számára közvetlenül észlelhetı részét ún. szféráknak nevezzük: -

Az atmoszféra a Föld össztömegének elhanyagolható része: 0,0001 %-a. A hidroszféra a tengerek, óceánok, folyók térsége, a Föld tömegének 0,03 %-át képviselik. A litoszféra /kızetöv/ a szilárd felsı réteg mintegy 70 - 100 km vastagságú része. Ma megfigyelhetı a felsı 16 km-es réteg. A bioszféra, ill. ökoszféra a Föld azon térségeinek összessége, ahol életjelenség tapasztalható, vagy valószínő. A pedoszféra /talajzóna/ a mikroorganizmusok, a növények és az állatok életteréül szolgál. A pedoszféra intenzív anyag- és energiecsere színhelye, a litoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra érintkezési felülete. A pedoszféra állandó átalakulásnak van kitéve.

13

2. A víz a Földön A víz kereken 1,38 ⋅ 1018 t /7,65 ⋅ 1022 mol/ összes tömegével a földfelület leggyakoribb molekuláris vegyülete. Sok élılény jórész vízbıl áll, közöttük az ember is. Az emberi szervezetben mintegy 60 %-ot tesz ki. Sok iparág számára a víz egyidejőleg nyersanyag, segédanyag, szállítóközeg. A vízmennyiség 97 %-a az óceánokban foglal helyet. A legjelentısebb édesvíz elıfordulásokat a sarkvidéki jég és a gleccserek képezik. A talajvíz és a felszíni vizek azok a legfontosabb források, amelyekbıl vízszükségletünket fedezzük. Jelenleg a világ összes éves édesvíz fogyasztása több, mint 3.000 km3. A természetes vízelıfordulásokra két jellemzı megállapítást tehetünk: - A minıségileg legjobb, legnagyobb tartalékok az emberi civilizációtól messze találhatók, s ily módon közvetlenül csak jóval kevesebb, mint 1 % -ukat használhatjuk fel. - A felhasználható víztartalékok a víz körforgása révén állandóan megújulnak, ami szoros kapcsolatban van a földfelület hıháztartásával. -

A víz globális körforgása

nem más, mint a napenergia által mőködtetett hatalmas desztillációs folyamat, amelynek anyagforgalma évenként mintegy 423.000 km3. Az óceánok az atmoszférán keresztül évente a szárazföldre 37.000 km3 vizet küldenek, melyet a szárazföld folyók segítségével hasonló mennyiségő vízzel kompenzál. A vízcsere az óceánok mélyebb és felületi rétegei között olyan intenzív, hogy a tengerbe ömlı édesvíznek az óceánok felületi rétegeinek összetételére legfeljebb csak regionális hatást gyakorol. Ezek a felületi rétegek a biológiai aktivitás színterei.

14

A víz körforgása a természetben (az anyagáram 103 km3/a egységben van megadva)

15

-

A Föld vízkészletei

Vízforrások Óceánok - felületi réteg - mélytengerek Sarkvidéki jég és gleccserek Talajvíz Tavak és folyók Atmoszféra Összesen

Mennyiség 1015 m3 1.340 57 1.283

Közepes tartózkodási Idı /a-1/ → [1/év]]

28

5.000

8 0,2 0,0015 1.376

600 7 0,0036

80 1.600

16

3. A vízszerzés lehetıségei A vízellátás céljait szolgáló víz eredete lehet: - felszínalatti, - felszíni és - újrafelhasznált. -

A felszínalatti vizek minısége általában ivóvíz minıségő, vagy viszonylag egyszerő tisztítással azzá tehetı, pl. vastalanítással, mangántalanítással, savtalanítással, gáztalanítással, fertıtlenítéssel. A felsorolt tisztítási technológiák közül több egy berendezésben egy idıben végrehajtható.

-

A felszín közeli víz /talajvíz/ kapcsolata a hidrológiai tényezıkkel /pl. csapadék utánpótlás, párolgás/ szoros, ezért a víztermelést érintı sajátosságai /pl. a termelhetı vízmennyiség, a vízfelszín szintje/ változók. Fizikai, kémiai tulajdonságaikra a környezet hatása /települések, mőtrágyák szennyezése/ elég szoros, ivóvízként való hasznosítását nehezítik.

-

A rétegvíz, a mélységi víz minısége /pl. artézi víz/ általában kedvezı és állandó, védettnek tekinthetı. Az emberi tevékenység hatásától lényegesen jobban védett, mint a felszín közeli talajvíz.

1. ábra A talaj rétegzıdése víztartó fedıréteggel (balra) és vízzáró fedıréteggel (jobbra)

17

-

A hegységi területek forrásvizei általában ivóvíz minıségőek, hazai jelentıségük kicsi.

-

A karsztvíz és hasadékvíz kevésbé védett, mennyisége és minısége is változóbb lehet. A karszt belsejében mozgó és felhalmozódó föld alatti víz. A felszínrıl részben beszivárgással, részben víznyelıkön át jut a karszt hasadékaiba és járataiba. Ipari felhasználás esetében általában lágyítani, ivóvízként fertıtleníteni kell, mert a természetes szőrıréteg /kavics, homok/ hiányában nem tisztul meg kellıképpen. A hazai karsztvizek felhasználása különösen iparvidékeinken nagyarányú /Miskolc, Várpalota, Pécs/.

-

A partiszőrés átmenet a felszíni és a felszín alatti vízszerzés között. A termelt partiszőréső vizek minıségét • a nyersvíz /pl. folyó/ minısége, • a parti réteg víztisztító képessége, és • a természetes úton pótlódó talajvíz minısége együttesen befolyásolja.

A hazai felszín alatti vizek mennyisége általában korlátozott. Ezek a vízkészletek - a nagy vízmővek, - a regionális rendszerek egyedüli vízbázisa aligha lehet. -

A partiszőrés

A partiszőréső vízszerzést - a felszíni vizet övezı, durvább vízáteresztı képességő, - a felszíni víztérrel közvetlen hidraulikai és hidrológiai kapcsolatban lévı, - jó szőrıképességő képzıdmények, tehát a folyók üledékei, hordalékkúpjai, stb. teszik lehetıvé. A partiszőréső vízszerzésre alkalmas képzıdmények - vastagsága 8 - 10 m, kivételesen 10 - 30 m, esetleg néhányszáz m, - szélességi kiterjedésük is változó, helyenként csak a partmenti keskeny sáv, máshol a parttal párhuzamos 200 - 300 m. A víz mozgását a folyók természetes állapotú parti sávjában a következı természetes adottságok együttesen határozzák meg: - a folyók vízállása, - a parti sávval még hidraulikai, hidrológiai összeköttetésben lévı terület beszivárgás viszonyai. Ha a parti sáv nincs megcsapolva, a víz mozgása kétirányú. Mesterséges megcsapoláskor az uralkodó mozgásirány a csapolóberendezések felé irányul. A partiszőrés lassúszőrési folyamat, ami azt jelenti, hogy a beszivárgó felszíni víz a fizikai, a kémiai és a biológiai részfolyamatok révén tisztul meg. A partiszőrés csak a kisebb mértékben szennyezett nyersvizet, folyóvizet illetve a beszivárgó háttérvizet képes megtisztítani. Ha a felszíni víz vagy a háttérvíz szennyezettsége elér egy kritikus értéket, a partiszőrés öntisztító kapacitása nem gyızi a folyamatos tisztítást, kimerül. Ilyenkor a partiszőréső víz minısége nem felel meg az elıírásoknak, egyes komponensek vonatkozásában utótisztításra szorul.

18

A partiszőrés elınye, hogy - eredendıen természetes jellegő folyamat, a tisztítást a természet biztosítja, - a tisztulási folyamat a természet törvényei szerint zajlik, - költségmentes. -

A felszíni víz

A felszíni víz lehet - folyóvíz, - állóvíz /természetes tó/, - mesterséges tározó, - tengervíz. A felszíni vizekre a hidrológiai tényezık közvetlenül hatnak, tulajdonságait közvetlenül befolyásolják: hımérséklet, öntisztuló képesség, diffúziós folyamatok, fizikai, kémiai, biológiai tisztaság. A felszíni vizek közül a mesterséges felszíni tározók, pl. a mederbeli tározás, a völgyzárógátas tározás, a körtöltéses tározás biztosítják a legkedvezıbb vízgazdálkodást. Ezáltal a vízhozam- és vízminıség ingadozás miatti ellátási gondok jelentısen csökkenthetık, amennyiben jól választották meg a tározó helyét és gondos az üzemvitel.

3. ábra Nagyobb vízfolyásban, ha a vízmélység is elegendı, a vízkivétel a folyásirányba lefektetett szívócsıvel oldható meg.

19

A felszíni vizek általában nagy mennyiségő, de kevésbé tiszta víz termelésére alkalmasak. A felszín alatti vízforrásokhoz viszonyítva kisebbek a termelés, de nagyobbak a tisztítás költségei. Magyarországon általában a vízmővek elsıdlegesen a fenti körülményekre is tekintettel a felszín alatti, majd másodlagosan a felszíni vizek termelésére törekednek. Az országban vannak olyan területek, ahol a felszíni víz jelentıs hányadát képezi a vízmővek által szolgáltatott vízmennyiség egészét tekintve. Erre példa Debrecen, ahol a Keleti Fıcsatornából vesznek ki jelentıs mennyiségő vizet és tisztítás után hozzákeverik a mélyfúrású kutak vizéhez. A fogyasztói hálózatba már kevert víz kerül.

-

Vízminıségi határértékek

A víznyerıhely jellegétıl független felszíni víz, talajvíz, védett rétegvíz ivóvízminıségi határértékek: Jellemzık Hımérséklet /°C/ Lebegıanyag /mg/l/ pH Össz. sótartalom /mg/l/ Össz. keménység /nk°/

Határérték megfelelı

tőrhetı

20

30

1

2

7,0-8,0

6,8-8,5

1.000

1.200

25

35

Megjegyzés kívánatos 7-15

minimum 5,0

A víznyerıhely jellegétıl függı ivóvízminıségi határértékek: Jellemzı KOI

Klorid

Ammónia

Nitrit

Víznyerı hely Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz Talajvíz Felszíni víz Védett rétegvíz

Határérték /mg/l/ megfelelı tőrhetı 2,5 3,5 3,5 4,5 10,0 15,0 80 100 80 100 250 350 0,1 0,2 0,2 0,5 1,0 2,0 0,1 0,3 0,1 0,3 0,5 1,0

20

-

Az újrafelhasznált víz

Az újrafelhasznált víz egyszer, vagy többször már használt víz. Erre lehetıség leginkább a termelı ipari üzemekben van, ahol egy technológiai folyamatról viszonylag tisztán lekerült vizet ugyanott, vagy egy másik folyamatban különösebb tisztítás nélkül tovább használhatnak. Egy technológiai folyamatot megjárt vizet, bármennyire tiszta is, az ivóvízhálózatba visszajuttatni, vagy ivóvízként felhasználni nem szabad. Példa az ipari célú újrafelhasználásra: -

-

egyszer történı újra hasznosítást jelent a • padozat tisztogatás, • WC-k öblítıvizeként történı hasznosítás, • átfolyó rendszerő gépi hőtıvíz, • kerti locsolás, stb. többszöri felhasználást jelent a • cirkulációs rendszerő gépi hőtıvíz /pl. szivattyúk, kompresszorok tömszelencéje, ill. hengerfej hőtés/, • ipari ammóniás hőtırendszerek evaporatív kondenzátorainak hőtıvize, • szökıkutak mőködtetése, illetve szökıkutak által történı víz visszahőtés.

4. ábra evaporatív kondenzátor (1)

1 ékszíjhajtású radiál ventilátor, 2 beszívórács, 3 cseppleválasztó, 4 hőtıközeg belépıcsonk, 5 csıkígyó, 6 kondenzátum kilépıcsonk, 7 víztálca, 8 szőrı, 9 szivattyú, 10 vízelosztó, 11 pótvízbevezetés, 12 túlfolyó, 13 leürítıcsonk,

21

Irodalomjegyzék: (16) dr. Jakab Zoltán: Kompresszoros hőtés I. – II. Budapest, Magyar Mediprint Szakkiadó Kft. 2000 (17) Tóth Péter: Épületek vízellátása, csatornázása és gázellátása I., Mőszaki Konyvkiadó, Budapest, 1984 (18) Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó Budapest, 1981 (19) Kereszty Balázs: Vízellátás – csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, Budapest, 1995

22

Víztermelés kutakkal 1. Történeti áttekintés A kútépítés nagyon régi tudomány, tulajdonképpen egyidıs az emberi kultúra történetével. Ott, ahol a civilizáció megjelent, vele egyidıben a kútépítés is jelentkezett, - mint a vízbeszerzés egyik fontos eleme, - mint a kultúra fontos alapfeltétele. A ma ismert egyik legrégibb kútleletünk a Gangesz völgyébıl való, mintegy 3 - 4.000 évvel korábbi idıkbıl.

1./ ábra Ásott kút (Ausztria, 1283)

23

2. Kúttípusok, a kútépítés általános menete Minden vízkitermelésre alkalmas kút tulajdonképpen három fı részbıl áll: - maga a kút, - a kútfej kiképzés, - a víztermelı eszköz. A kút győjti össze a vizet a felszín alatti rétegbıl és teszi lehetıvé, hogy a vízkitermelı eszközzel onnan vizet nyerjünk ki. A kútfej kiképzés arra való, hogy a vízkitermelı eszközöket tartsa, ill. a kutat a közvetlen külsı szennyezıdéstıl megóvja. Az elkészítés módja szerint a kutakat osztályozhatjuk: - ásott kutak, - süllyesztett kutak, - fúrott kutak, - vert kutak. Kutak csoportosítása rendszerük, felépítésük szerint: - ásott kutak /készítik ásással, süllyesztéssel/, - aknakút /készítik ásással, süllyesztéssel/, - csápos kút, törpe csápos kút, - csıkút /készítik fúrással/, - mélyfúrúsú kutak.

2.1. Ásott kutak Ásott kutaknak nevezzük azokat a kutakat, ahol - elıször kitermeljük valamilyen formában a kút gödrét a talajvízszint alá megfelelı mélységig és - utólag építjük bele a kút bélelését. A kút munkagödre az építés alatt vagy megáll magától, vagy dúcoljuk az építés alatt. Az ásott kút készítésével, vízadóképességével kapcsolatos adatok: • •

Az ásott kút készíthetı ásással, süllyesztéssel.

-

Az ásott kút 0,5 - 5 m3/d vízigény kielégítésére alkalmas, vele a terepszint alatt 12 m mélységen belül lévı vízadó réteg csapolható meg, általában a fenéken keresztül. A talajtörés ellen ∅ 6 - 16 mm-es vegyes szemcséjő kavicsréteg védi a fenekét /30 - 50 cm vastagságban/. A kút belsı átmérıje 0,8 - 1,5 m. A kútgyőrőket egymásra telepítve, saját súlyukat felhasználva süllyesztik. A talaj kietrmelése a talajvízszint alatti mélységbıl kézi erıvel lehetséges.

-

24

2./ ábra Ásott kút 1 elıregyártott kútgyőrő, 2 fedlap, 3 vágóél, 4 gyöngykavics terítés, 5 zúzottkı terítés

-

-

• • -

A vízszint elérése után a kút gödrét vízteleníteni kell. Kisebb hozamú és kisebb igényő kutakat vödörrel, nagyobb vízmennyiségeket szivattyúval víztelenítenek. A térszinten felállított centrifugál szivattyúval csak 6 - 7 m-re tudjuk a vízszintet leszívni a terepszint alá. Mélyebb kutak esetén a szivattyút le kell engedni. Még a legegyszerőbb kis családi ház vagy hétvégi kert vízellátásakor is célszerő a nyugalmi vízszint alá legalább 3 m-re lemenni, nedves, csapadékos idıszakban készülı kutak esetében még mélyebbre. Amikor a kútépítés közben víztelenítik az ásott kutat, ez már bizonyos fokú tisztítást is jelent. A tisztító szivattyúzással a vízadó kızetbıl a finomabb iszapos, a finomabb homokos részeket el kell távolítani. Az igényesebb célra készült kutakat a tisztító szivattyúzás után klórozni kell: klórmésszel /CaCl(OCl)/, vagy nátriumhipoklorittal /NaoCl/. A klózozás során az adott mennyiségő vegyszer beadagolása után 3 - 5 óráig állni hagyják a kútban a vegyszert, majd ismételten kiszivattyúzzák az egész kutat. A kútgyőrők hézagait, ahol egymáson felfekszerenek, a vízszint fölött cementhabarccsal el kell tömni, ki kell kenni, nehogy a felülrıl szivárgó szennyezett víz azokon bejuthasson a kútba.

25

-

A felsı győrő legalább 40 - 50 cm-re álljon ki a terepbıl, nehogy a szennyezett felszíni vizek belefolyjanak a kútba. Mivel a betongyőrős kút alulról táplálkozik, ezért a győrőket a vízzáró rétegig nem tehetjük le, mert kizárjuk a vízutánpótlást. Ha már lementünk a vízzáró rétekig /abban az esetben, ha nem süllyesztjük, hanem elızetesen kiássuk a kút gödrét/, kb. 1 m-es kavicsterítésre állítjuk a győrőket. A beton külsı fala és a kútgödör közötti hézagot célszerő kaviccsal kitölteni egészen a nyugalmi vízszintig.

2.2. Süllyesztett kutak Süllyesztett kutaknál a földkitermelést úgy végzik, hogy az elıre elkészített kútbélésen /pl. a kútgyőrőn/ belül emeljük ki az anyagot és a kútbélés lesüllyed. Ekkor a kút munkagödrét dúcanyaggal nem kell külön biztosítani még omlós talaj esetén sem.

3./ ábra A süllyesztett kút készítésének lépései

26

2.3. Fúrt kutak

A fúrt kutakhoz a talajban 10 - 160 cm átmérıjő lyukat fúrnak kézzel vagy géppel. Fúrás közben a fal beomlása ellen ún béléscsıvel biztosítanak, amit a lyuk mélyítésével engednek a fúró után. A fúróval fellazított anyagot - vagy magával a különbözı fúrószerszámokkal, - vagy öblítıvízzel, - vagy mind a kettıvel emelik ki a béléscsı belsejébıl. Ha a kívánt mélységet elérik, - a fúrószerszámot kiemelik, - a béléscsıbe perforált, lyukasztott csövet, ún. szőrıcsövet tesznek, - a béléscsövet visszahúzzák, - a már kihúzott béléscsı és a szőrıcsı közötti győrőt a szőrıcsı magasságáig kaviccsal kitöltik, - ezután a víz a szőrıcsövön keresztül jut be a kútba, miközben áthaladt a kavics rétegen. Az egyszerőbb fúrott kút esetén a vízadó homokréteg a terepszint alatt 20 - 30 m között van, alatta agyag található. A fúrt kutak mélysége elérheti akár a 2.000 m-t is.

27

2.4. A vert kutak A vert kutak, vagy más néven Norton kutak hazánkban ritkák. Készítésük lényege, hogy a tömör heggyel ellátott és megfelelı helyen kilyukasztott szőrıcsövet önmagában verik le a vízadó rétegbe, mindenfajta védıcsı nélkül. Kis mélységre készülnek: - max. 30 m mélységig, - átmérıjük zömmel 3 - 5 cm.

4./ ábra Vert kút (Norton kút)

28

2.5. Az aknakút Az aknakút már nagyobb vízigények kielégítésére alkalmas /500 - 3.000 m3/d/. Jellemzık: - vízadó réteg 12 m-ig, - a kút átmérıje 2 - 5 m, - a vízadó réteg magasságában a kút falát vízáteresztı módon kell kialakítani, pl. hézagolt téglafalazással, vagy vasbeton kútnál a betonba elhelyezett soklyukú téglákkal, - ha a fenék vízáteresztı, több rétegő kavicságy szükséges, különösen akkor elınyös, ha a vízadó réteg bı vízadó képességő, - a kút alakja legtöbbször kör, ritkábban négyszög.

5./ ábra Aknakút 1 döngölt agyag, 2 túlsüllyedést gátló vasbeton koszorú, 3 vasbeton, 4 gyöngykavics (∅4…10 mm), 5 merevítı vasbeton koszorú, 6 porózus beton megcsapoló felületek, 7 vágóél, 8 víz alatti háromrétegő kavicsszórás, 9 vízzáró réteg, 10 homokos kavics, 11 víz alatti beton Az aknakút készítésének befejezı munkafázisai: - kútfejkiképzés, - tisztító szivattyúzás, - a kút vízhozamgörbéjének elkészítése, - ha a kút ivóvízellátásra készült, akkor klórozás, - a klóros víz kiszivattyúzása, - vegyvizsgálat, bakteriológiai vizsgálat.

29

6./ ábra A kutak üzemi viszonyai 1 nyugalmi vízszint, 2 depressziós görbe, 3 leszívott vízszint (üzemi vízszint), 4 vízzáró réteg, 5 fedlap, szellızıcsı

A következı ábrán kutak vízhozamának növelésére látunk megoldást talajvízdúsítással. A megoldás lényege, hogy a kutak környékén vízszivárogtató medencéket építenek, amelyekbe felszíni vizet, vagy magasan fekvı rétegek talajvizét szivattyúzzák. A víz a talajon keresztül a kút depressziós terébe jut és növeli a kút vízhozamát. A talaj szőrıhatása elınyösen érvényesül.

30

7./ ábra Talajvíz dúsítása

31

2.6. A törpe csápos kút A törpe csápos kút az aknakutak sok szempontból továbbfejlesztett formája. Jellemzıi: - vízhozam 5.000 - 8.000 m3/d, - parti szőréső rétegbıl, egy helyrıl sok vizet vesz ki, - telepítési mélység 20 - 22 m, átmérı 2,2 m, - a csápokat kisajtolják, majd az aknában tolózárral zárják le, - a csáp szőrıcsı elemeket tartalmaz, - a csápok hossza 25 - 35 m, számuk két szinten 5 - 5 db, - az aknából a víz kiemelése búvárszivattyúval történhet, - maga a kúttest acéllemez henger, 16 mm vastag, 2,2 m átmérıjő.

8./ ábra Csápos kút

32

2.7. Fúrt kutak - csıkutak A fúrt kutak csoportjába tartoznak a csıkutak. A csıkút az egyik legfontosabb mai víztermelı berendezés. Jellemzıi: - partiszőréső és talajvíz kútként egyaránt jól alkalmazható 30 m fúrási mélységig, - általában kútsorban telepítik, - egy csıkút átlagos vízhozama 300 - 600 m3/d, - a réselt csıszakasz, a szőrıcsı a vízadó rétegben van, - a szőrıcsı anyaga lehet acél, azbesztcement, vízáteresztı beton, - a szőrıcsıben helyezik el a szívócsövet, amin keresztül a víz kiemelhetı. A szőrıcsı köré a csıpalást felületének védelmében és a kút vízhozamának növelése érdekében kavicsszőrı réteget alakítanak ki. Ez a réteg megakadályozza azt is, hogy a talaj finomabb szemcséi a kút vízterébe jussanak. A kavicsszőrı réteg kialakításához a szőrı- és a szívócsövön kívül két nagyobb átmérıjő tömör csı is szükséges, amit a szőrıcsıvel koncentrikusa hajtanak le. A csövek közötti körgyőrőket szőrıkaviccsal töltik meg úgy, hogy a belsı körgyőrőbe kerül a durvább szőrıkavics. A szőrıréteg elhelyezése után a köpeny- és a béléscsövet visszahúzzák. Számos esetben a csıkút szőrıcsöve egyben a szívócsı szerepét is betölti.

9./ ábra Csıkút felépítése 1 búvónyílás fedlappal, 2 az üzemi vízszint mérıcsöve, 3 elıre gyártott vasbeton kútakna, 4 szifonvezeték, 5 kútfej, 6 a kavicsszőrı ellenállását mérı csı, 7 szívócsı, 8 kútcsı, 9 rostált kavics (∅1…6 mm), 10 rostált kavics (∅6…20 mm), 11 szőrıcsı 7/80 mm-es résméretekkel, 12 iszapfogó, 13 fenéklemez, 14 agyagfekő, 15 terepszint,

33

2.8. A mélyfúrású kút • • •

Mélyfúrású kút alatt a 30 - 40 m-nél mélyebb, olyan fúrott kutat értünk, mellyel vízzáró réteggel fedett víztartó réteget csapolunk meg. Ha a nyugalmi vízszint a térszint alatt 6 - 7 m-nél mélyebb, a vizet búvárszivattyúval emeljük ki. Pozitív és negatív mélyfúrású kutak vannak, döntı többségben negatív kutak. Mélyfúrású kutak építése hazánkban már igen gyakori, mert 80 - 200 m közötti mélységben már rendszerint lehet alkalmas vizet találni. A kutak vízhozama tág határok között mozoghat: 30 - 200 l/min. A vízhozam függ a víztartó réteg szemcse összetételétıl, a vízutánpótlástól, a kútkiképzés technikai színvonalától.

10./ ábra Pozitív és negatív kút fogalmi értelmezése

34

Mélyfúrású kutak tisztítószivattyúzása A tisztítószivattyúzás célja a vízadó rétegben a kút palástja körüli térségbıl az áramlást gátló finom kızetszemcsék /iszap, homok, agyag/ eltávolítása, és így a kút körüli térben természetes szőrı kiképzése, fenntartása. A talaj szemcseösszetételétıl és egyenlıtlenségi fokától függ, hogy a rétegbıl milyen mérető szemcséket és milyen mennyiségben kell eltávolítani. Nyilvánvaló, hogy egy homokos kavicsrétegbıl igyekezni kell a homok túlnyomó részét eltávolítani, míg egy apró szemcsézető réteg esetében óvakodni kell attól, hogy erélyes szivattyúzással esetleg a réteg összeomlik. Különösen az egyenlıtlenségi fok szerepét kell hangsúlyozni: Egy vegyes szemcsézető rétegbıl aránylag sok apró szemcsét tudunk eltávolítani, jó rétegvíz alakul ki, a tisztítószivattyúzással többszörösére növelhetı a vízhozam. A tisztítószivattyúzás módozatai: - centrifugál szivattyúval csak kb. 6 - 7 m-re tudunk vízszintet leszívni, - a tisztító kompresszirozás ennél nagyobb mélységbıl is felszínre hozza a vizet és nagyobb tisztítási fokot lehet elérni /mammutszivattyú elve/.

11./ ábra Mammutszivattyú elve 1 sőrítettlevegı vezeték, 2 keverıfej, 3 a kifolyóhoz felemelkedı víz A mammutszivattyú rossz hatásfoka miatt gazdaságtalan, ezért a vízellátásban csak szükségmegoldásként alkalmazható. A vizet a szerkezet sőrített levegıvel emeli. A levegıvel keveredet víz sőrősége kisebb, mint a csövet körülvevı vízé, ezért a kisebb sőrőségő levegıvíz-(iszap) keverék a csıben felemelkedik és a felsı nyíláson kiömlik. Ez az intenzív vízkitermelés biztosítja, hogy a szívócsı környezetében lévı iszap távozzék a kútból. Ezt követıen, a szokásos üzemi vízkitermeléskor csak tiszta víz hagyja el a kutat.

35

3. A nyersvíz szállítása a kezelıtelepre A kutak által termelt vizet nyersvíznek nevezzük. Ez az esetek többségében valamilyen tisztítás nélkül nem használható fel. A víz a beszerzés helyétıl a tisztítótelepre többféle módon vezethetı: 2. Gravitációs vezetéssel, ha a kezelıtelep a termelés helyének szintjénél mélyebben fekszik. 3. Szivornyás rendszer esetében az egyes kutakból a szivornyavezeték a győjtıaknába szállítja a vizet. Az aknából szivattyú segítségével vezetik tovább. 4. Nyomóvezeték szükséges, ha a vízkezelı telep a víztermelés helyénél magasabb szinten fekszik.

12. ábra Szivornyás rendszer

36

A természetben elıforduló víz tisztítása 1. Elızetes áttekintés A természetben Magyarországon kevés helyen fordul elı olyan víz, amely tisztítás nélkül emberi fogyasztásra alkalmas állapotban a szolgáltatók rendelkezésére áll. Emiatt a felhasználásra szánt vízbıl a szennyezıdéseket el kell távolítani, a vizet felhasználásra alkalmassá kell tenni. A tisztítás - mechanikai, - kémiai és - biológiai folyamatok célszerő alkalmazásával valósítható meg. A víztisztítás alapelve, hogy elıször a durvább, majd a finomabb szennyezı anyagokat távolítjuk el, a minıségi igényeknek megfelelı mértékig.

-

Víztisztítási eljárások táblázatos összefoglalója

Tisztítási eljárás

A szennyezıdés formája úszó és lebegı szilárd

Mechanikai lebegı

Mechanikai kémiai

-

durva ∅ > 0,1 mm finom 0,1>∅>10- 4 igen finom ∅ < 10- 4 mm oldott

Kémiai

bakteriális

Biológiai

bakteriális szerves

A tisztítóberendezés gerebek dob- és szalagszőrık homokfogó ülepítımedence és szőrı derítımedence és szőrı savtalanító, vastalanító, mangántalanító, vas- és mangántalanító, lágyító, stb. klórozás ózonizálás, stb lassú szőrık /öntisztulás, mint magától lejátszódó folyamat/

37

2. Tisztítóberendezések és technológiák 2.1. Gerebek

A tisztításra kerülı felszíni vízbıl elıször a durvább szilárd, úszó /vagy lebegı/ szennyezıdéseket kell eltávolítani. Ilyen anyagok: fadarabok, ágak, széna, télen jégdarabok.

1. ábra Gereb A gerebekkel való tisztítás elsısorban a szivattyúk zavartalan mőködése szempontjából lényeges. A gereb lehet: - durva, vagy - finom gereb. A gereb pálcái közötti résszélesség - durva gerebeknél 20 - 30 mm, - finom gerebeknél 1,5 - 15 mm. Az ábrán látható finom gereb tisztítása forgókefével, nagyobb résszélességnél fésüs szerkezettel valósítható meg. A végtelen szalag mozog, a kefe /vagy féső/ forog. Anyaga rozsdamentes acél.

38

A 2. ábrán egy egyszerő gereb látható, mely nem más, mint egy vízkiemelı szivattyú szívócsövének rácsozott vége.

2. ábra Egy egyszerő gereb

39

2.2. Dob- és szalagszőrık A felszíni vizek kisebb mérető hordalékát dob- és szalagszőrık távolítják el. A szőrık anyaga fém- vagy mőanyagszövet, kb. 0,5 mm-es lyukmérettel. A dobszőrık lehetnek - gravitációs nyitott, ill. - nyomás alatti, zárt rendszerőek. A gravitációs nyitott dobszőrı alkalmazásával a derítı és a gyorsszőrı mőködése jóval kedvezıbbé válik. Közel állandó vízszint szükséges mőködtetéséhez, s utána gravitációs vízelvezetés szükséges.

3. ábra Gravitációs nyitott dobszőrı A szőrıfelület vízszintes tengelyre szerelt és a tengelyen forgatható hengeres dob. Palástjára szitaszövetet feszítenek, ez végzi a tisztítást. A dob nyersvíz felöli vége nyitott, másik vége a vízátnemeresztı kúpos felület miatt zárt. Emiatt a víz a hengeres paláston belülrıl kifelé szőrıdik, miközben a szennyezıdés a szitaszövet belsı felületén rakódik le. A dobnak - a rajzolt megoldás szerint - csak a zengely alatti felületrésze merül a vízbe. /Vannak olyan konstrukciók, amelyeknél a teljes henger a tisztítandó vízbe merül./ Az öblítısugár a szennyezıdést a dob belsı felületérıl az elvezetı vályúba mossa. A zárt dobszőrı elınye a nyitottal szemben, hogy a dobszőrı után nincs szükség újabb vízemelésre.

40

2.3. Homokfogók A homokfogó nem más, mint egy elıülepítı. Úgy méretezik, hogy a 0,1 mm átmérıjő homokszemcsék még leülepedjenek.

4. ábra Homokfogó Az iszapgyőjtıbıl üzemközben sőrített levegıvel, ill. víznyomással távolítják el az iszapot. A homokfogók fontosabb típusai: - hosszanti átfolyású, mechanikus kaparószerkezet nélküli, - hosszanti átfolyású, mechanikus kaparószerkezettel ellátott, - zárt, nyomás alatti homokfogó.

41

2.4. Ülepítık A gerebbel és a dob- és szalagszőrıvel mechanikailag tisztított víz általában további tisztításra szorul. A sorrendben következı eltávolítandó anyagok a lebegıanyagok. Ezek zömmel szervetlen anyagok. Az élı vízfolyás szervesanyag tartalma a folyó öntisztulása miatt a vízvétel helyén általában csekély, ezért a víztisztítás során a szervesanyag lebontása, ill. a szervesanyag tisztítás problémája nem merül fel. Az ülepítés során a szilárd szemcsés anyagot gravitáció hatására mesterségesen ülepítjük. Ekkor a folyadék és a szemcse egyaránt mozog. A folyadék vízszintesen elıre, a szemcse lefelé. Nem tévesztendı össze a ülepítés az ülepedéssel. Az ülepedés során a szemcse mozog, a folyadék azonban nyugalomban van. Az igen finom lebegı anyagok egyszerően a gravitációs erıtér hatására nem ülepednek. Ezeket a kolloidális mérető anyagokat csak vegyszer hozzáadásával lehet ülepíteni. Ezt a vegyszeres ülepítést nevezzük derítésnek. Az ülepítés és a derítés végsı soron rokon folyamatok, mivel mindkét eljárásnál ülepítéssel távolítják el a vízben lebegı anyagokat. Az ülepítı a vízelvezetés iránya szerint lehet - vízszintes átfolyású, - függıleges átfolyású. A gyakorlatban háromféle ülepítı berendezés terjedt el: - hosszanti átfolyású, vonólapátos kotrószerkezettel, - hosszanti átfolyású, lépcsızetes vízelvezetéssel, - sugárirányú átfolyású, körbeforgó kotrószerkezettel /Dorr- medence/. Hosszanti átfolyású, vonólapátos ülepítı A medence vízmélysége 1,5 - 2,5 m, szélessége gépi kotrás esetén 5 - 6 m, hossza a vízmélység 25- szöröse, de nem rövidebb, mint 30 m. A víz be- és elvezetésénél csökkenteni kell a turbulencia hatásokat. Az iszapot egy pályán haladó kotró kocsival lehet az iszapgödörbe kotorni, onnan szivató csövön keresztül lehet eltávolítani.

5. ábra Hosszanti átfolyású vonólapátos ülepítı

42

Sugárirányú átfolyású ülepítı Sugárirányú átfolyású ülepítı körbeforgó kotrószerkezettel látható a következı képen /Dorrmedence/:

6. ábra Sugárirányú átfolyású ülepítı Az ülepítı medence átmérıje 20 - 40 m, de vannak kisebb medencék is /átmérı 15 m/, vízmélység 1,5 - 2,5 m. A kotrószerkezet lehet egy- vagy kétszárnyú, a szárnyakat villamos motor forgatja.

43

2.5. Derítı medence A gravitáció hatására nem ülepedı igen finom, kolloidális mérető lebegı anyagok vegyszer hozzáadásával és pelyhesítéssel ülepíthetık. Ezt a több elemes folyamatot nevezzük derítésnek /pelyhesítés és ülepítés/. Derítıszerek: - alumínium Al2(SO4)3 ⋅ 18 H2O és - vasvegyületek FeCl3 ⋅ 6H2O , ill. FeSO4 ⋅ 7H2O A vízben lévı negatív töltéső kolloid szemcsék a Brown- mozgás következtében ütköznek a pozitív töltéső derítıszerekkel, pelyhesedésre képes rendszert alkotnak. A derítıkben három fontos folyamat játszódik le: - a derítı vegyszer bekeverése a vízbe, - a pelyhesítés /koaguláció/, - az ülepítés. Ezek a folyamatok egymás után játszódnak le. A derítıbıl kilépı víz ezután szőrésre kerül.

7. ábra Derítı berendezés Az ábrán vízszintes átfolyású derítı látható. A derítımedence egy ferde fallal van kettéosztva. Ez a pelyhesített vizet 180 °-os irányváltozással a ferde fal fölé vezeti és a víz a bukóvályún át távozik. A ferde fal belsı felületére leülepedett iszapot csörlıvel mozgatott kaparóval lehet eltávolítani. Csökkenti a turbulenciát, növeli a benttartózkodási idıt, ezzel hatásossá válik az ülepítés.

44

2.6. Szőrık A szőrés feladata, hogy az ülepítés, vagy a derítés után még a vízben maradt szennyezıdéseket eltávolítsa. A szőrıknek két nagy csoportja van: - gyorsszőrık /a szőrési sebesség kb. 10 m/h/. - lassúszőrık, /a szőrési sebesség kb. 0,1 m/h/, Gyorsszőrık lehetnek - gravitációs nyitott és - nyomás alatti, zárt. A gravitációs nyitott szőrık általában vasbeton szőrımedencék. A szőrıréteg felett az üzemi vízborítás max. 40 - 50 cm lehet, a szőrıréteg vastagsága 1,0 - 1,2 m, a szemcsék mérete 0,8 1,5 mm. Öblítéskor a szőrıréteg szemcséit lebegtetni kell. A szőrıfenék lehet gerendás, szőrılapos vagy dréncsöves megoldású. A szőrıanyag ne hulljon át.

8. ábra Gravitációs nyitott szőrı

45

Nyomás alatti zárt gyorsszőrı látható az ábrán. Az elfáradt, eltömıdött szőrıtest tisztítása, regenerálása alulról vezetett öblítıvíz - levegı elegy segítségével történik. Közvetlenül csatlakoztatható a fogyasztói hálózathoz is. Elınye a kisebb helyigény, a könnyebb megvalósíthatóság.

9. ábra Zárt gyorsszőrı

A lassúszőrık nemcsak mechanikailag, hanem biológiailag is tisztítják a vizet. A hangsúly a biológiai tisztításon van, ezért biológiai szőrınek is nevezzük. A különbözı íz- és szaganyagok eltávolítására is alkalmas. A lassúszőrıre csak kevésbé szennyezett vizet vezethetnek rá. A ≈ 50 m2 alapterülető vasbeton szerkezető medence 3 réteg vízzáró vakolattal készül, mélysége ≈ 3 m. A lassúszőrı rétegfelépítése /felülrıl lefelé haladva/: - szőrı feletti vízréteg ≈ 100 cm, - kavicsréteg, /∅ 2 - 10 mm/, ≈ 25 cm, - homok szőrıréteg, /∅ 0,3 - 0,75 mm/, 120 cm, - durva kavics, 20 cm, - újabb kavicsréteg, 20 cm, közöttük acél dréncsı, ∅ 150 mm.

46

3. Vízben oldott szennyezıanyagok eltávolítása A vízben oldott vas- és mangánvegyületeket, a széndioxidot /CO2/, a kellemetlen ízt és szagot adó egyéb oldott anyagokat el kell távolítani. Az oldott szennyezıdések eltávolításának módozatai: - savtalanítás, - vastalanítás, - mangántalanítás, - vas- és mangántalanítás, - csirátlanítás.

3.1. Savtalanítás /CO2/ A vízben lévı szabad széndioxidnak az a része, amely az egyensúlyi széndioxidon túl van jelen a vízben, agresszívé teszi a vizet, el kell távolítani. A vízben lévı szabad széndioxid megtámadja - a meszet, - a betont, - a vasat. A savtalanítás lehet: - kémiai, - mechanikai. A kémiai eljárás során - a vizet olyan szőrıanyagon vezetik át, ami a szénsavat /CO2 -ot/ megköti, vagy - ilyen anyagot adagolnak hozzá, pl. ha a vizet márvány vagy égetett dolomit zuzalékon vezetik át: CaCO3 + H2O + CO2 = Ca/HCO3/2 A kémiai savtalanítás során a víz keménysége növekszik, ezért ez az eljárás elsısorban lágy vizeknél alkalmazható.

47

A mechanikai savtalanítás lényege, hogy a vizet nagy felületen érintkeztetjük levegıvel, s a levegı a szénsavat /CO2 - t/ a vízbıl kimossa. A víz csörgedeztetése pl. falapokon történhet. A berendezés korrózióvédelmérıl gondoskodni kell.

10. ábra Mechanikai savtalanító berendezés

48

3.2. Vastalanítás A vas szervetlen /hidrokarbonát, szulfát/ és szerves /huminsav/ vegyület formájában lehet jelen a vízben. A vas a vízben - egyes baktériumok és algafajták elszaporodását segíti, - mosásra alkalmatlanná teszi /foltot hagy a mosott ruhán/, - kellemetlen /vasas/ ízt ad a víznek. Eltávolítását nem egészségügyi, hanem inkább praktikus, hétköznapi okok indokolják. A vas eltávolítása - szerves anyagokhoz kötötten: erısen oxidáló vegyszerrel /pl. klór, káliumpermanganát, ózon/ történhet, - szervetlen anyagokhoz kötötten: légoxidációval, ill. szulfátok esetén mésztej adagolásával történhet: légoxidáció: 4 Fe/HCO3/2 + O2 + 2 H2O = 4 Fe/OH/3 + 8 CO2 ↓ szőrés mésztej adagolás: 2 FeSo4 + 2 Ca/OH/2 + O + H2O = 2 CaSO4 + 2 Fe/OH/2 ↓ szőrés A légoxidáció gyakorlatilag levegıztetést jelent: - nyitott vastalanító, - zárt vastalanító. A zárt vastalanító - elınye a nyitottal szemben, hogy hálózatra csatlakoztatható és kisebb beruházási költséget jelent, - hátránya, hogy kis felülethez nagyobb levegımennyiség szükséges, valamint az, hogy nem annyira biztos üzemő. Zárt vastalanító berendezést látunk az ábrán.

11. ábra Zárt vastalanító berendezés

49

3.3. Mangántalanítás A mangán a vízben kellemetlen fekete uszadékot képez, lerakódásokat okozhat, az uszadékos víz fogyasztása undort kelt, szintén elszennyezheti a mosott ruhát. Eltávolítása légoxidációval történhet, de a vastalanításhoz képest eltérı körülmények között: - lúgos közeg, - intenzívebb oxidáció /levegıellátás/, - katalizátor jelenléte szükséges.

3.4. Vas- és mangántalanítás A vas és a mangán általában együtt fordul elı. Eltávolításuk módja is hasonló: légoxidáció. Általában a jó mangántalanítás feltételei megfelelnek a vastalanításnak is, hiszen a mangántalanítás feltételei szigorúbbak.

50

3.5. Csírátlanítás A csírátlanítás célja a vízben lvı mikroorganizmusok, baktériumok, vírusok elpusztítása annak érdekében, hogy a víz minısége megfeleljen az egészségügyi elıírásoknak. A leggyakoribb eljárások: - klórozás, - ózonizálás, - kezelés ibolyántúli sugarakkal, csírátlanítás ultrahanggal. A leggyakrabban alkalmazott klórozás csírátlanító hatását a következı kémiai egyenletek írják le: Cl2 + H2O = HCl + HClO A hipoklórossav tovább bomlik sósav molekulává és atomos oxigénné. A tényleges csírátlanítást a nagyon reakcióképes atomos oxigén / O′/ végzi: HClO = HCl + O′ A klórozás, a klór adagolásának módszere lehet: - kisebb vízmennyiséget erısen klóroznak és ezt adagolják a szükséges intenzitással a kezelendı, csıvezetékben áramló vízhez, - a klórt közvetlenül a kezelendı vízhez adagolják automata adagoló berendezés segítségével. A keletkezett sósav a víz állandó keménységét növeli: 2 HCl + Ca/HCO3/2 = CaCl2 + 2 H2O + 2 CO2

12. ábra Klórozó berendezés

51

A víz mennyiségének mérése 1. Történeti elızetes A felhasznált víz mennyisségének mérésével kapcsolatos igény azóta merült fel, amióta fizetni kell érte. - 1623-tól mért térfogatú tárolókat helyeztek el a fogyasztóknál. Ezekbe kötöttek be, és ahányszor megtöltötték, annyit fizettek. - 1872-ben Párizsban 900.000 fogyasztó közül 700 fizetett fogyasztás szerint. - 1883-ban már dugattyús mőködéső, szakaszos üzemő vízmérı mőködött. - 1911-tıl már szárnykerekes vízmérıt használnak. - 1932-ben forgódugattyús /térfogatkiszorítás elvén mőködı/ vízmérıt használnak. - Egyes nagynevő vízmérı gyárak már 100 éves múlttal rendelkeznek, pl. a Zenner vízmérık gyártói közül az elsı Karl Adolf Zenner 1903-ban Saarbrückenben rakta le a vállalat alapkövét.

2. A vízmérık feladata A vízmérık összegzı mennyiségmérık, a szolgáltató által a fogyasztónak átadott víz mennyiségének mérésére szolgál /két leolvasás közötti idıszakra vonatkozóan m3 mértékegységben/. Nem tévesztendık össze a pillanatnyi térfogatáram meghatározására szolgáló eszközökkel, például a rotaméterekkel. A vízmérık pillanatnyi térfogatáram mérésére önmagukban nem alkalmasak. Erre csak akkor van mód, ha egyidejőleg idıtartamot is mérünk, és a mért idıtartam, valamint az ezidı alatt átfolyt vízmennyiség ismeretében számolhatunk térfogatáramot /pl. m3/h, vagy lit./min mértékegységben megadva/.

52

3. A vízmérık osztályozása különbözı szempontok szerint 3.1. Az áramló közeg szerint Az átáramló közeg szerint megkülönböztetünk - ivóvíz mérıt, - kútvíz mérıt, - öntözıvíz mérıt, - iparivíz mérıt, - szennyvíz mérıt, - hımennyiség mérıt, stb. A közeg jellemzı tulajdonságaitól /pl.a szennyezettség mértékétıl/, ill. az elhelyezés körülményeitıl /pl. a kútvízmérı 90°-os könyök helyére építhetı be/ függıen más- más technikai megoldás szükséges.

3.2. Az áráramló közeg hımérséklete szerint A hımérséklettıl való függést döntıen az alkalmazott alkatrészek hımérséklettőrése /mőanyag elemek/ határozza meg. -

hidegvíz mérı, 30 °C - ig, /rövid ideig 50 30 °C - ig/, melegvíz mérık, 90 °C - ig, forróvíz mérık, 150 °C - ig,

3.3. A mozgó alkatrészek szemszögébıl Víz, illetve más folyadék mennyiségét egymástól nagyon eltérı elven mőködı eszközökkel lehet megmérni. Egyfajta csoportosítás szerint vizsgálhatjuk a kérdést a következıképpen is: - Mozgó alkatrészt tartalmaznak a mechanikus mérık, melyekre általában jellemzı az egyszerő konstrukció, viszonylagosan olcsó ár. Ezek az eszközök a víz mennyiségének mérésére kiválóan alkalmasak. - Mozgó alkatrészt nem tartalmaznak a felsorolt mőszerek. Ezek általában ipari igényeket elégítenek ki, például különleges tulajdonsággal bíró áramló folyadékok mennyiségének mérésére szolgálnak. Ilyen közeg lehet pl. a tej, ami értelemszerően vízmérıvel nem mérhetı, vagy a vegyiparban savas, lúgos, stb. folyadékok. • zárt házas mérık: indukciós mérık, ultrahangos mérık, örvényleválás elvén mérık, • nyitott csatorna: a csatornában áramló közeg magassága arányos a mennyiséggel /magasság mérésrıl van szó/, A felsorolt mérıeszközök közül a mágneses induktív átfolyásmérık ismertetjük:

mőködési elvét

53

A mágneses induktív átfolyásmérı alkalmas minden olyan folyadék, paszta, pép mérésére, mely rendelkezik bizonyos villamos vezetıképességgel. Ezek a készülékek pontosan mérnek, nem okoznak többlet nyomásesést, nincs mozgó alkatrészük, messzemenıen elhasználódás mentesek, kémiailag rezisztensek. Mérési elv: A mágneses induktív átfolyásmérık a villamosan vezetı anyagok térfogatáramát mérik. Az átfolyásmérés alapja a Faraday- féle indukciós törvény. Ha mágneses térben villamos vezetı anyagot mozgatnak -ebben az esetben a mérendı anyagot- akkor abban feszültség indukálódik. Az átfolyó anyagban indukált feszültséget elektródával érzékeljük. Ez a feszültség a mágneses indukcióval, az elektróda távolsággal, valamint a közepes áramlási sebességgel arányos.

54

3.4. A vízmérı feladata szerint A vízmérı a szolgáltató és a fogyasztó szemszögébıl tekintve az elhelyezés szerint lehet - fımérı a bekötıvezetékben, - mellékmérı pl. társasház esetében az egyes lakásokban.

Fımérı és mellékmérı elhelyezése (régi építéső házak esetében elıfordul, hogy az utólagos beépítés lehetıségével nem minden lakó él) Az utcai gerincvezetékrıl egy telekre csak egy lekötés létesíthetı. A szolgáltatóval a vízmérıre, ill. az általa mutatott fogyasztási értékre történik szerzıdéskötés, akár ténylegesen is megkötik azt, pl. nagyfogyasztók esetében, akár nincs konkrét szerzıdéskötés, csak beüzemelik azt, pl. a lakosságnál. A tényleges elszámolás mindig a fımérı által mért mennyiségre vonatkozik. A víz átadási pontja a fımérı után 10 cm., ill. ha közel van, akkor az elsı szerelvényig. A fımérı a szolgáltató tulajdonában van, általában a telekhatáron belül, a telekhatár közelében kialakított vízmérı aknában elhelyezve. Ha mellékmérık követik a fımérıt, akkor két eset lehetséges: - teljeskörő a mellékmérı ellátottság, - nem teljeskörő. Az egyes fogyasztók /családok/ a szolgáltató felé a lakásukban felszerelt mellékmérık által mutatott fogyasztás szerint fizetnek. A szolgáltató felé történı elszámolás kérdése: Ha teljeskörő a mellékmérı ellátottság, - és a mellékmérık által mért vízmennyiségek összege éves idıszakra vonatkozva kevesebb, mint a fımérı által mutatott érték, akkor a lakóközösség a különbözetet megfizeti a szolgáltatónak, - ha a mellékmérık által mért mennyiségek összege kisebb, mint a fımérı által mutatott érték, akkor a szolgáltató visszatérít a lakóközösség felé. Ez azért van így, mert az elszámolási pont a fımérı.

55

Ha nem teljeskörő a mellékmérı ellátottság, - a mellékmérıvel ellátott lakások a szolgáltató felé közvetlenül csak a saját fogyasztásuk után fizetnek, - a szolgáltató a lakóközösség felé a fımérı által mutatott fogyasztás és a nem teljeskörően felszerelt mellékmérık által mért fogyasztások összege közötti különbséget számlázza ki. Ezt a különbséget ezuztán a lakóközösség közös képviselıje szétosztja a mellékmérıvel fel nem szerelt lakásokban élı családok között az elızetesen rögzített megállapodás /pl. a lakások alapterüle/ alapján. A mellékmérık a fogyasztók tulajdonában vannak, az ı lakásukban, ezért a vízmérı leolvasása bizalmi elv szerint történik. A szolgáltató ugyanis csak akkor mehet be a lakásba, ha a fogyasztó ezt megengedi. Ha nem, akkor a szolgáltató köteles a fogyasztó által közölt mérıállást elfogadni. A szolgáltató ebben a kapcsolatban nem járhat rosszul, mert ha a fogyasztó kevesebb vízfelhasználást vall be, mint a tényleges, a különbséget a lakóközösség fizeti ki a fı A fizetés és a nem fizetés kérdése Ha valamelyik fogyasztó nem fizet, teljesen nem zárható ki a vízszolgáltatásból. Ez nemcsak egyéni fogyasztókra vonatkozik, hanem társasházi közösségekre is. A ma érvényes vonatkozó rendeletek szerint, ugyanis minden ember számára naponta legalább 30 liter vizet biztosítani kell, még nemfizetés esetében is /természetesen csak akkor, ha lakásuk rá van kötve a vezetékes hálózatra/. Nemfizetés esetén a szolgáltató a következıképpen korlátozhatja a fogyasztást: - Ha olyan fogyasztóról van szó, akinek önálló lecsatlakozása van a közüzemi hálózatról, pl. családi ház, társasház, akkor közvetlenül a mérıóránál szőkítı körgyőrő blindet tesznek a vezetékbe. • családi ház esetében ez valódi korlátozást jelent, • többszintes társasház esetében a felsıbb szinteken nagyobb, az alsókon kisebb mértékő a korlátozás, - Ha a társasháznak csak az egyik lakója nem fizet, a mellékmérınél nem helyezhet el szőkítı elemet a szolgáltató, mert • nem az ı tulajdonában van a mérı, • nem mehet be a lakásba, ha a lakó ezt nem engedi. Ilyen esetben is az egész épület korlátozása a megoldás. - Másik korlátozási lehetıség, ha idıkulcsos elzárást valósítanak meg. Ekkor a személyenkénti 30 l/nap vízmennyiséget úgy biztosítják, hogy csak bizonyos napszakban, akkor is csak igen rövid idıre biztosítják a vízvétel lehetıségét. Ez akkor jelent fokozottabb korlátozást, ha ez az idıszak az éjszakai órákra esik. A szolgáltatók tapasztalata, hogy a nemfizetık a korlátozást követıen igen rövid idın belül rendezik a számlát.

56

3.5. A vízmérık pontossága szerint A vízmérıket a vízmérés pontossága alapján pontossági osztályba sorolják. Így beszélünk A -, B - és C osztálypontosságú mérıkrıl. A mérés pontosságára jellemzı paraméterek: - A - osztályú: Qmin = 0,04 Qn - B - osztályú: Qmin = 0,02 Qn - C - osztályú: Qmin = 0,01 Qn Az ún. hibagörbe alapján értelmezhetjük az egyes fogalmakat:

A vízmérık mőködésére jellemzı hibagörbe

57

-

Qmax : maximális térfogatáram, amellyel a vízmérınek még szabatosan és károsodás nélkül, a gyártó által meghatározott ideig, vagy annak hiányában 5 percig mőködnie kell, és pontossága a hibahatáron belül legyen még. Ha Qmax térfogatáramnak megfelelı vízmennyiség áramlik át a vízmérın, akkor a nyomásesés 1 bar /érték körüli/.

-

Qmin : az a legkisebb térfogatáram, amelyen a vízmérınek a legnagyobb hibahatáron belül /± 5%/ kell mőködnie,

-

Qn : névleges térfogatáram, a maximális térfogatáram fele m3/h mértékegységben, Qmax Qn =  /m3/h/ 2 A névleges térfogatáramon a mérınek normál üzemeltetési körülmények között tartósan, rendeltetésszerően kell mőködnie.

-

Qt : átmeneti térfogatáram: az a térfogatáram, amelyen a vízmérı hibahatárai megváltoztatják az értéküket /átlépi a +2 %-os értéket/,

-

A mérı mérési térfogatáram tartománya az a tartomány, amelyet a maximális és a minimális térfogatáram határol. Ez a tartomány két részre van osztva /alsó és felsı zóna/, melyeket az átmeneti térfogatáram választ el egymástól.

-

Legnagyobb megengedhetı hibák: • az alsó zónában ± 5 %, • a felsı zónában ± 2 % /hidegvíz mérıknél/.

Egyes irodalmi források a fogalommeghatározások vonatkozásában a fentiektıl némely esetben eltérı módon fogalmaznak. Például: a vízmérı névleges térfogatáramát úgy adják meg, hogy akkor áramlik a névleges térfogatáramnak megfelelı vízmennyiség a mérın keresztül, ha a nyomásesés a mérın 1 bar. -

Nyomásesés Qmax értéknél: • szárnykerekes vízmérıknél ∼1 bar, • axiális /Woltmann/-mérıknél ∼ 0,1 bar.

-

Qi : indulási érzékenység az az alsó térfogatáram, amelynél a mérı éppen mérni kezdi az átfolyó vízmennyiséget. Például egy konkrét NA 40-es mérı adattáblája szerint: • B - osztályú mérınél: Qi = 50 l/h, Qmin = 120 l/h • C - osztályú mérınél: Qi = 5 l/h, Qmin = 25 l/h

58

-

A vízmérık gyári ismertetıjében általában a következı adatokat adják meg /pl. az NA 50es mérető B- osztálypontosságú Schlumberger Woltmann mérınél/: • névleges átmérı 50 mm, • maximális térfogatáram 50 m3/h /Qmax/, • csúcsterhelés /néhány percig/ 90 m3/h, • névleges térfogatáram 25 m3/h, /Qn/, • havi max. térfogatáram 18.000 m3/hó, • 10 órás terhelhetıség/nap 37,5 m3/h, • 2 %-os pontossági határ 0,75 m3/h, /Qt/, • 5 %-os pontossági határ 0,5 m3/h, /Qmin/, • indítási térfogatáram 0,2 m3/h, /Qi/, • maximális üzemi hımérséklet 50 °C, • maximális üzemi nyomás 20 bar, • maximális próbanyomás 32 bar, • a mérı minden helyzetben beépíthetı, • térfogatáram 1 bar nyomásesésnél 50 m3/h, /Qmax/, • nyomásesés névleges térfogatáramnál 0,23 bar, /Qn/, • be- és kiömlési szakasz pl. mérı elıtt 3x Dn, utána 2x DN szabad egyenes csıszakasz, esetleg utalás arra, hogy a mérı tartozékai biztosítják a szükséges mérető egyenes csıszakaszokat.

Nyomásveszteségi diagram látható a képen

59

A hosszú be- és kiömlési szakasz jól látható a képen

60

3.6. Osztályozás beépítési helyzetük szerint -

csak vízszintes helyzetben építhetık be, vízszintes vagy függıleges helyzetben egyaránt beépíthetık /gyártmánytól függıen/, minden helyzetben beépíthetı, csak függıleges csıszakaszba építhetı be /pl a felszállóágas mérı/,

Egyes esetben az osztálypontosság változhat a beépítési helyzettıl függıen: Pl. a Schlumberger FLOSTAR-M mérı - vízszintes csıszakaszba szerelve C- osztálypontosságú, - függıleges csıszakaszba szerelve B- osztálypontosságú.

Felszállóágas mérı

61

3.7. A csatlakozás, a kötési mód szerint - menetes vagy - karimás csatlakozással, de mindenképpen oldható kötéssel, elıtte, utána kiszakaszoló szerelvénnyel.

3.8. Rendszerük, felépítésük szerint A hétköznapi gyakorlatban a legelterjedtebb vízmérık -

a szárnykerekes mérık, amelyek esetében a mérıkamrában a szárnykerékre a víz radiálisan érkezik, a beömlés és a kiömlés síkja azonos, • az egysugaras mérıknél a szárnykerékre egy sugárban érkezik a víz, • a többsugaras mérıknél a házba több nyílásból érkezik a víz a szárnykerékre, és több nyílásból távozik,

Egy- és többsugaras vízmérı

62

-

a Woltmann vízmérık, amelyek esetében a forgó mérıkerékre a víz axiális irányból lép. • Ezek a mérık nem lakásvízmérık, kommunális létesítmények, ipari üzemek fogyasztásmérıi. • Méretük NA 50-tıl kezdıdik. • Vízszintes és függıleges helyzető beépítés lehetséges, gyártmánytól függıen/.

Woltmann vízmérı szerkezeti rajza és beépítése 1 vízmérı, 2 egyenes csı(10 D hosszúságú), 3 elzárószelep, 4 egyenes csı (5 D hosszúságú),

63

-

Kombinált vízmérık, amelyek egy beépítéssel szerkezetükben összeépítve egy nagyobb és egy kisebb mérıt tartalmaznak. • Olyan helyen alkalmazzák, ahol jellemzıen elıfordul kis és nagy fogyasztási idıszak. • A kisfogyasztási idıszakban a kisebb mérı méri az átáramló vízmennyiséget, a vízfogyasztás növekedésével automatikusan megtörténik az átváltás és fordítva.

Kombinált vízmérı Minden vízmérı esetében a szakszerő beépítéshez elızetesen ismerni kell a megengedett beépítési helyzetet. Ezt az információt a termékkatalógusból kell kivenni. Ennél a mérınél a beépítésre vonatkozóan a következı található a katalógusban: - A csıvezeték helyzete: vízszintes  - A számláló helyzete: felfelé ↑

64

A szárnykerekes vízmérık lehetnek - szárazon futók /a számlálószerkezet házában nincs víz/, - nedvesen futók /a számlálószerkezet házában víz van, közvetlen a kapcsolat a számlálószerkezet és a járókerék háza között/ és - vannak félszáraz mérık /a számlálószerkezet házában nem víz, hanem más folyadék, pl. glicerin van, a két ház között nincs semmilyen kapcsolat/.. Szárazon futóknál a számlálószerkezet és a szárnykerék ház szét van választva: - tömszelencés tengelyen át, ill. - mágneses kuplungos a kapcsolat. A tömszelence "meghúzásának" mértéke befolyásolja a mérı pontosságát, az indulási érzékenységet. A nedvesen futóknál elmaradnak a tömszelence okozta veszteségek. Lakóépületek esetében általában - vízóra aknában nedvesen futót, - lakásba szárazon futót szerelnek. A félszáraz mérınél a dobszámláló burkolt, szigetelt, glicerines folyadékkal van feltöltve, így szennyezıanyag tartalmú és korrózív ivóvizek mérésére is kiválóan alkalmasak.

Nedvesen futó, vízmérı aknába szerelhetı mérı

65

A következı ábra egy termékkatalógusból lett kimásolva. Jól látható, hogy sok információt tartalmaz.

Szárazon futó lakásvízmérı és fontosabb jellemzıi

66

A kútvízmérık 90 °-os könyök helyére építhetık be, kis méretekben kútaknában is.

Kútvízmérı

Hımennyiségmérı a távfőtéssel rendelkezı lakások vagy egyéb helyiségek egyedi hıenergia felhasználás mérésére szolgál.

Hımennyiségmérı

67

68

4. Vízmérıhely kialakítása A vízmérıhely kialakítása alapvetıen a területileg illetékes szolgáltató kívánalmainak megfelelıen, az érvényes mőszaki elıírások figyelembevételével történik. Ha az épület a telekhatártól beljebb fekszik, vízmérı aknát kell építeni. Ha az épület a telekhatáron, vagy ahhoz igen közel helyezkedik el, akkor a vízmérıt az épületen belül telepítjük. Az akna a telekhatárra épül, attól legfeljebb 0,5 m-re. Jellemzı mérete 800x1000 mm-tıl 1600x2500 mm-ig terjedhet, mélysége pedig általában a bekötıvezetéktıl függ. Az akna mérete a vízmérı nagyságától függ. A mérıkötés NA 50-es méret alatt szelepekkel vagy csapokkal egyaránt kialakítható, e méret fölött tolózárakkal szerelhetı. Golyóscsapok esetében, különösen a nagyobb méreteknél a hirtelen zárás és nyitás lehetısége miatt nyomásütésre lehet számítani. A mérı elıtti elzáró helye az utcán a járda alatt vagy az aknában, közvetlenül a mérı elıtt alakítható ki (a szolgáltató igénye szerint). Szükséges szerelvények a mérı elıtti és utáni elzárókon kívül a visszacsapó szelep és az ürítı szelep. A következı ábrán a vízmérı elhelyezésének néhány lehetséges módja látható:

69

A bekötıvezeték elrendezése, vízmérıhely kialakítása

70

A következı ábra: NA 20 és NA 25 mm-es vízmérıhely (akna) rajza.

71

5. A vízmérık okozta ellenállás A vízmérı ellenállása a térfogatáram négyzetével arányos, tehát a mérın átfolyó tetszıleges térfogat és a hozzá tartozó ellenállás között a következı összefüggés írható fel: V h1/2  =  Vn hn1/2 ahol - Vn a mérı névleges terhelése, m3/h - Hn a mérı ellenállása a névleges térfogatáram átfolyásakor, v.o.m. - V a mérın átfolyó víz térfogatárama, m3/h - h a mérı ellenállása ugyanennél a térfogatáramnál, v.o.m.

6. A vízmérı kiválasztása Az épületek vízellátásával foglalkozó hazai szabványok /MSZ 04.132-91/ nem adnak útmutatást a vízmérık méretének meghatározásához. Más irodalmi forrásokra, illetve a gyártómővek ajánlásaira kell hagyatkoznunk. Ezen források alapján megállapítható, hogy a vízmérı kiválasztásánál feltétlenül ismernünk kell a mérı elhelyezésére szolgáló vezetékszakasz mértékadó terhelését és a szakaszról ellátott fogyasztók napi vízfogyasztását. A fentiek ismeretében az élettartam vizsgálat és a maximális terhelhetıség meghatározása elvégezhetı. A mérı kiválasztásánál a rajta maximálisan megengedhetı nyomásveszteség ismerete segíthet egy adott mérı mellett szóló döntésben. A mérın javasolt megengedhetı nyomásveszteség a maximális térfogatáram 70 - 80 %-ának megfelelı vízáram esetén létrejövı nyomásesés. Javasolt irodalom: Lehmann János: Vízmérık kiválasztása 1. 2. és 3., Magyar Épületgépészet 1998/5-, 1998/11- és1999/1-es szám.

72

Vízlágyítási technológiák 1. A vízben lévı szennyezı anyagok káros hatásai egy gızkazánházban A nyersvíz /a vezetékes ivóvíz/ nem alkalmas arra, hogy az épületgépészeti berendezések jelentıs részében tisztítás, elıkezelés nélkül használjuk. Különösen igaz ez a megállapítás a gızkazánokra. Ha tápvízként a gızfejlesztı berendezésekbe /gızkazánokba/ a szükséges elıkezelés nélkül vezetnénk, a benne lévı szilárd és oldott szennyezıdések - káros hatással lennének a kazán szerkezeti anyagára, - csökkentenék a berendezés élettartamát, és üzemkészségét - veszélyeztetnék a kazánüzem biztonságát. A természetben rendelkezésre álló vízbıl, és az ivóvízbıl is, amelyet kazántápvízként kívánunk hasznosítani, a betáplálás elıtt a következı kazánüzem jellemzıktıl függıen különbözı mértékben kell eltávolítani a káros szennyezıket. - a kazánberendezés típusától, - a tüzelés módjától, - a termelt gız jellemzıitıl. Nyilvánvaló, minél nagyobb nyomású gızt állítunk elı, annál jobban oda kell figyelni a betáplált víz minıségére. Ha erre kellıképpen nem ügyelünk, üzemzavarok, kazánsérülések, rossz esetben kazánrobbanások fordulhatnak elı. A veszély nagysága és a keletkezett kár értéke annál nagyobb, - minél magasabb gızparaméterekrıl /nyomás, túlhevítési hımérséklet/, - minél nagyobb fajlagos főtıfelület terhelésrıl /tonna gız/m2/ van szó. A tápvízben a következı szennyezı anyagokkal kell számolnunk: a nyersvíz - összes sótartalma, - a Ca- és Mg- vegyületek /keménységet okozó sók/, - kolloidálisan finom szemcsézető lebegı anyagok, - oldott gázok /CO2, O2/.

1.1. Ca- és Mg-sók A Ca- és Mg- sók a víz keménységének okozói. A vizek melegítésekor elsısorban a kevésbé oldható kalcium- és magnézium sók válnak ki. Az ilyen módon kivált sók a meleg, forró vízzel érintkezı felületen megtapadnak, kıszerő képzıdményt alkotnak. A hıleadó felületen megtapadó kazánkı /vízkı/ réteg a következı káros kazánüzemi következménnyel jár/hat/: - a kazánkı réteg a rossz hıvezetı képessége miatt rontja a hıátadási viszonyokat, - emiatt a kazántest füstcsöveiben végighaladó füstgázok kevésbé tudnak lehőlni, magasabb lesz a távozó füstgázok hımérséklete, - ez energiaveszteséget okoz, romlik a hatásfok, nagyobb lesz a tüzelıanyag fogyasztás, - a kazánkı réteg miatt hıtorlódás, ill. túlmelegedés áll elı, ez csökkenti a szerkezeti anyag szilárdságát, az egyenlıtlen melegedés pedig a rugalmasságát,

73

-

-

különösen az idıszakonkénti nagyobb hımérsékletingadozás /kazán leállás, újra indítás/ hatására egyenetlenül lepattogó kıréteg alatt szabaddá váló fémanyagban helyi hıfeszültségek ébrednek, a kazánkı eltávolításához a berendezést le kell állítani, ez termeléskiesést okoz.

1.2. A kolloidálisan finom szemcsézető lebegı anyagok kazánvíz habzást okozhatnak. Ennek következtében megnövekszik a kazánból távozó gız cseppelragadása. Cseppelragadás esetén - nı a gız nedvesség- és sótartalma, tehát • romlik a gıztisztaság, • megváltoznak a hıátadási viszonyok a technológiai berendezésekben, - megnı az üzemzavar lehetısége, ugyanis habzó kazánvíz esetén a kazánkezelı pontatlanul tudja megállapítani a vízszintjelzı üvegeken keresztül a kazánvízszintet, - fokozottabban kell gondoskodni kondenzvíz leválasztásról, esetleg már bizonyos gızvezetéki szakaszhosszak után is, - a kiragadott nedvesség viszi magával a kazánvíz szennyezıanyagait, ami fokozott korrózióveszéllyel jár • nemcsak a gızvezetékben, • de a technológiai berendezésekben, • a kondenzvíz hálózatban és • minden olyan gépészeti berendezésben, ami érintkezi a gızzel és a kondezvízzel. 1.3. Oldott szerves anyagok és sók A vízben lévı oldott szerves anyagok és sók bomlása során keletkezı szervetlen savaknak korrózív hatásuk van. Ezek a szervetlen savak a vízszint alatt lokálelemek formájában elektrokémiai korrózióz okoznak.

1.4. Alkalikus vegyületek A tápvízzel a kazánba jutott, ill. ott keletkezı alkalikus vegyületek - lúgridegséget okozhatnak, valamint - kazánvíz habzást is elıidézhetnek.

1.5. Oldott gázok A tápvízben oldott gázok /CO2, O2/ igen korrózív hatásúak. Különösen az oxigénkorrózió veszélye nagy az oxigén nagy reakcióképessége miatt. Az oxigénkorrózió fémoldódással járó anódos folyamat, mely kis területen játszódik le és ún. lyukkorrózió formájában jelentkezik. Ha a lyukkorrózió feltételei fennállnak, igen gyorsan lejátszódik, akár néhány hónap alatt csılyukadást eredményezhet.

74

Az oldott gázok eltávolítására elızetesen /tehát mielıtt a gáz bejutna a kazánba/ igen nagy gondot kell fordítani: - megfelelı vízlágyítási /vízelıkészítési/ technológia megválasztásával, - gáztalanító berendezéssel, ill. - ezek gondos és szakszerő üzemeltetésével.

75

2. A kazánkı képzıdés folyamata A kazánba a tápvízzel bejutó sók a víz besőrősödésekor /melegítés hatására/ - lerakódás /kazánkı/ vagy - kazániszap formájában kiválnak. Hı hatására a változó keménységet okozó sók a következı kémiai egyenlet szerint elbomlanak: Ca/HCO3/2 + hı = CaCO3 + H2O + CO2 Mg/HCO3/2 + hı = MgCO3 + H2O + CO2 MgCO3 + H2O = Mg/OH/2 + CO2 Az aláhúzás a kivált csapadékot jelzi. Az állandó keménységet okozó sók lényegesen kisebb mértékben válnak csak ki, mivel jobban oldódnak. A kivált csapadék megtartja eredeti kémiai összetételét, pl.: MgSO4 + hı = MgSO4 A kazánkı és a kazániszap összetevıi a keménységet okozó sókon kívül még vasoxidot is tartalmaznak, ettıl olyan sárgás színőek.

76

3. A keménységet okozó sók káros hatása a főtési rendszerekben Irodalom: -

Meszlényi Zoltán: Központi főtések töltıvizérıl, Magyar Installateur 2002 No.8 pp 15-17 Meszlényi Zoltán: A vízkı "jó" hıszigetelı, Magyar Installateur 2002 No.8 p 18 Meszlényi Zoltán: Gázos fogyasztóvédelem, Magyar Installateur 2002 No.8 pp 12-13

A korszerő fali készülékkel felszerelt új főtıberendezéseknél gyakori jelenség a rendszer üzembe helyezését követıen rövidebb- hosszabb idı után bekövetkezı zajosodás. A zajosodás leggyakoribb oka a készülék hıcserélıjében lerakódó és leváló szennyezıdés és az ennek következtében elıálló felületi forrás. Az ilyen készülékeknél a hıcserélı cseréje vagy megfelelı vegyszeres átmosása után a zajjelenség minden esetben megszőnik. Ha a főtési rendszert a változó /karbonát/ keménységet okozó kalcium- és magnézium sókat /hidrokarbonátokat/ tartalmazó vezetékes vízzel töltik fel, akkor már 60 - 65 °C vízhımérséklet mellett jelentıs e sók kiválása. Ez a hımérséklet a főtési rendszerekben üzemszerően fordul elı és elérése leghamarább a készülék hıcserélıjében következik be. Ennek eredménye tehát, hogy a rendszer legkényesebb helyén lép fel a vízkılerakódás. Ha ez a vízkı a rendszer valamelyik radiátorában válna ki, kevésbé volna észrevehetı, legalábbis a rendszer beüzemelését követı kezdeti idıszakban. A hıcserélı csöveinek belsı falán kiváló vízkı hıszigetelı réteget képvisel. Ez a vízkı réteg idıvel a hıtágulás miatt helyenként lepattan. A zajt az okozza, hogy a csıfal azon helyein, ahol a vízkı levált, lényegesen melegebb csıfallal találkozik az áramló víz, és a kavitáció jelenségéhez hasonló helyi felületi forrás lép fel. A megoldás: - a főtési rendszer üzembe helyezése elıtti átmosatása és - kezelt, lágyított vízzel való feltöltése. A vízkı "jó" hıszigetelı képességét mutatja be a következı táblázat: Anyag Réz Acél Karbonát-vízkı Olajtartalmú vízkı

Hıvezetési tényezı W/mhK 350 60 6 0,1

77

4. Vízlágyítási technológiák A vízlágyítás célja a víz keménységét okozó sók koncentrációjának csökkentése a szükséges mértékig. Ennek megfelelıen a vízlágyítás lehet - teljes és - részleges. -

A vízlágyítási technológiák csoportosítása

A vízlágyítási technológiákat a gyakorlat különbözı szempontok szerint csoportosítja: - vegyszeres vízlágyítás, • mészlágyítás, • mész- szódás eljárás, • trinátriumfoszfátos lágyítás, - ioncserés vízlágyítás, pl. • Na-ioncserés, • részleges sótalanítás, • teljes sótalanítás, - fizikai eljárások, pl. • állandó mágneses tér felhasználásával /CEPI/, • elektromos mágneses térerısség felhasználásával /Desolator/, • elektromos árammal impulzus üzemmódban /CATRONIC/. - termikus vízlágyítás,

4.1. Vegyszeres vízlágyítás A vizet olyan anyagokkal kezelik, amelyek a víz Ca- és Mg-keménységét gyakorlatilag oldhatatlan, szőrhetı vegyületté, csapadékká alakítják. A mészlágyítás során a vízhez meszet /CaO/, illetve mésztejet /Ca/OH/2 adagolnak: Ca/HCO3/2 + Ca/OH/2 = 2 CaCO3 + 2 H2O Mg/HCO3/2 + 2 Ca/OH/2 = 2 CaCO3 + Mg/OH/2 + 2 H2O Az állandó keménységet okozó sók reakciója a mésztejjel: MgSO4 + Ca/OH/2 = Mg/OH/2 + CaSO4 MgCl2 + Ca/OH/2 = Mg/OH/2 + CaCl2 Ez utóbbi két egyenlet szerint a víz állandó keménysége meszes lágyítás során nem változik, csak a Mg++-ionok helyét Ca++-ionok foglalják el. Az eljárás során keletkezı iszap ülepítéssel eltávolítható, majd szőrés következik.

78

A mész- szódás eljárás során mész és szóda /Na2CO3/ adagolással a víz karbonát- és nem karbonát keménysége egyaránt eltávolítható. A mészlágyítás egyenletein túl: CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4 MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3 + 2 NaCl

ill.

MgCO3 + H2O = Mg/OH/2 + CO2 Az ilyen módon lágyított víz maradék keménysége 4o °C-on 3 nk°. Ez sok esetben magas érték, ezért továbblágyításra lehet szükség, például trinátriumfoszfátos, vagy ioncserés technológiával. A mész- szódás eljárás elvi kapcsolását mutatja az ábra:

Mész- szódás eljárás 1 mész adagolás, 2 nyersvíz részáram, 3 érkezı nyersvíz, 4 nyersvíz elosztó, 5 szóda adagoló, 6 gızös elımelegítı, 7 reaktor, 8 csapadék kiadagolás, 9 szőrı, 10 lágyított víz 80,3 – 3 nk°) Az ábra szerint a lágyítandó víz elıször az elosztóba kerül, amely a vizet három részre osztja úgy, hogy azok aránya az átáramló közeg mennyiségétıl függetlenül állandó. Ezt az arányt a nyersvízben lévı Ca- és Mg-vegyületek szabják meg. A három részáramot egy keverıcsövön át juttatják a reaktorba, ahol kémiai reakciók lejátszódnak és a kiváló csapadék iszap formájában leülepedik. A túlfolyón távozó lágyított víz szőrı megy keresztül. A berendezésben a víz felfelé irányuló áramlási sebessége igen kicsi, 0,3 - 0,5 mm/s. A trinátriumfoszfátos eljárás is széles körben alkalmazott módszer a mész- szódás eljárással elılágyított víz maradékkeménységének eltávolítására, ill. csökkentésére. Költséges eljárás, ezért önállóan nem használják. Ilyen módon az elérhetı maradékkeménység 20 °C-on 0,4 0,6 nk°. 3 Ca/HCO3/2 + 2 Na3PO4 = Ca3/PO4/2 + 6 NaHCO3 3 MgCl2 + 2 Na3PO4 = Mg3/PO4/2 + 6 NaCl

79

4.2. Ioncserés vízlágyítás Az ioncserélık olyan természetes /pl. zeolit/ és mesterséges /mőgyanták/ anyagok, amelyek a velük érintkezésbe kerülı vízben oldott sók kationjait /pl. Ca++/ vagy anionjait /pl. SO4− −/ a vízminıség szempontjából kedvezı ionokra /pl. Na+, illetve Cl −/ képesek kicserélni, s ezáltal a vizet lágyítják. A korszerő szerves ioncserélı mőgyanták apró, gömb alakú szemcsés formában kerülnek forgalomba. Hatásukat tekintve az ioncserélık - kation- és - anioncserélık lehetnek. Az ioncserélı berendezések épületgépészeti jelentısége igen nagy. Széles körben elterjedtek: - gızkazánházak tápvíz elıkészítési technológiájának fontos eleme, - nagyobb melegvizes főtési rendszereknél az elsı feltöltést és a vízutánpótlást lágyított /részben vagy teljesen ioncserélt/ vízzel kell végezni, - kisebb teljesítményő melegvizes kazánoknál is célszerő így eljárni, - ipari üzemekben a technológiai /és a használati/ melegvizet sok esetben elılágyított /≈ 4 6 nk°/ vízbıl biztosítják, - a korszerő épületgépészeti berendezésekkel felszerelt lakóházak, kommunális létesítmények egyik eleme egy automata vízkezelı központ, berendezés és ez praktikusan ioncserélı elven mőködik. A vízkezelés elve a következı: A kezelendı vizet a szemcsés ioncserélı közegen /oszlopon/ átvezetik, miközben a víz a nemkivánatos ionokat a mőgyantának átadja. Helyettük a víz velük egyenértékő, azonban keménységet nem okozó ionokat vesz fel. Bizonyos idı múlva így a mőgyanta kimerül, több iont sem leadni, sem felvenni nem képes. Ilyenkor a vízlágyító oszlopot regenerálni kell. A regeneráló oldatban lévı ionok kiszorítják az ioncserélıbıl a vízkezelés során lekötött ionokat, s így az további vízkezelésre alkalmassá válik. Példa az ioncserélés folyamatára, ahol a bonyolult szerkezető mőgyanta R betővel, az ioncserében résztvevı ion pedig hozzá kapcsolódóan van jelölve: R-Na2 + Mg++ = R-Mg + 2 Na+ Példa a regenerálás folyamatára: R-Mg + 2 NaCl = R-Na2 + MgCl2 Na-ioncserélı eljárás az egyik leggyakrabban alkalmazott technológia. Ekkor a kationcserélı mőgyantát tartalmazó oszlopon a vízben oldott Ca++ és Mg++ ionok megkötıdnek, míg helyettük vízben jól oldódó Na+ ionok lépnek oldatba: Ca/HCO3/2 + R-Na2 = R-Ca + 2 NaHCO3 Az ioncsere folyamán a víz keménysége 0,1 nk° alá csökkenthetı.

80

A Na-ioncserélı alkalmazásának határt szab a kezelt víz NaHCO3 - tartalma, mely a nyersvíz hidrokarbonát tartalmával egyenértékő. A baj abból származik, hogy a NaHCO3 melegítés, ill. a kazánokban uralkodó magas hımérséklet és nyomás hatására elbomlik nátronlúggá /NaOH/ és széndioxiddá: NaHCO3 = NaOH + CO2 A nátronlúg a kazánokban a kazánvízben besőrősödik, ebbıl adódóan - lúgridegséget, - kazánvízhabzást idéz elı. Emiatt növelni kell a kazánvíz leiszapolási idıt, lelúgozását, ami többlet hıveszteséget jelent és komoly odafigyelést igényel. A széndioxid gáz korróziót okoz - a kazánokban, - a gız- és kondenzvíz csıhálózatban, - a technológiai berendezésekben. A fenti problémák miatt a Na-ioncserélı önmagában csak akkor alkalmazható, ha a nyersvíz - változó keménysége alacsony, illetve, ha - a rendszer kondenzvíz vesztesége kicsi, mert ekkor nem kell sok nyersvizet lágyítani a szükséges tápvíz mennyiségének biztosításához. Ha a nyersvíz változó keménysége magas, akkor meszes elılágyítással azt célszerő csökkenteni és csak ezután kerülne sor az ioncserés lágyításra. Na-ioncserélı oszlop regenerálása konyhasó /NaCl/ oldat 8 - 10 %-os oldatával történik.

81

A teljes sótalanító berendezés erısen savas H+-ioncserélıbıl és erısen lúgos OH− ioncserélıbıl áll:

Teljes sótalanító berendezés A kation- és anioncserélı sorba kapcsolva üzemel. Példa a kationcserére: Ca/HCO3/2 + R-H2 = R-Ca + 2 H2CO3 Példa az anioncserélın lejátszódó folyamatok közül: H2CO3 + R-/OH/2 = R-CO3 + 2 H2O A teljes sótalanítás folyamatában nemcsak a keménységet okozó sók kötıdnek meg a gyantákon, hanem az összes nyersvízben lévı só, pl. a keménységet nem okozó konyhasó /NaCl/ is. A teljes sótalanító berendezés üzemeltetése költséges, többek között azért is, mert az ioncserélı mőgyanták regenerálásához drága vegyszerek szükségesek /a kationcserélı esetében sósav (HCl), az anioncserélı esetében nátriumhidroxid (NaOH)/. Ezekkel a vegyszerekkel való munkavégzés balesetveszélyes.

82

4.3. Fizikai eljárások Fizikai eljárások: • állandó mágneses tér felhasználásával /CEPI/, • elektromos mágneses térerısség felhasználásával /Desolator/, • elektromos árammal impulzus üzemmódban /CATRONIC/. 4.4. Termikus vízlágyítás Termikus vízlágyítás során a vizet melegítik. Sok hıt igénylı eljárás, ezért ma már nem használják. Egészen speciális technológiai körülmények között jöhet szóba alkalmazása, kis volumenben, például laboratóriumi méretekben.

83

5. Termikus gáztalanító berendezés A kazántápvíz gáztalanításának célja az, hogy az oldott gázok /O2 , CO2/ a vízbıl eltávozzanak, ill. koncentrációjuk a tápvíz minıségi elıírásokban megadott határértéket ne haladja meg. A oxigén és a széndioxid okozta korróziós folyamatok nemcsak a kazánban jelentkezhetnek, hanem a gızzel együtt kikerülve a kazánból, károsíthatják - a gız- és kondenzvíz csıhálózat, - a technológiai berendezések, - a hıcserélık, tárolók, - a főtési rendszerek fém anyagait. A levegı oxigénje és a széndioxid a táprendszerbe bejuthat - a póttápvízzel /a lágyítóról lekerülı lágy- vagy keményvízzel/, - a kondenzvízzel /a kondenzvíz érintkezik a szabad levegıvel, pl. nyitott kondenzvíz tartályban/, - a technológiai berendezésekben a gız vagy a kondenzvíz érintkezhet a levegıvel, stb. A gázok oldhatósága a vízben /a tápvízben/ a víz hımérsékletétıl és a gáz parciális nyomásától függ. Minél magasabb a víz hımérséklete, annél kevésbé marad meg a vízben a gáz. A termikus gáztalanító mőködése is ezen az elven alapszik: magas hımérsékleten történik a gáztalanítás:

Termikus gáztalanító A termikus gáztalanítóval szemben támasztott követelmények: - Alapvetı feltétel, hogy a víz a gáztalanítóban forrjon. Ez a forrási hımérséklet néhány °Cal magasabb, mint 100 °C , mivel a berendezésben kis túlnyomás van /0,2 - 0,5 bar/. - A gáztalanítóban a belépı tápvíz és a gáztalanítási hımérséklet közötti különbséget a lehetı legkisebbre kell választani, azaz arra kell törekedni, hogy minél magasabb hımérsékleten vezessük be a tápvizet. 84

-

A gáztalanítóban a víz - gáz határfázis felületének nagyságát növelni kell: • megfelelı vízelosztással /csörgedeztetéssel/, • a kiválasztott gáz folyamatos eltávolításával, • a vízkıkiválás gátolja a víz szétpermetezését, ezért azt elızetesen gondosan lágyítani kell.

A gáztalanító üzemeltetésénél folyamatosan ügyelni kell a következıkre: -

-

-

-

a hımérséklet a gáztalanítóban folyamatosan 102 - 105 °C legyen, a túlnyomás 0,2 - 0,5 bar legyen, a gáztalanítóba bevezetésre kerülı tápvíz /kondenzvíz, lágyvíz szükség szerinti arányú elegye/ hımérséklete legalább 70 - 75 °C legyen, mert csak így biztosítható a gáztalanítás 102 - 105 °C hımérséklete, a gáztalanítóban lévı víz hımérsékletét, a nyomást és a vízszintet szükség szerinti gyakorisággal ellenırizni kell, vagy a helyszínen, vagy a kezelıfülkében kialakított ellenırzési pontokon, a pipagız elvezetésének intenzitása mindig optimális legyen, ugyanis az alulszabályozás csökkentett mértékő gáztalanítással, a túlzottan nyitott szerelvény pedig energiaveszteséggel jár, a lúgosítás, foszfát adagolást a technológiai elıírások pontos betartásával lehetséges, a vízszinttartás szintkapcsolóval a kondenzvíztartályból vezérelve a kondenzvíz szivattyúkkal történhet, a vízelvétel mértéke a kazánvízszintrıl szabályozva történik, tápszivattyú kiemeléssel.

85

Házi vízellátó berendezések A következıkben szeretnénk bemutatni, hogy egy ásott vagy fúrt kútból felszínre hozott víz milyen mőszaki megoldással biztosíthatja a komfortosabb vízellátást olyan területen, ahol nincs közüzemi vízszolgáltatás. Nagyon jó tudni, hogy Magyarországon egyre kevesebb azon területek száma, ahol a lakosság saját kútból kénytelen biztosítani vízigényét. 1. A lehetséges mőszaki megoldások A házi vízellátó berendezések feladata, hogy a közüzemi vízszolgáltatással közel megegyezı színvonalon biztosítson az épületben központi hideg- és melegvíz ellátást. Ennek érdekében alapvetıen a következı üzemviteli feltételeknek kell megfelelniük: - biztosítani kell egy minimális kifolyási nyomást, ennek értéke a ma hatályos elıírások szerint a legkedvezıtlenebb helyen lévı csapolónál is legalább 0,5 bar, de ennél magasabb, 0,8-1,0 bar nyomást mindenképpen célszerő tartanunk, - a fogyasztói hálózat egyetlen pontján se legyen nagyobb a víznyomás, mint 5 bar, - a lehetı legkisebb nyomásingadozás mellett közel állandó értéken kell tartani a víznyomást, - bizonyos mértékő víztartalékolással képes legyen biztosítani a csúcsfogyasztási idıszakok többlet vízigényét. A legkedvezıtlenebb helyen lévı csapolón annak a vizes berendezésnek a kifolyóját értjük, amely a vízforrásra történı csatlakozástól a legmagasabban lévı vezeték legtávolabbi pontján van. A fenti célok a következı két, egymástól nagyon különbözı gépcsoporttal kisebb-nagyobb mértékben elérhetık: - atmoszférikus magastartályos vagy - nyomólégüstös /hidrofor/ berendezéssel.

86

2. Atmoszférikus magastartályos házi vízellátó rendszer Gravitációs elven mőködı rendszer, ahol egy magasan elhelyezett tartályból, a túlnyomás nélküli padlástartályból a vízoszlop hidrosztatikus nyomása biztosítja a csıhálózatra kapcsolt csapolóknál a megfelelı víznyomást. Ez a víznyomás többszintes épületben a tartályhoz közelebb lévı lakószinten kisebb, a távolabbin nagyobb. A rendszer fontos eleme az a szivattyú, amely a kútból a tartályba emeli a vizet /1. ábra/.

1. ábra Atmoszférikus magastartályos házi vízellátó rendszer 1 vízforrás /saját kút/, 2 szívóvezeték, 3 szivattyú, 4 a tartályt töltı vezeték, 5 magastartály, 6 elosztó vezeték, 7 fogyasztói vezeték, 8 ágvezeték, 9 vizes berendezés, 10 túlfolyó vezeték, 11 szintkapcsoló, 12 vill. jelzıvezeték, 13 automatika, Az ábra egy saját kútról táplált többszintes épület központi vízellátását mutatja. A tartály a padlástérben található. A vízszinttartás automatikusan egy alsó és egy felsı vízszint között van megoldva. A rajzolt kialakításban, amikor a szivattyú üzemel, csak a tárolóba termeli a vizet, a fogyasztói hálózatba nem. Ez elısegíti, hogy a tartályban intenzívebb legyen a vízkicserélıdés, azaz kisebb a veszélye annak, hogy pangó víz alakul ki.

87

Egy padlástérben elhelyezett víztároló szerelvényezését a 2. ábra mutatja:

2. ábra Padlástartály és szerelvényezése 1 töltı-ürítı vezeték, túlfolyó tölcsér, 3 túlfolyó vezeték, 4 tartály ürítı vezeték, hıszigetelés, 6 tisztító nyílás, 7 csurgalék tálca, 8 csurgalék elfolyás,

5

A tartály szokásos elhelyezése a padláson, az épület tetején, vagy más célú épületgépészeti gépházban történhet. A szükséges kifolyási nyomás biztosítása miatt a legfelsı szinten lévı csapolók fölött legalább 7 - 8 m-re kell lenni a tartály alsó nyugalmi vízszintjének. Ilyen elrendezés esetén a fogyasztói hálózatban a legkisebb víznyomás a felsı szinten, a legnagyobb a legalsó szinten lévı csapolóknál van. A tartály elhelyezésével, üzemeltetésével kapcsolatos fontosabb mőszaki elıírások, meggondolások: - A tartályban lévı nagy víztömegre tekintettel gondosan kell megtervezni és megépíteni az épület tartószerkezeteit. - A tartály hıszigetelésérıl télen a fagyásveszély, nyáron a nagy melegterhelés elkerülése miatt gondoskodni kell. - A tartálynak zártnak kell lenni a mechanikai elszennyezıdés és a fény hatására esetleg meginduló algásodás elkerülése miatt. A külsı légtérrel viszont egy légzıcsonkon keresztül a közvetlen kapcsolatot biztosítani kell. - A be- és kitápláló csonk elhelyezése lehetıleg biztosítsa az átöblítést. Ez az 1. ábrán jobban, a 2. ábrán kevésbé jól van megoldva. - A tartály méretét úgy kell megválasztani, hogy legalább 24 óránként kicserélıdjön a teljes vízmennyiség. Ennek oka a pangó víz kialakulásának elkerülése. - Ivóvíz szolgáltatás esetén a tartályt elıre meghatározott ütemterv szerint tisztítani, fertıtleníteni kell. - A túltöltést kerülni kell. Ez elérhetı megfelelı szintszabályozással, illetve az esetleges túltöltést elvezetı túlfolyóval. - Ha több épület vízellátását kell megoldani, a tárolót a legmagasabb épület tetején kell elhelyezni. A magassági elhelyezésnél figyelembe kell venni, hogy a távolabbi épületeket ellátó csıvezeték áramlási ellenállását képes-e fedezni a víz oszlopnyomása. A körülmények indokolhatják szabadon álló magastartály, a közüzemi vízszolgáltatásban szokásos szóhasználat szerint víztorony építését.

88

-

Nagyobb vízmennyiség tárolása megoldható több tartályban is. Ennek elınye, hogy a födémet terhelı tehereloszlás kedvezıbb.

A tartály térfogatának meghatározásánál ismerni kell - a vízfogyasztás várható napi értékét, - a fogyasztás idıbeli változását, - a kút vízhozamát, - a tartálytöltés várható lehetıségeit. Ha a töltés a nap minden idıszakában biztosított, akkor a tartály csak a közel állandó víznyomás biztosítására szolgál. Térfogata az ellátott fogyasztók napi vízszükségletének 20 40 %-a, azaz napi 1.000 literes vízfogyasztás esetén elegendı 200 és 400 liter térfogat között választanunk. Akkor dönthetünk a kisebb tartálytérfogat mellett, ha a fogyasztás idıbeli változása nagy ingadozásokat nem mutat. Ha nem tudjuk felmérni a vízfogyasztás intenzitásának várható változását, vagy nagy fogyasztási csúcsokra számíthatunk, akkor a nagyobb térfogatú tartályt kell választanunk. Ha a töltés lehetısége - korlátozott, például amiatt, mert a kút vízadó képessége kisebb, mint a vízfogyasztás nagysága a nap hosszabb, több órás idıszakában, vagy - idıszakos, például csak az éjszakai órákban biztosítható, akkor a tartály térfogatát a napi vízigény 80-100 %-ában kell meghatározni, példánk szerint 800-1.000 literes tartályt kell beállítani. A következıkben szeretnénk felsorolni a magastartályos vízszolgáltatás fontosabb üzemviteli jellemzıit: - a csıhálózatban jelentkezı víznyomás közel állandó, ennek nagyságát a tartályban lévı vízoszlop magassága határozza meg, - a víznyomás kismértékő ingadozása csak a vízszint változásától függ, - a tartályt töltı szivattyú szakaszos üzemő, a szivattyút a vízszint kapcsoló mőködteti, - áramkimaradás esetén nem szőnik meg azonnal a vízszolgáltatás, mivel a tartály vízkészlete továbbra is rendelkezésre áll, - ez a vízkészlet adott esetben tőzoltás céljaira is felhasználható, - a tárolt víz hımérsékletére, a hımérséklet ingadozására hatása van a külsı körülményeknek, az idıjárási viszonyok változásának, különösen akkor, ha a tartály hıvédelmét biztosító hıszigetelés rossz minıségő, vagy sérült, - ha a tartály térfogatát rosszul határoztuk meg, például ha túl nagynak sikerült, vagy a vártnál lényegesen kisebb a vízfogyasztás, akkor pangó víz alakulhat ki, mely nemcsak rontja a víz minıségét, de az egészségre ártalmas is lehet. Az atmoszférikus magastartályos házi vízellátó berendezés elınyei és hátrányai az eddig leírtakból kiolvasható. Azt kell mondanunk, hogy a hátrányok nagyobbak, mint az elınyök, emiatt ma már létjogosultsága csak a kisebb lakóházakban valamint az idıszakos használatú nyaralókban lehet. Természetesen egészen más a helyzet a közmőves vízszolgáltatásban, ahol a hasonló feladatokkal bíró víztornyok üzemviteli körülményeit szakképzett szervezet felügyeli.

89

3. Nyomólégüstös házi vízellátó berendezés Az atmoszférikus magastartályos rendszernél mindenképpen korszerőbb a nyomólégüstös vízellátó berendezés, vagy a mindennapok szóhasználatával a hidrofor. Ezek régebbi megoldása a szabad vízfelszínő, újabb, célszerőbb kivitele a membrános túlnyomás alatti nyomólégüstös készülék. Itt is meghatározó szereppel bír a fogyasztói hálózatban megfelelı víznyomást biztosító szivattyú, melybıl adott esetben több is szükségessé válhat. A nyomólégüst álló- vagy fekvıhengeres zárt tartály. A hengerpalásthoz sekély- vagy mélydomborítású fenék csatlakozik.

3.1. Szabad vízfelszínő nyomólégüstös házi vízellátó berendezés A nyomólégüst zárt, nyomás alatti tartály, a benne lévı víz közvetlenül érintkezik a felette lévı levegıvel /3. ábra/.

3. ábra Szabad vízfelszínő nyomólégüstös házi vízellátó berendezés 1 vízforrás /saját kút/, 2 szívócsı, 3 szivattyú, 4 szabad vízfelszínő nyomólégüst, 5 nyomáskapcsoló, 6 nyomócsı, 7 fogyasztói elosztó alapvezeték, 8 felszálló vezeték, 9 levegı kompresszor, 10 olajszőrı, 11 vízállást jelzı csı, Az ábra egy saját kútról táplált nyomólégüstös vízellátó rendszer vízgépészeti berendezéseit és annak szerelvényezését mutatja. A szivattyú a kútból emeli ki a vizet, ennek egy részét a fogyasztói hálózatba, másik részét a nyomólégüstbe nyomja. A tartályban közben emelkedik a víz szintje, a víz fölött lévı levegı részére egyre kisebb térfogat áll rendelkezésre, emiatt emelkedik a nyomása. Amikor a nyomásnövekedés eléri a nyomáskapcsolón beállított kikapcsolási értéket, a kapcsoló a szivattyút leállítja. Ettıl a pillanattól kezdve, ha van vízelvétel a fogyasztói hálózatban, ezt már a tartály biztosítja oly módon, hogy annak víztartalma csökken, a levegı nyomása kiszorítja a tartályból a vizet. Ez a folyamat addig tart, amíg a tartályban lecsökken a nyomás a nyomáskapcsolón beállított bekapcsolási értékig.

90

Ekkor a kapcsoló indítja a szivattyút, és kezdıdik elölrıl a folyamat, a szivattyú ismét két irányba szállítja a vizet, részben a fogyasztói hálózat felé, részben tölti a nyomólégüstöt. A leírt berendezés és folyamat jellemzı üzemviteli sajátosságai, körülményei: -

A fogyasztói hálózatban a víznyomás a nyomólégüst nyomáskapcsolóján rögzített be- és kikapcsolási nyomásértékek között változik, hol emelkedik, hol csökken, attól függıen, hogy tölt a szivattyú, vagy a tartály ürül. Egy családi lakóépület vízellátó berendezése általában 2 bar bekapcsolási és 4 bar kikapcsolási nyomásérték között üzemel. A 2 bar nyomásigadozás sok vizes berendezés, gázkészülék használatának élvezhetıségét, a komfort érzetet csökkenti /például változik az átfolyó típusú gáz-vízmelegítı által termelt víz hımérséklete/.

-

Ha a be- és a kikapcsolási nyomás értékét a kisebb nyomásingadozás érdekében közelebb hozzuk egymáshoz, akkor ez azzal jár, hogy sőrőbben kapcsolna be és ki a szivattyú. Ez a sőrőbb ki- bekapcsolás késıbb könnyen "rángatássá" változhat, ha a tartályban a víztér fölött csökken a levegı mennyisége. Ennek pedig jó esélye van, mert a tartályba be- és kiközlekedı víz elıbb- utóbb elhordja a tartályban lévı levegıt. A víz ugyanis kismértékben oldja a levegıt, alacsonyabb hımérsékleten jobban.

-

A szivattyú villanymotorjának élettartamát a nagyon gyakori ki- és bekapcsolás jelentıs mértékben csökkenti. Emiatt arra kell törekednünk az üzemviteli körülmények megválasztásakor, hogy a kapcsolási szám lehetıleg alacsony legyen. A kapcsolási szám régebbi típusú berendezések esetén ne legyen nagyobb folyamatos, hosszabb ideig tartó üzemmenet mellett óránként 10 - 12 -nél. Nagyobb villamos teljesítményő villanymotornál lehetıleg ennél is kisebb legyen ez az érték.

-

Az új, korszerő szivattyúk és azok villanymotorjai egyre kevésbé érzékenyek a magasabb kapcsolási számra. Ez utóbbiak könnyen elviselik az óránkénti 25 - 30 kapcsolási számot is.

-

A szabad vízfelszínő nyomólégüstök közül több típusnál vízállásjelzı is tartozéka a tartálynak. Ez azért fontos, mert így az üzemeltetı nyomon tudja követni a be- és kikapcsolási nyomáshoz tartozó pillanatnyi vízszintet. Amikor beüzemelünk egy ilyen berendezést, és ha ezt jól tesszük, akkor a be- és kikapcsolási nyomáshoz tartozó vízszint a tartály alsó felében van, ennél kedvezıbb esetben az alsó harmadában. Néhány hónap, esetleg egy félév, egy év múlva már szemmel látható mértékben feljebb kúszik a be- és kikapcsolási vízszint. Ez azért következik be, mert idıközben a víz sok levegıt kihordott a tartályból.

-

Ha csökken a tartályban a levegıpárna mennyisége, akkor a figyelmes üzemeltetı ezt onnan is észreveszi, hogy megnı a szivattyú bekapcsolásának gyakorisága, és bekapcsolás után hamarabb kapcsol ki, mint ahogyan ezt eddig tette. Szélsı esetben, amikor már igen kicsi a tartályban a levegı mennyisége, következik be az a jelenség, amirıl már korábban szóltunk, hogy "rángat" a szivattyú.

-

Az elsı üzembehelyezéskor a tartályban ún. elınyomást kell létrehozni. Ha a berendezést kísérı gyári elıírások ennek értékére nem tesznek javaslatot, nem követünk el hibát, ha az elınyomást 0,8 - 1,0 bar között választjuk meg. Ügyeljünk arra, hogy az elınyomás

91

-

-

kisebb legyen, mint a szivattyú bekapcsolási nyomása. Ha ez nem így lenne, komoly üzemzavarra számíthatunk. Az elınyomás biztosítja, hogy már az üzemeltetés elsı idıszakában megfelelı levegımennyiség legyen a tartályban. A késıbbiekben a fogyatkozó levegıt pótolni kell. Az elınyomást biztosíthatjuk a tartály csonkozásához igazodóan gépkocsi pumpával, vagy kis légkompresszorral. A tartály nemcsak a szivattyú mellett helyezhetı el, hanem tıle távol is, például a padlástérben. Ennek az az elınye, hogy a tartályt nem terheli a víz oszlopnyomása. Az ilyen elrendezésnek nagyobb berendezések esetén van értékelhetıen hasznos következménye. A tartály térfogata lényegesen csökkenthetı, ha a szivattyú villanymotorja fokozatmentes fordulatszám szabályozású. Ebben az esetben a hálózati víznyomás ingadozása is minimális értéken tartható. Ez növeli a berendezés használati értékét.

A nyomólégüstös házi vízellátó berendezés elınye az atmoszférikus magastartályos rendszerrel szemben: -

Könnyebben lehet elhelyezéséhez fagymentes helyet találni /pl. pince, földszinti technikai helyiség, kazánház/. Telepítésének helyszükséglete kicsi. Nincs szükség megerısített épületszerkezetekre. Beruházási költsége kisebb. Könnyen hozzáférhetı, üzemviteli felügyelete egyszerőbb. Ha a nyomólégüst a szivattyú mellett az alsó szintek valamelyikén van, nem kell a padlásra felmenni ellenırzés céljából. A kisebb épületek, így a családi házak, nyaralók részére gyárilag összeszerelt, a szükséges üzemviteli mőszerekkel felszerelt egységet, ún. házi vízellátó berendezéseket hoznak forgalomba /4. ábra/. Ezek a vízoldali és az elektromos csatlakozások elkészülte után azonnal üzembe helyezhetık. Az elınyomás biztosításáról azért ne feledkezzünk meg.

92

4. ábra Gyárilag összeszerelt házi vízellátó berendezés A nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés hátránya az atmoszférikus magastartályos rendszerrel szemben: -

Kisebb az üzembiztonsága, ugyanis áramkimaradás esetén nincs vízszolgáltatás, nincs víztartalék. A fogyasztói hálózatban nagyobb a víznyomás, igaz, adott esetben ez elıny is lehet. Ha nem fokozatmentes fordulatszám szabályozású a szivattyú villanymotorja, akkor a fogyasztói hálózatban nagyobb nyomásingadozással kell számolni. Adott feladathoz nagyobb teljesítményő szivattyú szükséges, ez nagyobb zajszintet jelenthet.

93

A következıkben egy táblázat adataival szeretnénk bemutatni, mennyire fontos, hogy elınyomással, megfelelı levegımennyiséggel üzemeltessük szabad vízfelszínő házi vízellátó berendezésünket. A méréseket egy 80 literes nyomótartályos, a 4. ábrán látható berendezéssel végeztük el. A 2. oszlopban azokat a mérési adatokat tüntettük fel, amikor nem hoztunk létre elınyomást, azaz üres tartályra nyitottuk a vizet, míg a 3. oszlopban az 1 bar elınyomás létrehozása után mért eredmények szerepelnek. A 4. oszlopban a változás mértékét, irányát és hatását jelöltük. A nyomáskapcsolón a beállított gyári be- és kikapcsolási érték 1,8 bar, illetve 4,0 bar volt. A mérés alatt rögzített csapoló állás mellett a vízelvétel folyamatos, ennek átlagos mértéke 7,5 l/min volt.

Pe = 1 bar A vizsgált jellemzı Pe = 0 túlnyomá A változás s Szivattyú üzemidı /s/ 17,2 34,2 99 % növekedés, elınyös Szivattyú állásidı /s/ 86,2 191,0 122 % növekedés, elınyös Periódusidı /s/ 103,4 225,2 118 % növekedés, elınyös Kapcsolási szám /1/h/ 34,8 16,0 54 % csökkenés, elınyös Hasznos tartálytérfogat /liter/ 10,7 24,7 131 % növekedés, elınyös Hasznos tartálytérfogat a 131 % növekedés, teljes térfogathoz viszonyítva 13,4 30,9 elınyös /%/ A táblázatból látható, hogy a mért jellemzık az 1 bar értékő elınyomás után nagyon kedvezıen megváltoztak. A szivattyú élettartamát mindenképpen növeli, ha a kapcsolási szám alacsony. Több, mint duplájára növekedett a tartály hasznos térfogata, azaz az a vízmennyiség, ami a szivattyú leállását követıen a fogyasztói hálózatból kivehetı a nyomólégüst párnanyomásának köszönhetıen.

94

3.2. Membrántartályos házi vízellátó berendezés A korszerőbb házi vízellátó berendezések nyomótartálya membrános kivitelő. A tartályban a víz- és a légteret gumimembrán választja el egymástól, s így megakadályozza, hogy a levegıt a víz idıvel kihordja. Ha a szivattyú egy alsó és egy felsı nyomásérték között mőködteti a rendszert, akkor a membrános tartály üzemét az 5. ábrán bemutatott képsor segítségével ismerhetjük meg:

5. ábra Membrános légüst különbözı üzemállapotokban 1 tartálytest, 2 membrán, 3 perforált lemez válaszfal, mely korlátozza a membrán tágulását, 4 levegı szelepcsonk, 5 csatlakozó csonk, 6 fedél elem, I-es ábrarész: teljesen kitágult a membrán, ekkor áll le a szivattyú, ekkor van a legtöbb víz a tartályban, II-es ábrarész: közbensı üzemállapot, áll a szivattyú, a tartály látja el a fogyasztókat vízzel, III-as ábrarész: a tartály kiürül, a membrán a tartály falához préselıdik, a szivattyú bekapcsol

95

A legkorszerőbb membrános házi vízellátók összeszerelt egységként kerülnek forgalomba /6. ábra/.

6. ábra Korszerő házi vízellátó berendezés Az ilyen rendszerő berendezések jellegzetes tulajdonságai: - a szivattyú önfelszívó, maximális szívómagassága 7 m, - a berendezés helyhez kötött, kis helyszükséglető, telepíthetı közvetlenül a kút mellé, de üzemelhet elıtét tartályból ráfolyással, - automatikus üzemmenetet biztosítanak közel állandó nyomástartással a frekvenciaváltós fokozatmentes fordulatszám szabályozásnak köszönhetıen, - a villanymotor háromfázisú, de a berendezés elektronikus rendszerének köszönhetıen 50 Hz-es egyfázisú hálózati áramforrásról üzemeltethetı, még szükséges legalacsonyabb, - gazdaságosan mőködtethetı, mert állandó, a megválasztható nyomáson szállítja a vizet, - alacsony zajszintő, - az elektronikus vezérlés több biztonsági elemmel védi a berendezést, például szárazon futás ellen, - a gumimembrán anyagminısége olyan, hogy nem rontja a víz minıségét még akkor sem, ha a víz hosszabb ideig érintkezik vele. 4. Összefoglalás Megismertük a házi vízellátó berendezések egyszerőbb, régebbi megoldásait és az új, korszerő berendezéseket is. Ez utóbbiak annak ellenére nem jelentenek költségesebb beruházást, ha esetleg erre számítunk a bonyolultabb vezérlés, a magas mőszaki színvonal okán.

96

Irodalomjegyzék a tananyag 2. részéhez (20) Tóth Péter: Épületek vízellátása, csatornázása és gázellátása I., Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984 (21) Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó Budapest, 1981 (22) Kereszty Balázs: Vízellátás – csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, Budapest, 1995 (23) Vízellátás és csatornázási adatok, Szerk.: Völgyes István, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest 1986 (24) Ballai – Marton: Épületek vízellátása, csatornázása, gázellátása, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1977 (25) MSZ 04-132-1991 (26) Dr. Menyhárt József: Épületgépészeti példatár, Tankönyvkiadó, Budapest 1981, J4921 (27) Dr. Menyhárt József fıszerk.: Az épületgépészet kézikönyve, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978 (28) Destek Endre- Kovács Lajos- Meszléry Celesztin- Szántó Miklós: Magas lakóházak épületgépészete, Mőszaki könyvkiadó, Budapest, 1972 (29) Opitzer Károly: Csıszerelıipari zsebkönyv, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983 (30) Kozma Gyula: Nyomásfokozó berendezések szabályozott szivattyúkkal, Magyar Épületgépészet, 1996/8-9 pp 31-33 (31) Dr. Szalai László: Nyomásfokozó berendezése alkalmazása, KLTE Mőszaki Fıiskolai Kar, 1997 /elıadás/ (32) Lehmann János: Vízellátási hálózatok mértékadó terhelése, Magyar Épületgépészet, 1997/10 pp 3-5 (33) GRUNDFOS, Wilo Tervezési segédlet, 1997 (34) Edmund Klingler: Wieland tervezıi és kivitelezıi munkafüzet rézcsövekhez, 1999 (35) Dipl. Ing. Andreas Fodor, dr. Okányi Sándor, Dézsi András: SUPERSAN korrózió védett rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve, NOVORG Kft. Budapest, 1992 (36) Cséki István: Épületgépészeti tervezési segédlet rézcsöves szerelésekhez Magyar Rézpiaci Központ, Budapest, 1997 (37) Épületek vízellátása, MSZ-04-132-1991 (38) Destek – Kovács – Meszléry – Szántó: Magas lakóházak épületgépészete, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1972 (39) Épületek csatornázása, MSZ-04-134-1991

97

A tananyag 2. része -

Nyomásfokozó berendezések Épületek vízhálózatának kialakítása, méretmegadása Épületek csatornahálózatának kialakítása Tüzivíz hálózatok

98

Nyomásfokozó berendezések 1. A nyomásfokozó berendezés feladata Azokon a helyeken, ahol nincs közmőves vízszolgáltatás, vagy a közmő nem tudja minden idıben maradéktalanul kielégíteni a fogyasztói igényeket, nyomásfokozó berendezéssel lehet biztosítani, hogy a fogyasztó részére mindig megfelelı nyomáson elegendı vízmennyiség álljon rendelkezésre. A nyomásfokozók olyan mőszaki berendezések, amelyek segítségével arra törekszünk, hogy -

a fogyasztói hálózatban közel állandó értéken tartsuk a nyomást és bizonyos mértékő víztárolással csökkentsük a fogyasztói csúcsok többlet vízigénye miatt esetleg fellépı szolgáltatási zavarokat.

A feladattól függıen a nyomásfokozók kisebb épületek, épületcsoportok vagy nagyobb fogyasztói közösségek /községek, városrészek, városok/ vízszolgáltatási rendszerének alapvetı vagy kiegészítı berendezései lehetnek. A vízszolgáltatás biztonsága megköveteli, hogy -

fogyasztói hálózatban a víz nyomása mindig elérje a szükséges minimális értéket, a víznyomás ne legyen nagyobb, mint a mőszaki elvárásoknak megfelelı legnagyobb érték, a nyomásingadozás a lehetı legkisebb legyen, az egyes épületeket tekintve a legkedvezıtlenebb helyen lévı csapolónál a kívánt mennyiségben megfelelı nyomású víz álljon rendelkezésre.

2. A nyomásfokozás mőszaki berendezései A vízhálózatban a szükséges nyomást szivattyúzással lehet elérni. A nyomás szabályozására alkalmas a magastároló, mivel a tárolóban kialakuló üzemi vízszintek lényegesen kisebb nyomásingadozást idéznek elı, mint a tároló nélküli szivattyús megoldás. A nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés szivattyúinak ki- és bekapcsolási nyomásértéke határozza meg a hálózat nyomásának ingadozását. Ha a szivattyúk üzemét fokozatmentes fordulatszám szabályozással oldjuk meg, lényegesen kisebb nyomásingadozásra lehet számítani. Az elızıekben leírtakból kiolvasható, hogy a nyomásfokozó berendezéseknek két alapvetıen eltérı funkciójú feladatát, nevezetesen a fogyasztói csúcsigények kiegyenlítését, valamint a nyomás biztosítását, szabályozását két gépcsoporttal, a tárolóval és a szivattyúkkal tudjuk megoldani.

99

Különbözı típusú és nagyságú berendezések jöhetnek szóba akkor, ha például egy kisebb lakóház, épületek, épületcsoportok, illetve településrészek fogyasztói igényének kielégítése a cél. Ez utóbbi feladatok már a közmőves vízellátás részét képezik. Az épületek, épületcsoportok nyomásfokozó berendezései elvi felépítésüket tekintve -

szabadfelszínő vagy membrános nyomólégüstös, atmoszférikus nyomású, de zárt magastartályos, illetve fokozatmentes fordulatszám szabályozással vezérelt szivattyús megoldásúak lehetnek.

Ez utóbbi esetben csaknem mindig szükséges egy kisebb térfogatú membrános tartály beépítése is.

100

2.1. A nyomásfokozó berendezések csoportosítása A nyomásfokozó berendezéseket különbözı szempontok szerint csoportosíthatjuk. A víznyerés módját tekintve ismerünk - saját vízforrásra, kútra /1. ábra/ és - közüzemi hálózatra kapcsolt nyomásfokozókat /3. ábra/. A nyomástartás módja szerint ismerünk - atmoszférikus magastartályos /6. ábra/ és - nyomólégüstös berendezést /1. ábra/. A közmőre történı csatlakozás módja szerint ismerünk - közvetlen csatlakozást /3. ábra/, - közvetlen csatlakozást szívóoldali légüsttel, - közvetett csatlakozást nyitott elıtét tartállyal /4. ábra/. A saját vízforrásra történı csatlakozás módja szerint a szivattyú kapcsolódhat - közvetlenül /2. ábra/, vagy - nyitott elıtét tartállyal /1. ábra/ a vízforrásra. A vízellátási zónák száma szerint beszélhetünk - egyzónás /1. ábra/, - két-, illetve többzónás rendszerekrıl /6. ábra/. A nyomásfokozó berendezés biztosíthat - központi ivóvíz ellátást /2. ábra/, - különállóan központi tüzivíz ellátást, - ezek kombinációját /1. ábra/, - egyéb célú vízszolgáltatást, pl. valamilyen ipari technológiai folyamatban. A nyomólégüst lehet - szabad vízfelszínő, itt a nyomólégüstben a víz közvetlenül érintkezik a levegıvel /2. ábra/, - membrános, amikor a víz közvetlenül nem érintkezik a levegıvel /4. ábra/.

101

1./ ábra Saját kútról, megszakító tartállyal üzemelı nyomásfokozó berendezés külön – külön használati- és tüzivíz hálózat vízellátására

102

A nyomásfokozó szivattyúk üzemmódja lehet - a vízhálózatban lévı nyomásról ki-bekapcsolással, vagy - fokozatmentes fordulatszám szabályozással megoldott. A vízellátási zóna helyzetéhez képest a nyomólégüst elhelyezhetı - a nyomászóna alatt, például a pinceszinten, - a nyomászóna alsó szintjén, - a nyomászóna felett, például a padlásszinten. A nyitott elıtéttartály elhelyezhetı - alul, a pinceszinten vagy a földszinten, illetve - a magasabb szintek egyikén kialakított technikai szinten. A fenti csoportosításokból látható, hogy tulajdonképpen az atmoszférikus magastartályos és a nyomólégüstös nyomásfokozók különbözı megoldásairól van szó. Mindkét berendezés típusnak a másikkal szemben vannak elınyei és hátrányai. A nyomólégüstös nyomásfokozók elınyei: -

kisebb a helyszükségletük, kisebb létesítési költséggel alakíthatók ki.

Hátrányuk, hogy a kisebb tartálytérfogat miatt meghibásodásra, elektromos áramkimaradásra érzékenyebb rendszerek. Üzemzavar esetén a vízszolgáltatásban szinte azonnal fennakadás jelentkezik. Az atmoszférikus magastartályos rendszer elınyei: -

a viszonylag nagy tartálytérfogat miatt üzemzavar esetén a vízszolgáltatás még hosszabb ideig fenntartható, a nagy víztömeg tőzoltási tartalékot képezhet, a tartályban kialakuló vízszint mozgás csak kis nyomásingadozást okoz a hálózatban, a nyomólégüstös berendezéshez képest olcsóbb az üzeme.

Az atmoszférikus magastartályos rendszer hátrányai: -

a nagy, magasan elhelyezett víztömeg miatt statikai szempontból igényesebb -és költségesebb- épületszerkezet kialakítása szükséges, a magasan elhelyezett tartály körülményesebben ellenırizhetı, a tartály hıszigetelésérıl általában gondoskodni kell, rosszul méretezett, túl nagyra választott, vagy a fogyasztói szokások megváltozása miatt túlméretezetté vált tartályban egészségre káros pangó víz alakulhat ki.

103

2.2. Nyomásfokozás nyomólégüstös berendezéssel A nyomólégüstös nyomásfokozó berendezések, vagy más szóhasználattal hidroforok zárt, acélszerkezető kisebb víztárolók. Térfogatuk a feladattól függıen néhány liter vagy akár hattíz m3 is lehet. Régebben inkább a szabadfelszínő tartályokat használták, újabban a membrános kialakításúakat választják a tervezık. Ábráinkon minden különösebb kötöttség nélkül hol az egyiket, hol a másikat szerepeltetjük.

2.2.1. Saját vízforrásra kapcsolt berendezések A 2. ábrán látható berendezés üzembehelyezése, illetve mőködése a következı: Az elsı indítás elıtt a töltıcsonkon a lábszelepig fel kell tölteni a szivattyúk szívóvezetékét vízzel. A levegıkompresszorral a tartályban be kell állítani az ún. elınyomást. A szivattyú indítása után a vizet a fogyasztói hálózatba és a nyomólégüstbe egyaránt szállítja. A tartályban a vízszint emelkedésének megfelelıen fokozatosan nı a vízfelszín felett lévı légpárna nyomása. A tartályra, vagy a nyomóvezetékre szerelt nyomáskapcsoló a kikapcsolási nyomás értékének elérésekor lekapcsolja a szivattyút. Amikor a szivattyú nem üzemel, a fogyasztói hálózatba a nyomólégüst nyomja a vizet a tartályban lévı túlnyomás hatására. Ekkor a tartályban nemcsak a vízszint csökken, de csökken a nyomás is. Amikor a nyomáscsökkenés eléri a nyomáskapcsolón beállított bekapcsolási értéket, a kapcsoló újra indítja a szivattyút. A szivattyú tölteni kezdi a tartályt, miközben a fogyasztói hálózatot is ellátja. Ha töltéskor a hálózat vízigénye kicsi, akkor hamar eléri a nyomótartályban a nyomás a kikapcsolási értéket. Ha nagy a vízigény, akkor hosszabb ideig üzemel a szivattyú. A leírtakból felismerhetı a periodikus üzemvitel. Periódusidı alatt értjük a szivattyú két bekapcsolása között eltelt idıtartamot. Ennek hossza adott berendezés esetén függ a vízfogyasztás nagyságától. Ha kicsi a vízfogyasztás, például lakóépületek esetében éjszaka, akkor hosszabb idı telik el a szivattyú két bekapcsolása között, azaz a tartály hosszú ideig képes kielégíteni az épület vízigényét. Elıtéttartály beállításával /1. ábra/ lehet segíteni, ha a kút vízhozamát meghaladja a csúcsfogyasztási idıszak alatt jelentkezı nagyobb vízigény. Ebben az esetben ugyanis a kút vízhozamához illeszkedı teljesítményő töltıszivattyúval akár napi 24 órán keresztül lehet tölteni az elıtéttartályt. A nyomásfokozó szivattyú így nincs közvetlen hatással a kút víztermelésére. A töltıszivattyú ki- és bekapcsolását a tartály vízszintjérıl lehet szabályozni. A légkompresszornak nemcsak az elınyomás létrehozásakor van szerepe. A nyomólégüst légpárnája ugyanis folyamatosan csökken, mert a tartályból kikerülı víz kismértékben oldja és elhordja a levegıt. A nyomásfokozó berendezés akkor üzemel jól, ha a légüstben elegendı levegı van. Ha nem pótoljuk az elhordott levegıt, a tartályban a szivattyú ki- és bekapcsolásához tartozó vízszintek fokozatosan feljebb kúsznak. Ez azzal a következménnyel jár, hogy nagyon lecsökken a periódusidı, gyakoriak lesznek a szivattyú kapcsolások. Szélsı esetben gyakorlatilag annak ellenére hasznos víztartalékolás nélkül üzemelhet a tartály, hogy csaknem tele van vízzel.

104

A levegı utánpótlására több lehetıség kínálkozik. A legkézenfekvıbb, hogy bizonyos idıszakonként, amikor a tartály vízállásmutatója jelzi a beálló vízszintek magasra kerülését, indítjuk a légkompresszort és annyi levegıt nyomunk a tartályba, hogy a ki- és bekapcsolási vízszintek az eredeti induló helyzetre álljanak. A légkompresszor indítása történhet a kezelı által kézi beavatkozással, illetve automatikusan a nyomólégüst vízszintjérıl szabályozva.

2./ ábra Saját vízforrásra kapcsolt nyomásfokozó berendezés légkompresszorral, olajleválasztóval 1 saját vízforrás, például kút, 2 lábszelep, 3 szívóvezeték, 4 nyomásfokozó szivattyú, 5 töltıcsonk, 6 visszacsapó szelep, 7 nyomáskapcsoló, 8 nyomólégüst, 9 vízállásmutató, 10 nyomásmérı, 11 tartály alap, 12 biztonsági lefúvató szelep, 13 olajleválasztó, 14 olajtároló hordó, 15 levegı kompresszor, 16 vízhálózat alapvezeték, 17 felszálló vezeték, 18 strangelzáró ürítıvel, 19 levegı szőrı, 20 ürítı csonk, 26 gépalap,

105

2.2.2. Közüzemi hálózatra kapcsolt berendezések Ha a közüzemi vízhálózat nem tudja az épület valamennyi fogyasztóját mindenkor megfelelıen ellátni vízzel, nyomásfokozó berendezést kell alkalmazni. A 3. ábrán látható nyomásfokozó szivattyú /2/ közvetlenül a közüzemi hálózatra van csatlakoztatva. A berendezés mőködése megegyezik a korábban leírt rendszer mőködésével. A szivattyút megkerülı vezeték /6/ lehetıvé teszi, hogy megfelelı közüzemi nyomás esetén közvetlenül a hálózatból történjen a fogyasztói hálózat megtáplálása. Ez az átkötı szakasz lehetıvé teszi, hogy csökkentsük a gépi berendezések igénybevételét, hosszabb lesz azok élettartama. Nagyobb berendezések esetén a levegı kompresszorok nem közvetlenül a nyomólégüstre csatlakoznak, hanem egy levegı tartály /12/ is beállításra kerül egyéb kiegészítıkkel, így például olajleválasztóval /13/, levegı osztóval /16/ együtt. A levegı tartályban egy alsó és egy felsı nyomásérték között a légkompresszor nyomáskapcsoló segítségével tartja a nyomást. Az alsó értéknek nagyobbnak kell lenni, mint a nyomólégüst szivattyújának /2/ kikapcsolási nyomása. A légtartályból a levegı a nyomólégüstbe a levegı osztón lévı szerelvény megnyitásával juttatható. Kézi szelepnyitás helyett mágnesszelepet szerelve a nyomólégüst vízszintkapcsolója automatikus levegı utánpótlást valósíthat meg. Az épületek vízellátását nem szabad egy nyomásfokozó szivattyúra, illetve nagyobb létesítmények esetén egy levegıkompresszorra bízni. A biztonságos vízszolgáltatás érdekében legalább két levegıkompresszorra van szükség. A fontosabb szereppel bíró szivattyúk számát úgy kell meghatározni, hogy a szükséges szivattyúzási teljesítmény tartalék szivattyúk mellett is rendelkezésre álljon. A szivattyúk számának, illetve teljesítményének kérdésével egy késıbbi fejezetben foglalkozunk. A nyomásfokozó szivattyúk indítása, üzembentartása és lekapcsolása hatással lehet a közüzemi vízszolgáltatás szomszédos épületeket érintı biztonságára. Különösen igaz ez akkor, ha nagyobb teljesítményő szivattyúkról van szó. Nagy teljesítményő szivattyúk indítása és a fogyasztói csúcsidıben történı hosszabb ideig tartó üzemelése a közüzemi hálózatban a megengedettnél nagyobb mértékő nyomáscsökkenést, illetve vízhiányt idézhet elı. Ennek elkerülése érdekében a 4. ábra szerint elıtéttartály /5/ beállítása válhat szükségessé. A fogyasztói igényekhez igazodóan jól méretezett elıtéttartály töltése folyamatos lehet és ez már nem veszélyezteti a közüzemi vízszolgáltatás biztonságát. A tartály töltése adott esetben korlátozható a vízfogyasztás szempontjából kevésbé leterhelt éjszakai órákra is. Ez utóbbi esetben, csak éjszakai töltéskor viszont lényegesen nagyobb tartályra van szükség. Elıtéttartály beállítását nemcsak a fent leírt körülmények indokolhatják. Szükség lehet akkor is rá, ha valamilyen egyéb okból le kell választani a belsı vízhálózatot a közüzemi rendszerrıl. Például különbözı egészségügyi megfontolások is indokolhatják a két rendszer szétválasztását. Ilyen esetekben viszont nem építhetı ki a 4. ábrán jelzett megkerülı vezeték /6/.

106

3./ ábra Közüzemi hálózatra kapcsolt szabad vízfelszínő nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés légkompresszorral, a hozzá tartozó légtartállyal, olajleválasztóval, levegı elosztóval 1 közüzemi hálózat, 2 nyomásfokozó szivattyú, 3 nyomólégüst, 4 fogyasztói hálózat, 5 elıtét tartály, 6 kerülı vezeték, 7 vízszőrı, 8 nyomáskapcsoló, 9 nyomásmérı, 10 vízállás mutató, 11 ürítı csonk, 12 levegı tartály, 13 olajleválasztó, 14 levegı kompresszor, 15 vízmennyiség mérı, 16 levegı osztó

107

4./ ábra Közüzemi hálózatra kapcsolt membrános nyomólégüsttel ellátott nyomásfokozó berendezés megszakító tartállyal, a megszakító tartályt megkerülı vezetékkel 1 közüzemi hálózat, 2 nyomásfokozó szivattyú, 3 nyomólégüst, 4 fogyasztói hálózat, 5 elıtét tartály, 6 kerülı vezeték, 7 vízszőrı, 8 nyomáskapcsoló, 9 nyomásmérı, 10 vízállás mutató, 11 ürítı csonk, 12 levegı tartály, 13 olajleválasztó, 14 levegı kompresszor, 15 vízmennyiség mérı, 16 levegı osztó Fontos, hogy a nyomásfokozó berendezés tervezésének stádiumában a helyi vízszolgáltatóval egyeztetni kell a közüzemi hálózatra történı csatlakozás kérdését. A vízszolgáltató a körülmények megismerése után elıírhatja a megszakító elıtéttartály beépítését.

108

Itt kell megemlítenünk, hogy újabban a külföldi gyakorlatnak megfelelıen Magyarországon is széles körben elterjedtek az ún. membrános nyomólégüstök. Régebben nálunk a nagyobb épületek esetében szinte kizárólag olyan nyomólégüstöket alkalmaztak, amelyekben a vízfelszín közvetlenül érintkezett a levegıvel. Az ilyen berendezések elterjedésének talán legfontosabb indoka az volt, hogy a nálunk rendelkezésre álló szivattyúparkra tekintettel nagy térfogatú tartályokat kellet betervezni. E feladatokat nem lehetett megoldani membrános légüstökkel. Ma már lehetıségünk van olyan többszivattyús nyomásfokozó telepek /Wilo, GRUNDFOS/ választására, amelyeknél az alapszivattyú fokozatmentes fordulatszám szabályozású is lehet, és ez rendkívül kis tartálytérfogat alkalmazását teszi lehetıvé. A leírtakat szemléletesen igazolja, hogy a közelmúltban Debrecen egyik lakótelepén korszerősített, 1.100 lakás vízszolgáltatását biztosító nyomásfokozó berendezés 18.000 liter össztérfogatú nyomólégüst parkját és a hozzátartozó négy nagyteljesítményő szivattyúját ki lehetett váltani egy négy szivattyús kis nyomásfokozó teleppel és a hozzátartozó 500 literes membrános nyomólégüsttel. Ez esetben még fokozatmentes fordulatszám szabályozású rendszert sem kellett betervezni. A berendezések nagyságának ilyen léptékő csökkenését a korszerő technika mellett az is lehetıvé tette, hogy nagymértékben csökkent az elmúlt évtizedben a lakosság vízfogyasztása, és ezt a tervezéskor már figyelembe lehetett venni.

109

2.3. Nyomásfokozás atmoszférikus magastartállyal

A fogyasztói hálózatban a szükséges víznyomást a magasan elhelyezett atmoszférikus nyitott, de higiéniai okok miatt mégis zártnak kialakított tartály által létrehozott vízoszlop nyomása biztosítja. Ilyen mőszaki megoldás található a Gyöngyösön lévı 20 emeletes lakóépületben. A tartály szokásos elhelyezése a padláson, az épület tetején, vagy más célú épületgépészeti gépházban történhet. A szükséges kifolyási nyomás biztosítása miatt a legfelsı szinten lévı csapolók fölött legalább 8 m-re kell lenni a tartály alsó nyugalmi vízszintjének. Ilyen elrendezéső nyomásfokozó berendezés esetén a fogyasztói hálózatban a legnagyobb víznyomás a legalsó szinten lévı csapolóknál van. A tartály elhelyezésével, üzemeltetésével kapcsolatos fontosabb mőszaki elıírások, meggondolások: -

-

-

A tartályban lévı nagy víztömegre tekintettel gondosan kell megtervezni és megépíteni az épület tartószerkezeteit. A tartály hıszigetelésérıl fagyásveszély és nagy melegterhelés esetén gondoskodni kell. A be- és kitápláló csonk elhelyezése lehetıleg biztosítsa az átöblítést. A tartály méretét úgy kell megválasztani, hogy legalább 24 óránként kicserélıdjön a teljes vízmennyiség. Ennek oka a pangó víz kialakulásának elkerülése. Ivóvíz szolgáltatás esetén a tartályt elıre meghatározott ütemterv szerint tisztítani, fertıtleníteni kell. A túltöltést kerülni kell. Ez elérhetı megfelelı szintszabályozással, illetve az esetleges túltöltést elvezetı túlfolyóval. Ha több épület vízellátását kell megoldani, a tárolót a legmagasabb épület tetején kell elhelyezni. A magassági elhelyezésnél figyelembe kell venni, hogy a távolabbi épületeket ellátó csıvezeték áramlási ellenállását képes-e fedezni a víz oszlopnyomása. A körülmények indokolhatják szabadon álló magastartály, más néven víztorony építését. Nagyobb vízmennyiség tárolása megoldható több tartályban is. Ennek elınye, hogy a födémet terhelı tehereloszlás kedvezıbb.

Az 5. ábra egy atmoszférikus magastartály szerelvényezését, csıcsatlakozását mutatja be. A tartály a padlástérben nyert elhelyezést. Nemcsak a tartály de minden olyan csıvezeték szakasz hıszigetelésérıl gondoskodni kell, amely a padlástérben szabadon van szerelve. A vízszinttartás automatikusan, ún. Jakab szelep(ek) segítségével van megoldva.

110

5./ ábra Atmoszférikus magastartály szerelvényezése 1 tároló tartály, 2 töltı vezeték, 3 ürítı vezeték, 4 fenékürítı, 5 cseppfogó tálca, 6 túlfolyó vezeték, 7 légzı csonk, 8 csurgalék elvezetés, 9 vízszint jelzés, 10 hıszigetelésf

A 6. ábra szerint az épület vízhálózata két önálló részre van osztva. Az alsó megtáplálása közvetlenül a közüzemi hálózatról történik. A felsı zóna fölött atmoszférikus nyitott tartály van, ennek töltését a nyomásfokozó szivattyú végzi. A szivattyú indítása, leállítása a tartály vízszintjérıl van szabályozva. A felsı vízellátási zóna közvetlenül a magastartályról kapja a vizet. Ezzel a kapcsolással akkor lehet az épület zavartalan vízszolgáltatását megoldani, ha az alsó zóna vízellátása a közüzemi hálózatról minden idıben biztosítható és ha a nyomásfokozó szivattyúknak nincs káros visszahatása a közüzemi hálózat nyomásviszonyaira. Amennyiben nem ez a helyzet, elıtéttartály, más néven közmő kiegyenlítı medence beállítása szükséges /4. ábra/.

111

6./ ábra Közüzemi hálózatra kapcsolt atmoszférikus magastartályos, kétzónás vízellátási rendszer. Az alsó zóna közvetlenül a közmőre van csatlakoztatva. 1 közüzemi hálózat, 2 vízmennyiség mérı, 3 alsó vízellátási zóna, szivattyú/k/, 5 magastartály, 6 felsı vízellátási zóna,

4 nyomásfokozó

112

2.4. Közmő kiegyenlítı medencék Az elızı ábrákon többször szerepeltek közmő kiegyenlítı medencék. A következıkben áttekintjük ezek feladatát, szerepüket az épületek vízellátásában. Közmő kiegyenlítı medence használatát indokolhatja többek között: -

-

-

Nem engedélyezik a közüzemi csıhálózatra történı közvetlen csatlakozást ( erre példa a 4. ábrán bemutatott megoldás a 6-os jelő átkötıszakasz nélkül). A tiltás oka lehet például a visszafertızıdés veszélye. Az alsó zóna vízellátása a közmőrıl mindig biztosítható, de a felsı zóna nyomásfokozó szivattyúi a környezı épületekben a megengedettnél nagyobb nyomásingadozást, illetve vízhiányt okozhatnak. Erre a problémára megoldást mutat a 7. ábra. A közmő kiegyenlítı medence az ábra szerinti megoldásban egy felsıbb technikai szinten van elhelyezve. Ennek az az elınye a földszinti elhelyezéssel szemben, hogy nem veszítjük el a közüzemi hálózat nyomását. Vannak olyan idıszakok, amikor az épület alsó szintjeit sem tudja a közmő közvetlenül ellátni. Ilyen példára mutat megoldást a 4. ábra.

7./ ábra Kétzónás vízellátás közbensı technikai szintre helyezet közmő kiegyenlítı medencével és nyomólégüsttel

113

2.5. Szivattyús megoldások Nyomásfokozó berendezés mőködhet csupán szivattyús kialakítással nyomólégüst, atmoszférikus magastartály és közmő kiegyenlítı medence nélkül is, és mégsem kell arra számítani, hogy nagyteljesítményő szivattyúk hatással lennének a környezı épületek vízellátására. Ennek több oka van: -

Az egyik legfontosabb az, hogy a mőszaki fejlıdés lehetıvé tette, hogy a korábban alkalmazott nagyteljesítményő szivattyúk helyett a szükséges szivattyú teljesítményt megbontva több kisebb olyan szivattyút használjunk, amelyeknél megengedhetı az óránkénti több tízszeres kapcsolási szám is. Ilyenkor a fogyasztói igények változását jól lehet követni az üzemelı szivattyúk számának kaszkád rendszerő ki- és bekapcsolásával.

-

További lehetıséget kínál az ilyen típusú nyomásfokozó telepek széleskörő használatára az, ha a szivattyúk vízszállítási teljesítményét frekvenciaváltós fokozatmentes fordulatszám szabályozással folyamatosan a pillanatnyi fogyasztói igényekhez igazítjuk.

-

Nagy épületek, épületcsoportok vízhálózatában lévı vízmennyiség tömege önmagában is bizonyos pufferkapacitást jelent, kiváltva ezzel tárolókat.

A gyakorlat szerint egy kisebb térfogatú nyomólégüstöt azért még számításba vesznek a tervezık az esetleges nyomáslökések tompítására, különösen a felsorolás szerinti elsı esetben. A frekvenciaváltó a szükséges szabályozó és vezérlı egységekkel kiegészítve biztosítja, hogy - a nyomólégüst térfogata minimálisra csökkenthetı, vagy akár el is hagyható, - a fogyasztói hálózatban a nyomás a mindenkori fogyasztás nagyságához igazodóan optimális értéken tartható, azaz nem szükséges az indokoltnál lényegesen nagyobb nyomást tartani, - ha higiéniai vagy más okok nem indokolják a megszakító elıtéttartály beépítését, akkor ennek elhagyását lehetıvé teszi a szivattyú teljesítmény több, kisebb szivattyúegységre történı megosztása és ezáltal megmaradnak a közvetlen közmőre történı csatlakozás ismert elınyei.

114

A szivattyúk számának megválasztása A kérdés akkor merül fel, amikor kiszámítottuk a nyomásfokozó berendezés szivattyú teljesítmény igényét és választanunk kell, hogy egy nagyobb, vagy több kisebb teljesítményő szivattyút tervezzünk be. Ennek eldöntése mőszaki és gazdasági kérdés. Kevésszámú nagy gépet ott célszerő választani, ahol kis fogyasztói ingadozások várhatóak és emiatt a szivattyú jó hatásfokú pontban (tartományban) üzemeltethetı nem nagy különbségő ki- és bekapcsolási nyomástartományban /8/a. ábra/. A 8/b. ábra szerint jól látható, hogy ha a fogyasztói vízigények nagyobb tartományban mozognak, a szivattyú hatásfoka sokszor az alacsonyabb értékő zónában mozoghat.

8/a. ábra

8/b. ábra

Nagyobb fogyasztói ingadozások esetén a következı két megoldás közül célszerő választanunk: -

több kis gép egymással párhuzamos üzemmódban kapcsolva, a frekvenciaváltós fordulatszám szabályozású alapgéppel több, ugyanilyen teljesítményő kis gép szintén párhuzamos kapcsolásban.

115

Amennyiben a fentiektıl eltérıen nagy fogyasztói ingadozások esetén, például lakóépületek vízellátásánál, ahol még kis fogyasztási idıszakok is várhatóak, egy nagy szivattyúval oldjuk meg a feladatot, akkor a várható következmények: -

nagy nyomáslökések a fogyasztói hálózatban, fıleg éjszaka, a megengedettnél nagyobb nyomásingadozás a közüzemi hálózatban és emiatt a környezı épületekben sérül a vízszolgáltatás biztonsága, a gépegység nagyobb mechanikai igénybevételnek van kitéve, például kisfogyasztású idıszakban nagy lesz a csapágyak axiális terhelése, energetikailag kedvezıtlenebb lesz az üzemvitel, az üzemi munkapontok túlnyomórészt a szivattyú jelleggörbe rosszabb hatásfokú tartományában találhatók /8/b. ábra/, az üzemvitel biztonsága érdekében az egy szivattyús megoldásnál egy újabbat kell beállítani tartalékként és ez nagyobb beruházási költséget jelent.

Ha a nyomásfokozást több kisebb teljesítményő, egymással párhuzamosan kapcsolt szivattyúval oldjuk meg, a következı elınyökkel, hátrányokkal szembesülünk: -

lényegesen olcsóbb frekvenciaváltó szükséges a kisebb szivattyúkhoz, bonyolultabbá és ezáltal drágábbá válik a szabályozás, mert meg kell oldani • a szivattyúk terheléshez igazodó ki- és beléptetését, • az egyenlı üzemidı érdekében az alapgép funkció szétosztását valamennyi gép között, • ugyanilyen okból a fokozatmentes fordulatszám szabályozás követi az alapgépet, - energiatakarékosabb és ezáltal olcsóbb lesz az üzemvitel.

116

A 9/a. ábrán látható, hogy kisfogyasztású idıszakban, például lakóépületek esetében éjszaka egy kis szivattyú üzemel a fogyasztáshoz jól illeszkedı térfogatárammal, jó hatásfokú tartományban.

9/a. ábra

9/b ábra

A 9/b. ábrán egy három szivattyús, ki- bekapcsolásos, tehát fordulatszám szabályozás nélküli nyomásfokozó telep üzemviszonyait követhetjük nyomon csökkenı vízfogyasztás mellett: Induljunk ki abból a helyzetbıl, amikor nagy a vízigény és üzemel mind a három szivattyú. Ekkor az „érvényes” jelleggörbepár az ábra jelöléseit használva: 1+1+1. Csökkenı vízfogyasztás esetén a munkapont elmozdul a szivattyú jelleggörbéjén a nyíl irányában → emelkedik a csıhálózatban a nyomás. Amikor a nyomás emelkedése eléri a Hki értéket, lekapcsol az egyik szivattyú → a munkapont az 1+1 jelő jelleggörbepárra mozdul. Ha tovább csökken a vízfogyasztás, a munkapont a nyíl jelzésének megfelelıen balra felfelé mozdul el, megint emelkedik a víznyomás a csıhálózatban. Ha ez eléri megint a Hki értékét, lekapcsol még egy szivattyú → a munkapont az 1 jelő jelleggörbepárra mozdul. Ha a vízfogyasztás emelkedik, a folyamatok hasonlóképpen játszódnak le, csak éppen ellenkezı irányba, azaz belépnek a szivattyúk szép sorban. Egyszivattyús (nagy)berendezésnél is lehet frekvenciaváltós fordulatszám szabályozást alkalmazni, de nem gazdaságos, mert - a nagyobb teljesítményhez jelentısen drágább frekvenciaváltó szükséges, - lényegesen kisebb teljesítmény tartományban lehet követni a fogyasztói változásokat, mint többszivattyús megoldásban.

117

3. Nyomásfokozó berendezések számítása 3.1. Alkalmazott jelölések - mértékadó közmőnyomás: pü /bar/; hü /m/ - a csıhálózat hidraulikai ellenállása: ph /bar/; hh /m/ - geodetikus magasságnak megfelelı nyomáskülönbség: pg /bar/; hg /m/ - kifolyási nyomáskülönbség: pk /bar/; hk /m/ - a vízmérı hidraulikai ellenállása: pm /bar/; hm /m/ - egyéb ellenállások pl. vízszőrı ellenállása: pe /bar/; he /m/ - vízszintmozgás okozta nyomáskülönbség: pv /bar/; hv /m/ - a nyomásfokozó szivattyú kikapcsolási nyomása: pmax /bar/; hmax /m/ - ugyanez, de abszolút nyomásban kifejezve: pa max /bar/; ha max /m/ - a nyomásfokozó szivattyú bekapcsolási nyomása: pmin /bar/; hmin /m/ - ugyanez, de abszolút nyomásban kifejezve: pa min /bar/; ha min /m/ - elınyomás: pelı /bar/ - az elınyomás abszolút nyomásban kifejezve: pa elı /bar/ - emeletszám: E - nyomásviszony tényezı: α - napi átlagos vízfogyasztás: Vd /m3/d vagy l/d/ - átlagos órai vízfogyasztás: Vh /m3/h vagy l/h/ - maximális órai csúcsfogyasztás: Vh max /m3/h vagy l/h/ - mértékadó maximális terhelés: Vmax /l/s/ - a nyomásfokozó szivattyú vízszállítása: Vsz /m3/h vagy l/s/ - óránkénti egyenlıtlenségi tényezı: B - vízfogyasztási fejadag, lakóépület esetén személyenként: f /l/d / - fogyasztói egység, lakóépületek esetén a lakók száma: n - az épületek rendeltetésétıl függı tényezı: α - a fejadagtól függı gyökkitevı, értékei az MSZ-04-132-1991 szerint: a - csapoló egyenérték, értékei az MSZ-04-132-1991 szerint: N - csapoló egyenértékek számától függı tényezı, értékei az MSZ-04-132-1991 szerint: K - kapcsolási periódus: Tmin /s/ - óránkénti kapcsolási szám: z /1/h/ - a nyomólégüst számított teljes térfogata: V /l vagy m3/ - a nyomólégüst hasznos térfogata: Vt h /l vagy m3/ - a nyomólégüst valóságos térfogat: Vt /l vagy m3/ - szivattyú kikapcsolásakor a tartályban a vízfelszín fölötti levegı térfogata: Vmin /l vagy m3/ - szivattyú bekapcsolásakor a tartályban a vízfelszín fölötti levegı térfogata: Vmax /l vagy m3/ - a nyomólégüstben az állandó víztérfogat: Va /l vagy m3/ - a nyomásfokozó szivattyú szállítómagassága: h /m/ - szívómagasság a szivattyú szívócsonkján: hsz /m/ a szivattyú- nyomólégüst közötti csıvezetékben - a szivattyú szívócsonkja elıtt és keletkezı veszteségmagasság összege: hcs h /m/

118

3.2. Nyomásviszonyok értékelése, nyomászónák kialakítása Középmagas és magas épület esetén mindenekelıtt meg kell vizsgálni, hogy a közmő minden idıben megfelelı nyomáson elegendı vízmennyiséget képes-e biztosítani. Általában nyáron a reggeli és az esti lakossági fokozott vízigény jelentkezésének idıszakában lehet kritikus a vízszolgáltatás, ezért a szolgáltatónál a legkedvezıtlenebb idıszakra vonatkozóan kell megkérni a csatlakozás tervezett helyén a mértékadó közmőnyomást.

3.2.1. A közmőnyomás által ellátható lakószintek száma A mértékadó közmőnyomás /pü/ ismeretében a következık szerint határozhatjuk meg azt a csapolómagasságot /hg ; pg /, vagy emeletszámot /E/, amely magasságig a közmő biztosítani tudja a vízellátást. pg = pü - ph - pm - pk - pe /bar/ hg = 10,197 x pg /m/ hg E =  3,0 m ahol egy lakószint magassága födémmel együtt 3,0 m-el van számítva és 1 bar → 10,197 m /≈10 m/ A pk kifolyási nyomás értékét az MSZ-04-132-1991 szabvány a 4.1. fejezetben 0,5 bar-ban adja meg, ugyanakkor, az F.1.1. táblázatban a WC-nyomóöblítı szükséges legkisebb kifolyási nyomásaként 0,7 bar-t szerepeltet.

3.2.2. Atmoszférikus magastartály által ellátható lakószintek száma A nyomászónák kialakításánál alapvetı szempont az a mőszaki gyakorlatban elfogadott nézet, hogy az egyes vízellátási övezetekben nem lehet a víznyomás nagyobb, mint 5 bar. Ez a vizes berendezések csapolóinak biztonságos nyomástőrése miatt megállapított érték. A már említett MSZ-04-132-1991 szabvány ugyanerrıl a 4.2. fejezetben a következıket írja: "Magasépületek vízhálózatának méretezésénél az épületet 3,0-4,0 bar nyomású zónákra kell felosztani. Az egyes zónákon belül a vezetékméretezést ugyanúgy kell lefolytatni, mint a nem magas épületeknél." A bemutatásra kerülı feladat kiinduló adatai: -

A fentiek figyelembevételével az áthidalható geodetikus magasság hg A magastartály alatt az elsı csapolóig tartó csıvezeték hidraulikai ellenállása hh = 3 m. A magastartályos vízellátás inkább a toronyszerő épületeknél használatos. A tartályban az alsó és felsı vízszint közötti magasságkülönbség hv = 2 m. A szükséges kifolyási nyomómagasság hk = 7 m. Egy lakószint magassága a födémszerkezettel 3,0 m.

119

50 - hv - hh - hk 50 - 2 - 3 - 7 E =  =  = 12,6 3,0 3,0

→ E = 12

A felhasznált kiindulási adatok figyelembevételével magastartály alkalmazásával az ellátható lakószintek száma 12.

10. ábra Atmoszférikus magastartállyal ellátható lakószintek száma Kisnyomás szempontjából a legfelsı lakószint, nagynyomás szempontjából a legalsó lakószint van a legkedvezıtlenebb helyen.

120

3.2.3. Nyomólégüstös berendezés által ellátható lakószintek száma A nyomászónák kialakítását itt is úgy kell elvégezni, hogy a hálózatban csapolók elıtt ne legyen nagyobb a nyomás, mint 5 bar. A számításnál be kell vezetni a nyomásviszony tényezı fogalmát, ami nem más, mint a nyomásfokozó szivattyú abszolút nyomásban kifejezett be- és kikapcsolási nyomásának hányadosa. A bemutatásra kerülı feladat kiinduló adatai: - A nyomásviszony tényezı közepes értéke α = 0,8. - A nem toronyszerő épületeknél a csıvezeték hidraulikai ellenállását nagyobb értékkel kell számításba venni a csıhálózat kiterjedtebb volta miatt, hh = 8 m. pa min pa min α =  =  = 0,8 5+1 pa max pa min = α · pa max = 0,8 x 6,0 = 4,8 bar ahol α - nyomásviszony tényezı Az ellátható lakószintek száma:

→ ha min ≈ 48 m

ha min - hk - hh - 10 48 - 7 - 8 - 10 hg E =  =  =  = 7,7 3,0 3,0 3,0

→ E=7

A számítás szerint nyomólégüstös nyomásfokozóval ellátható lakószintek száma 7, tehát kisebb zónamagasság vízellátása biztosítható, mint magastartályos berendezéssel. A gyakorlat szerint egy tízemeletes lakóház vízhálózatát mégsem osztják két zónára, hanem egy emelt nyomású, de egyzónás rendszert alakítanak ki.

11. ábra

Nyomólégüstös nyomásfokozó berendezéssel ellátható lakószintek száma

121

3.3. Nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés számítása Nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés méretezésére vonatkozóan iránymutatást találunk az MSZ-04-132-1991 szabványban, de a szakirodalomban is széles körben olvashatunk errıl a kérdésrıl. Az említett forrásmunkák még a hagyományos, szabad vízfelszínő berendezések /3. ábra/ méretmegadásával foglalkoznak. A ma szívesen alkalmazott új típusú, korszerő nyomásfokozó telepek számításával, az elvi megfontolásokkal foglalkozó szakcikkek, elıadások és tervezési segédletek forrásmunkája leginkább a DIN 1988/5 vonatkozó fejezetei.

3.3.1. Hagyományos, szabad vízfelszínő nyomólégüstös berendezés méretezése A számítás során meg kell határozni a nyomásfokozó berendezés fontos gépegységeinek méreteit, illetve az üzemvitel jellemzı paramétereit. Ezek a következık: -

a jellemzı vízfogyasztási adatok, a tartály számított és valóságos térfogata, a szivattyú be- és kikapcsolási nyomása, és az ún. elınyomás értéke, a szivattyú kiválasztásához ismerni kell a szállított vízmennyiséget és a szükséges emelımagasságot.

A számítás lépései: 1./ Elıször meghatározzuk a szivattyú két bekapcsolása között megengedhetı legrövidebb idıtartamot, a kapcsolási periódust, vagy más néven a periódusidıt /Tmin/. Ehhez fel kell vennünk az óránkénti kapcsolási számot, melynek értéke a szabvány szerint 6 - 10 között választható a kapcsolószerkezet, a villanymotor tulajdonságainak ismerete alapján. Kisebb teljesítményekhez nagyobb, nagyobb teljesítményekhez kisebb kapcsolási számot kell választanunk.

3600 Tmin =  /s/ z 2./ Célszerő az üzemi viszonyokat úgy megválasztanunk, hogy az óránkénti csúcsfogyasztás idıszakában a periódusidı felében a szivattyú üzemeljen, míg a másik felében nem, azaz az állásidı és a tényleges mőködési idı körülbelül egyenlı legyen. Ebben az esetben a szivattyú vízszállítása /Vsz/ kétszerese a maximális órai vízfogyasztásnak /Vh max/. Vsz = 2 Vh max / l/s/ A szivattyú ilyen módon kiszámított vízszállítása nem lehet kisebb, mint az ún. perccsúcs fogyasztásra jellemzı, egyébként rövid ideig tartó mértékadó maximális vízfogyasztás 90 %a. Ennek indoka az, hogy a szivattyú szállítóképessége mindenkor, még bekapcsolását követı idıszakban is lépést tudjon tartani a mértékadó maximális vízfogyasztással. Ha ez a feltétel

122

nem teljesülne, akkor elıfordulhat, hogy elhúzódó csúcsfogyasztáskor megengedhetetlen nyomáscsökkenés állna elı. Vsz ≥ 0,9 Vmax /l/s/ A két Vsz érték közül a nagyobbat kell választanunk. 3./ A rendszer mőködésének jellegébıl következik, hogy a szivattyú üzemelésekor nemcsak a nyomólégüstbe, hanem a fogyasztói hálózatba is szállítja a vizet. Célszerő az üzemelés feltételeit úgy kialakítani, hogy az óránkénti csúcsfogyasztás idıszakában a szállított víz fele a nyomólégüstbe, másik fele a hálózatba kerüljön. Ekkor a tartály hasznos térfogata /12. ábra/:

Vt h

T T =  Vsz =  Vh 4 2

max

/l/

és Vt h = Vmax - Vmin

/l/

Vmax értékét úgy kell felvenni, hogy a nyomólégüstben mindig legalább 20 % víztérfogat legyen, azaz az állandó víztérfogat Va = 0,2 V és

Vmax = 0,8 V

/l/ /l/

12. ábra

123

4./ A nyomásviszony tényezı /α/ bevezetéséhez értelmeznünk kell a nyomólégüstben lévı vízfelszín fölötti légpárna viselkedésére a Boyle- Mariotte törvényt állandó hımérsékletet feltételezve: pa max · Vmin = pa min · Vmax és innen pa min Vmin α =  =  Vmax pa max Az α nyomásviszony tényezı ajánlott értékei az egyes irodalmi forrásokban eltérıen van megadva: 0,80 - 0,85, illetve 0,75 - 0,90 között kell választanunk. Általában javasolható, hogy kisebb berendezéseknél a kisebb, nagyobbaknál a nagyobb tartományból válasszunk nyomásviszony tényezıt. A nyomásviszony tényezıt célszerő a szivattyú bekapcsolási nyomásának /pmin/ függvényében megválasztani: ha pmin < 2 bar, akkor α = 0,7 2,5 < pmin < 4,8 bar, akkor α = 0,75....0,82 pmin > 5,0 bar, akkor α = 0,83....0,90 Kis nyomásviszony tényezı esetén elıny, hogy kisebb tartálytérfogat szükséges, és a tartály térfogat /Vt/ viszonylag nagyobb hányada hasznos víztérfogat /Vt h /. Hátrányt jelent, hogy a bekapcsolási nyomáshoz /pmin/ képest viszonylag magas a kikapcsolási nyomás /pmax/ értéke és emiatt a szivattyú csak rövid ideig üzemel jó hatásfokú munkapontban. Ez energetikailag kedvezıtlen, továbbá az indokoltnál lényegesen magasabb nyomás van a rendszerben. Ugyanannál a feladatnál nagyobb nyomásviszony tényezı választása esetén pont a fordított értékekre számíthatunk, azaz - nagyobb lesz a tartály térfogata, ez költségesebb beruházást jelent, - kisebb lesz a tartály térfogatához viszonyítva annak hasznos térfogata, - nem lesz nagy különbség a szivattyú be- és kikapcsolási nyomásértéke között, - hosszabb ideig fog a szivattyú jó hatásfokú munkaponton dolgozni, azaz energetikailag kedvezıbb lesz az üzemvitel, - a hálózatban nem lesz az indokoltnál lényegesen magasabb a nyomás. Sok múlik tehát a helyes döntésen. Választásunkat mőszaki és gazdasági értékelés elızze meg. 5./ A szivattyú bekapcsolási nyomását úgy kell meghatározni, hogy a fogyasztói hálózat legkedvezıtlenebb helyén lévı csapolóhoz is kellı nyomással jusson el a víz: pmin = pg + pk + ph + pe /bar/ ahol - pg a nyomólégüstben lévı alsó vízszint és a legkedvezıtlenebb helyen, azaz a legmagasabban lévı csapoló magasságkülönbségének megfelelı oszlopnyomás /bar/, - pk a kifolyási nyomás /bar/,

124

-

ph a nyomólégüsttıl a legkedvezıtlenebb csapolóhoz vezetı csıvezeték és szerelvényeinek összes hidraulikai ellenállása a legnagyobb vízelvételkor /bar/, pe - a csıhálózat ezen szakaszában lévı egyéb ellenállás, például vízszőrı, hıcserélı, tároló okozta nyomásveszteség.

6./ A szivattyú kikapcsolási nyomását az α nyomásviszony tényezı segítségével lehet maghatározni. pa min α =  pa max ahol pa min = pmin + 1 /bar/

és

pa max = pmax + 1 /bar/ innen a kikapcsolási nyomás:

pa min pmax =  - 1 /bar/ α

7./ A szivattyú szállítómagaságát /h/ úgy kell megállapítani, hogy az a tényleges magassági szintkülönbségek és áramlási ellenállások nyomásigényét fedezni tudja. Itt már számításba kell venni a szivattyú szívóoldalán lévı ellenállásokat és a rásegítı nyomásokat, például közüzemi hálózatra történı csatlakozás esetében a mértékadó közmőnyomást /pü/. Nem mindegy tehát, hogy a szivattyú megtáplálása hogy van megoldva: ráfolyásssal történik közmő kiegyenlítı tartályból /7. ábra/, kútból kell a vizet felemelni /2. ábra/, vagy a közüzemi hálózatról közvetlen a lecsatlakozás /3. ábra/. pmax + pmin h = hsz + hm + hcs h + 10  /m/ 2 A hsz szívómagasság a szivattyú szívócsonkján valóságos szívásnál pozitív /2. ábra/, hozzáfolyásnál, illetve közüzemi csatlakozásnál /3. ábra/ negatív elıjelő. A hm vízmérı ellenállást csak akkor kell figyelembe venni, ha a szívóvezetékbe vízmérı van kötve. 8./ A nyomólégüst térfogatát az eddig felírt összefüggések segítségével határozzuk meg. T  Vsz 4 Vt h V =  =  0,8 /1-α / 0,8 /1-α /

/l/

ahol T /s/, Vsz /l/s/, Vt h /l/ Vsz V =  /m3/ 3,2 ⋅ z ⋅ /1-α/

125

ahol Vsz /m3/h/, z /1/h/ 9./ Az számított nyomólégüst térfogatnak megfelelıen választani kell a rendelkezésre álló, piacon kapható tartálysorból. A választott valóságos tartálytérfogat /Vt/ lehetıleg minél jobban közelítse meg a számítottat. Lefelé maximum 5-10 %-al térjünk csak el, inkább egy mérettel nagyobbat válasszunk. Ha nem egy, hanem két tartályt építünk be, adott esetben jól megközelíthetjük a két tartály együttes térfogatával a számítottat. Ilyenkor a tartályok kapcsolására több lehetıség kínálkozik / 13. ábra/ .

13. ábra Nyomólégüst tartályok kapcsolása a./ Levegı oldalról a két tartály párhuzamosan van kapcsolva. Elınyös kapcsolás, mert viszonylag kis felületen érintkezik a levegı és a vízfelület. b./ Rossz kapcsolás, mert nem helyezhetı el egy tartályban az összes vízmennyiség. c./ A levegı- és a vízoldalon is párhuzamos kapcsolást látunk. Hátránya, hogy viszonylag nagy vízfelület érintkezik levegıvel. Gyakori kapcsolás. d./ A szükséges tartálytérfogat három tároló segítségével állt össze.

10./ A kiválasztott tartályban /Vt/ a szivattyú korábban kiszámított be- és kikapcsolási nyomásértékei között csak az elınyomás elsı indítás elıtti létrehozása esetén lehet a hasznos térfogatnak /V t h/ megfelelı vízmennyiséget tárolni. Az elınyomást légkompresszorral a Boyle - Mariotte- törvény figyelembevételével a következı értékre kell beállítani: Vt ⋅ pa e = Vmax ⋅ pa min = Vmin ⋅ pa max

126

ebbıl: Vmax pa e = pa min  /bar/, Vt

ill.

Vmin pa e = pa max  /bar/ Vt

127

3.4. Új szempontok a tervezési munka során A több évtizede üzemelı nyomásfokozó berendezések felújításánál, valamint új tervezéseknél az elızı fejezetben ismertetett számítási menet alkalmazása során lényegesen korszerőbb, energiatakarékosabban üzemeltethetı, kisebb alapterületen elférı berendezéseket kapunk eredményül, ha alkalmazunk néhány új tervezési szempontot: -

-

-

A vízigények meghatározásánál számításba kell venni, hogy az utóbbi évtizedben nagymértékben csökkent a lakosság vízfogyasztása. A korszerő nyomásfokozó szivattyúk óránkénti kapcsolási száma elérheti a 20-30 -at, kisebb teljesítmények esetén ennél többet is. A szükséges szivattyúteljesítmény több kisebb szivattyúra bontásával termelés oldalról jobban követhetık a változó fogyasztói vízigények, viszonylag alacsony értéken tartható a hálózatban a nyomásszint. Frekvenciaváltós fokozatmentes fordulatszám szabályozás alkalmazása tovább növeli az energiatakarékosabb üzemvitel lehetıségét, gyakorlatilag néhány tized bar nyomásingadozással stabilan tartható nyomásszint érhetı el. A szükséges kis tartálytérfogatot membrános tárolókkal célszerő megoldani. Ez egészségügyi szempontból is jó megoldás. A DIN 1988/5 idevonatkozó fejezeteinek alkalmazása részben meggyorsítja, részben egyszerősíti a tervezési munkát és korszerő berendezések használatára ösztönöz.

128

3.5.Tervezési irányelvek a DIN 1988/5 elıírásai szerint

A következıkben a közüzemi hálózatra kapcsolt nyomólégüstös nyomásfokozó berendezések DIN 1988/5 elıírásain alapuló tervezési, számítási szempontjait tekintjük át a teljesség igénye nélkül. Hangsúlyosan figyelünk azokra a fogalmakra, kapcsolási, ábrázolási módokra, számítási eljárásokra, mőszaki elvárásokra, amelyek kisebb- nagyobb mértékben eltérnek az eddig leírtaktól, a hazai elıírásoktól és a korábbi gyakorlattól. A DIN 1988/5 az MSZ-04-132-1991 szabványban használt fogalmaktól és jelölésektıl eltérıeket is alkalmaz: - a nyomásfokozó által biztosított nyomáskülönbség: ∆PP /bar/ - a nyomásfokozó után szükséges túlnyomás: Pnach /bar/ - a nyomásfokozó elıtt rendelkezésre álló nyomás: Pvor /bar/ - az a statikus túlnyomás, amelynél a szivattyú bekapcsol: PE /bar/ - az a statikus túlnyomás, amelynél a szivattyú kikapcsol: PA /bar/ - ugyanez, csak abszolút nyomásban kifejezve: PabsA /bar/ - a szivattyú ki- és bekapcsolása közötti nyomáskülönbség: ∆P/A-E/ /bar/ - a geodetikus magasságkülönbségbıl adódó nyomáskülönbség: ∆Pgeo /bar/ - a csapoló elıtt lévı minimális statikus kifolyási nyomás: PminFL /bar/ - a vízmennyiségmérı nyomásvesztesége: ∆PWZ /bar/ - egyéb ellenállások pl. vízszőrı ellenállása: ∆PApp /bar/ - mértékadó közmőnyomás: Pmin V /bar/ - csıvezetékek és szerelvények ellenállásának összege: Σ/ I ⋅ R +Z / /bar/ - a nyomásfokozott zóna vizes berendezéseinek egyidejő vízfogyasztása: ΣQR /1/s/ - a számított csúcsfogyasztás: Qs /l/s/ - a nyomásfokozó által szállított legnagyobb térfogatáram: QmaxP /l/s/ - a szivattyú óránkénti kapcsolási száma: S /1/h/ - a nyomásfokozó szívóoldalán lévı légüst térfogata: VV /m3/ - a nyomásfokozó nyomóoldalán lévı légüst teljes térfogata: VE /m3/ - a nyomóoldali légüst hasznos térfogata: VEn /m3/ - a megszakítótartály hasznos térfogata: VB /m3/

129

1./ Nyomászónák kialakítása Hasonlóan a magyar elıírásokhoz, az épületeket olyan vízellátási zónákra kell osztani, ahol a hálózat egyik pontján sem alakul ki 5 bar-nál nagyobb nyugalmi nyomás. 2./ A közüzemi hálózatra történı csatlakozásnak lehetısége, feltételei A közvetlen csatlakozás feltételei: -

-

bármelyik szivattyú be- és kikapcsolásakor az áramlási sebességváltozás a közüzemi hálózatban és a bekötıvezetékben nem érheti el a 0,15 m/s értéket, ha az összes üzemelı szivattyú egyszerre állna le, nem alakulhat ki a közüzemi hálózatban meg nem engedett mértékő nyomáslengés, illetve emiatt az áramlási sebességváltozás sem a közüzemi hálózatban, sem a bekötıvezetékben nem érheti el a 0,5 m/s értéket, a nyomásfokozó berendezés üzemelése nem eredményezheti, hogy a közüzemi vezetékben meghaladja az áramlási sebesség a 2 m/s értéket, a szivattyúk indításakor nagyobb marad a közüzemi hálózatban a nyomás, mint 1 bar és nem csökken a nyomás jobban, mint az indulóérték fele, a szivattyúk kikapcsolásakor nem emelkedik a nyomás a közüzemi vezetékben a csatlakozási pontban jobban, mint a megengedett üzemi nyomás + 1 bar, a közvetlen csatlakozás higiéniai feltételei alapvetıen megegyeznek a hazai elıírásokkal, a vízszolgáltatókkal minden esetben egyeztetni kell.

Közvetlen csatlakozást szívóoldali légüsttel akkor célszerő megvalósítani, ha az elızıekben felsorolt feltételek maradéktalan teljesítése érdekében a szívott oldalon jelentkezı nyomás- és sebességváltozásokban csillapító hatást szeretnénk elérni /14. ábra/.

14. ábra Szívóoldali légüst alkalmazása

130

Közvetett csatlakozáskor a közüzemi hálózat és a nyomásfokozó telep közé atmoszférikus nyomású megszakító tartályt telepítenek /4. ábra/. Ez akkor szükséges, ha például -

higiéniai okok indokolják a két rendszer szétválasztását (ekkor a 4. ábrán szereplı 6-os jelő átkötıszakasz természetesen nem építhetı ki) , a nyomásfokozó telep közvetlen csatlakozása miatt nem teljesülnének azok a feltételek amelyekrıl a közvetlen csatlakozás tárgyalásakor szó volt az elızıekben.

A megszakítótartály alkalmazásának hátrányai itt is ugyanúgy érvényesülnek, mint a hazai gyakorlatban. 3./ A nyomásfokozó által szállított vízmennyiség /QmaxP/ meghatározása Tőzoltórendszerek nyomásfokozóinál a tőzoltás vízigényéhez kell igazítani a vízszállítás nagyságát. Központi ivóvízellátó rendszereknél a QmaxP-vel jelzett vízmennyiséget a 15. ábrán bemutatott segédgörbék segítségével lehet meghatározni. A szükséges térfogatáramnak meg kell egyezni az ábrán Qs-el jelzett csúcsfogyasztással. A Qs értékét az ellátott épületben lévı összes fogyasztóberendezés egyidejő vízátbocsátásának /ΣQR/ függvényében, az épülettípusra jellemzı meredekségő görbe segítségével lehet megállapítani. Központi vízellátással közös tőzoltórendszerek nyomásfokozói esetében azt a térfogatáramot kell figyelembe venni, ami a számítás alapján nagyobb.

131

15. ábra Qs csúcsfogyasztás a ΣQR teljes átfolyás függvényében 4./ A szükséges nyomáskülönbség /∆PP/ meghatározása A szükséges nyomáskülönbséget úgy kapjuk meg, hogy a geodetikus magasságkülönbségnek megfelelı nyomásveszteséghez hozzáadjuk az egyéb nyomásveszteségeket /pl. vízmérı, csıvezeték ellenállása/, és ezek összegébıl levonjuk a mértékadó közmőnyomást. Ez a számítási mód megfelel a hazai gyakorlatnak. A német szabvány jelölése szerint: ∆PP = Pnach - Pvor

/bar/

∆PP = ∆Pgeo + PminFL + Σ/ I ⋅ R +Z / + ∆PWZ + ∆PApp - Pmin V /bar/ A csapoló elıtt a minimális statikus kifolyási nyomást / PminFL/ a DIN 1988/5 szerelvényfajtától függıen adja meg, mely értékek 0,5 és 2,4 bar között változnak. Víznyomás alatt lévı tüzivíz hálózatban ez legalább 3,0 bar legyen. Elızetes számításokhoz 1,5 bar kifolyási nyomást ajánlott felvenni.

132

A nyomólégüst magassági felállítási helye befolyásolja a szivattyú be- és kikapcsolási nyomását. A bekapcsolási nyomás a vele szervesen egybeépített nyomólégüst esetén: PE = Pnach Ha a nyomólégüst a magasabban lévı technikai szinten van, a szivattyú pedig pl. a földszinten /7. ábra/, akkor a szintkülönbségnek megfelelıen csökkenteni kell a bekapcsolási nyomást a geodetikus szintkülönbség, valamint a szivattyú és a légüst bekötés közötti csıszakasz okozta nyomásveszteség összegével. A szívó- és nyomólégüst nélkül szerelt nyomásfokozók szivattyúinak magassági felállítási helye nem befolyásolja a szivattyúk által létrehozandó nyomáskülönbséget /∆PP/. Arra azért ügyelni kell a magassági elhelyezés megválasztásánál, hogy -

fogyasztási csúcsidıszakban a szivattyú elıtt kialakuló túlnyomás 0,5 bar alá ne essen /Pvor > 0,5 bar/, ne alakuljon ki olyan üzemállapot, hogy a szivattyú után a nyomás nagyobb, mint 10 bar /Pnach ≤ 10 bar/.

5./ A nyomásfokozó berendezés vezérlésével szemben támasztott követelmények • •

Ha egy szivattyú meghibásodás következtében kiesik, zavarjelzés mellett egy másik szivattyúnak azonnal be kell kapcsolni. Választókapcsolóval, vagy automatikus módon az azonos teljesítményő szivattyúk üzemelési sorrendje változtatható legyen. A nyomásfokozó telep kapcsolási nyomáskülönbségét /∆PA-E/ 2,5 bar alatt célszerő tartani. A vezérlést úgy kell kialakítani, hogy közvetlen csatlakozásnál a berendezés kapcsoljon ki és maradjon kikapcsolt helyzetben, ha 1 bar minimális hozzáfolyási nyomás alá kerül a közüzemi nyomás, a közüzemi nyomás meghaladja a minimálisan szükséges nyomóoldali nyomást, és ezáltal a közüzemi hálózat közvetlenül el tudja látni a nyomásfokozott zónát is.

Ha a nyomásfokozó többszivattyús berendezést nyomólégüst nélkül szerelik, akkor a kapcsolási nyomásimpulzusok csökkentésére és a szivárgási fogyasztás fedezésére a nyomásfokozó telepbe egy kis vezérlı nyomólégüstöt építenek. 6./ Az elızetes számításokhoz szükséges csıvezeték nyomásveszteség a nyomásfokozó utáni csıszakaszon a következı táblázat segítségével határozható meg:

A nyomásfokozótól a hidraulikailag legkedvezıtlenebb helyen lévı csapoló távolsága ΣL /m/ Σl ≤ 30 30 < Σl < 80 Σl > 80

A csıvezeték 1 m-ére vonatkozó fajlagos nyomásesés ∆P/L /mbar/m/ 20 15 10

133

7./ A szívóoldali légüstöt az alábbiak szerint kell táblázat segítségével kiválasztani:

A nyomásfokozó által szállított legnagyobb térfogatáram QmaxP /m3/h/ QmaxP ≤ 7 7 < QmaxP ≤ 15 QmaxP > 15

A szívóoldali légüst térfogata VV /m3/ 0,3 0,5 0,75

300 liternél kisebb térfogatú szívóoldali légüstöt csak akkor lehet választani, ha az membrános tartály.

8./ Nyomóoldali légüst kiválasztása Szabad vízfelszínő, azaz közös víz-légterő és membrános nyomóoldali légüst térfogatának kiszámítására szolgáló összefüggés: PabsA VE = 0,33 ⋅ QmaxP ⋅  ∆P/A-E/ ⋅ S ahol QmaxP m3/h-ban helyettesítendı. 9./ A nyomóoldali légüst hasznos térfogatának kiszámítása ∆P/A-E/ VEn = VE ⋅  /m3/ PabsA Az ilyen módon kiszámított hasznos térfogat a teljes tartálytérfogat mintegy 25-30 %-ára adódik.

10./ A megszakítótartály hasznos térfogatának számítása A zárt, de légköri nyomás alatt lévı szívóoldali tartály hasznos térfogatának és magassági elhelyezésének meghatározásakor tekintettel kell lenni -

a közüzemi nyomás várható legkisebb értékére, azaz a mértékadó közmőnyomásra / Pmin V /, az épület használói által igényelt maximális fogyasztói vízigényre, a nyomásfokozó telep maximális vízszállítására / QmaxP/.

A tartály hasznos térfogata: VB = 0,03 QmaxP /m3/ 134

ahol az összefüggésbe QmaxP m3/h-ban helyettesítendı. 11./ Nyomásfokozó gépházakkal szemben támasztott követelmények -

-

A nyomásfokozó berendezéseket tiszta, fagymentes, jól szellızött, egyéb célokra nem használt helyiségekben kell felállítani. A gyakorlat szerint a kisebb hıközpontokkal közös légtérben szívesen telepítenek nyomásfokozókat. Az esetleges vízelfolyások elvezetésére megfelelı padlóösszefolyókkal ellátott szennyvízhálózatról kell gondoskodni. A nyomásfokozóknak helyet adó gépházak ne legyenek csendet igénylı helyiségek közvetlen szomszédságában.

135

3.6. Atmoszférikus magastartályos berendezés számítása 3.6.1. A méretezés általános szempontjai Az atmoszférikus magastartályos nyomásfokozó berendezés számításánál meg kell határozni a fontosabb jellemzı berendezések, így a szivattyúk, a magastartályok és ha van ilyen, akkor a rendszerhez kapcsolt közmő kiegyenlítı medencék méreteit, az elhelyezés körülményeit. A különbözı rendeltetéső tárolók térfogata és a szivattyúk vízszállítása, emelımagassága csak együttesen, a rendszer egészét tekintve határozható meg. Fontos a fogyasztói vízigények elızetes felmérése, valamint a közüzemi vízhálózat mértékadó nyomásának és vízszállításának ismerete. Alapvetı szempont, hogy a fogyasztói vízigények pontos felmérésével olyan tartályméreteket határozzunk meg, hogy a tartály teljes víztartalma legalább 24 óránként kicserélıdjön. A tervezési munka során általában a következıkre kell tekintettel lenni: -

-

-

Ismerni kell a közüzemi hálózat terhelhetıségét, mert ez határozza meg többek között, hogy szükséges-e közmő kiegyenlítı medence, vagy sem. Ha igen, akkor tudnunk kell, hogy hol helyezzük el, milyen magasságban? A közmő kiegyenlítı medence magassági elhelyezésétıl is függ, hogy közvetlenül a hálózatról tölthetjük, vagy szivattyú segítségével. Döntenünk kell abban a kérdésben, tölthetjük-e folyamatosan, vagy csak a nap bizonyos idıszakában, például éjszaka. Ismerni kell, hogy a vízzel töltött magastartály tömege az épületszerkezeti adottságokra tekintettel mennyire korlátozott. Ez befolyásolja a töltési idıtartamot, illetve fordítva is igaz. Folyamatos töltés lehetısége meghatározza a magastartály térfogatát. A magastartály töltésének idıtartama befolyásolja a töltıszivattyú vízszállítását. Ha csak éjszaka tölthetjük a magastartályt, akkor nagyobb teljesítményő szivattyúra és nagyobb tárolóra van szükség. A nagyobb teljesítményő szivattyú éjszakai üzemét a kisebb fogyasztási idıszakra tekintettel a közmőhálózat jobban elviseli. Ha a nagyteljesítményő szivattyú hatása kedvezıtlen a közmőhálózatra, akkor kisebb szivattyúval egész nap, folyamatosan kell tölteni a magastartályt, amelynek térfogata emiatt nagyobb lesz.

Az eddigiekbıl látható, hogy a tervezés során tág lehetıségünk és sok korlátunk van a szivattyú vízszállításának, a felsı tároló, az esetleges közmő kiegyenlítı medence térfogatának és magassági elhelyezésének megválasztásában.

3.6.2. A tárolók méretének meghatározása A következı grafikus szerkesztési eljárással a fogyasztási adatok ismeretében megszerkeszthetı a tároló térfogata a szivattyú töltési idıtartamának függvényében. A módszer alkalmazható közmő kiegyenlítı medence és magastároló esetében is. A tároló térfogata a vízfogyasztás és a töltés ismeretében számítható. A 16/a ábra egy 30, a 16/b. ábra egy 100 lakásos lakóház hétköznapi vízfogyasztásának idıbeli lefolyását mutatja. A vízszintes tengelyen a nap 24 órája, míg a függılege tengelyen az óránkénti vízfogyasztás szerepel a napi vízfogyasztás százalékában.

136

16/a. ábra

16/b. ábra

1 a fogyasztás; 2 az állandó egyenletes táplálás; 3 az éjjeli táplálás integrál, összegzı görbéje Mindkét ábra alsó része az ún. integrálgörbét mutatja. Az integrálgörbe bármely pontja a nap folyamán 0h -tól addig az idıpontig elfogyasztott, illetve betáplált vízmennyiség összegét adja a napi teljes vízfogyasztás százalékában. Az ábrák segítségével szerkesztés útján a szükséges tároló térfogatot úgy kapjuk meg, hogy képezzük a táplálás és a fogyasztás közötti, mindkét irányú legnagyobb különbség összegét. A szükséges tároló térfogat a 30 lakásos épületben állandó egyenletes töltés esetén az 1-es és a 2-es vonalak között a 6h- és 23h-kor mérhetı két legnagyobb különbség összege: 22 + 4 = 26 %. Az 1-es és a 3-as vonalak között mérhetı két legnagyobb különbség összege az éjszakai töltés esetére adja meg a tartály térfogatot. Szintén 6h- és 23h-kor a két különbség összege: 73 + 19 = 92%. Ez utóbbi esetben csaknem a teljes napi vízfogyasztás mennyiségét tárolni kell. A 100 lakásos épületnél az ábra szerint az egész napos töltéshez 20 %-os, az éjszakai töltéshez 82 %-os tartálytérfogat tartozik. A fentiekbıl általános észrevételek fogalmazhatók meg: -

Folyamatos, 24 órás töltés esetén grafikus szerkesztés nélkül a tároló medence térfogata a napi vízfogyasztás 25...40 %-ában választható. A kisebb térfogat a nagyobb, 50-200 lakásállományig, a nagyobb térfogat 50 lakás alatt javasolható.

137

-

Amennyiben a körülmények miatt csak éjszakai töltés valósítható meg, a medence térfogatát 100 %-ra kell venni.

138

4. Nyomásfokozó berendezések ipari alkalmazása A 17. ábrán olyan magastartályos nyomásfokozó berendezést látunk, ahol bemutatásra került • a használati hidegvíz hálózat, • a használati melegvíztermelı berendezés elvi kapcsolása, • a tüzivíz hálózat kialakítása. Az ábra jelöléseinek magyarázata: 1 közüzemi hálózat, 2 vízmennyiség mérı, 3 tőzoltó gépjármő csatlakozási lehetıség, 4 a tüzivíz hálózat nyomásfokozó szivattyúi, a használati vízhálózat nyomásfokozó szivattyúi, 6 visszacsapó szelepek, 7 belsı tőzcsap, 8 HMV cirkulációs szivattyú, 9 belsı cirkulációs, illetve töltı szivattyú, 10 hıcserélı, 11 HMV tároló, 12 HMV hálózat, 13 cirkulációs vezeték, 14 hidegvíz vezeték, 15 hidegvíz hálózat, 16 alsó vízellátási zóna tartályt töltı vezeték, 17felsı vízellátási zóna töltı vezeték, 18 tüzivíz hálózat, 19 alsó zóna magastartály, 20 felsı zóna önálló melegvíz termelı berendezés, 21 felsı zóna magastartály, 22 hidegvíz vezeték, 23 tőzoltási tartalékképzés céljából szerelt átkötı szakasz, A 18. ábrán mőszaki megoldásokat látunk három zónás atmoszférikus magastartályos rendszer tárolóinak szivattyús töltésére. A 19. ábrán egy három zónás nyomólégüstös rendszert látunk. A használati melegvízellátás (jelképes, nem részletezett) megoldása is látható. A nyomásfokozó berendezések fejezetet egy lakótelepi épületcsoport nyomásfokozó berendezésének rekonstrukciós képeivel fejezzük be.

139

17. ábra Kétzónás atmoszférikus magastartályos vízhálózat. A használati melegvíz elıállítása külsı tárolós rendszerő.

140

18. ábra Tartályok töltésének különbözı megoldásai

141

19. ábra Háromzónás nyomólégüstös vízellátás

142

Magasépület nyomásfokozó berendezésének rekonstrukciós képei: - Rekonstrukció elıtt: • 3.150 literes nyomólégüstök, • TTA tip. nyomásfokozó szivattyú, - Rekonstrukció után: • az alsó vízellátási zóna nyomásfokozó szivattyúi, • a felsı vízellátási zóna nyomásfokozó szivattyúi.

A rekonstrukció elıtt 2-2 db 3.150 literes szabad vízfelszínő nyomólégüst tartozott egy-egy vízellátási zónához

143

A magasépület vízellátási rendszerére eredetileg ilyen TTA típusú nyomásfokozó szivattyúk voltak csatlakoztatva

144

Közbensı szerelési helyzetben az alsó vízellátási zóna új nyomásfokozója

145

A felsı vízellátási zóna nyomásfokozó szivattyúi mögött a háttérben látszik az 500 l-es membrános nyomólégüst

146

Épületek vízhálózatának kialakítása, méretmegadása

1. Vízhálózati rendszerek kialakítása, tervezési szempontok Az épületek vízellátása megoldható saját vízforrásról, például kútból történı vízkiemeléssel, illetve közüzemi vízhálózatról.

Saját vízforrásra kapcsolt atmoszférikus tartályos vízhálózat 1 kút, 2 szívóvezeték (a végén a kútban lábszelepes szőrıkosár), 3 szivattyú, 4 nyomóvezeték (visszacsapó szeleppel és elzárószeleppel), 5 tartály, 6 a felsıelosztású csıhálózat, 7 leszállóvezeték, 8 ágvezeték, 9 szaniter berendezés, 10 túlfolyó, 11 szintkapcsoló, 12 elektromos vezérlı vezeték, 13 motorkapcsoló, 14 elektromos vezeték,

147

Saját vízforrásra kapcsolt hidroforos vízhálózat gépházi része 1 kút, 2 szívóvezeték (a végén lábszelepes szőrıkosár), 3 szivattyú, 4 álló helyzető hidrofor, 5 nyomáskapcsoló, 6 nyomóvezeték (visszacsapó- és elzárószeleppel), 7 alapvezeték, 8 felszállóvezeték, 9 levegı kompresszor, 10 olajszőrı (olajleválasztó), 11 vízállásmutató, 12 elektromos vezeték,

148

Közüzemi vízhálózatra kapcsolt vízellátási rendszer

1 közmőhálózat, 2 bekötıvezeték, 3 a közterületen lévı „utcai” fıelzáró, 4 a telekhatáron belül lévı vízóra aknába szerelt vízmérı, 5 az épület fıelzáró szerelvénye, mely olyan kialakítású, hogy az épület vízhálózata leüríthetı legyen, 6 a vízmérıtıl az épület határoló faláig tart a külsı alapvezeték, 7 az épületbe történı belépéstıl a legtávolabbi függıleges vezetékig tart a belsı alapvezeték, 8 a felszálló vezetékbe szerelt üríthetıs strangelzáró (szakaszoló), 9 felszálló vezeték, 10 ágvezeték, 11 az egyes berendezési tárgyak elé az ágvezetékbe szerelt elzárószerelvény (tartalékelzáró), 12 kifolyószelep, 13 berendezési tárgy,

149

Egy berendezési tárgy (fali kiöntı) és szerelvényei

9 felszállóvezeték, 10 ágvezeték, 11 tartalékelzáró, 12 csapoló, 13 berendezési tárgy, 14 bőzelzáró szifon, 15 takarás, 16 szennyvíz ágvezeték, 17 szennyvíz ejtıvezeték,

150

A következıkben a közüzemi hálózatról történı lecsatlakozás feltételeirıl, körülményeirıl lesz szó. Néhány fontos szabály, mőszaki elıírás a megvalósítás feltételeirıl, körülményeirıl:

1.1. Közmőre történı csatlakozás, bekötıvezeték, külsı alapvezeték Közmőre történı csatlakozás -

Közmőhálózatra rácsatlakozni csak az illetékes vízszolgáltató elızetes engedélyével, közmőegyeztetés után szabad. A közmőegyeztetést a társszolgáltatókkal is le kell folytatni a többi közmő /szennyvíz-, gáz-, távhıvezeték, távközlési és elektromos földkábel/ elhelyezkedésének megismerése céljából.

-

Ivóvízhálózatot kialakítani, közmőre csatlakozni csak olyan csıvezetékkel szabad, amely rendelkezik alkalmassági bizonyítvánnyal, illetve szabvány vagy más elfogadott mőszaki elıírás ezt engedélyezi, lehetıvé teszi.

-

Ilyen csıanyag lehet például a régóta használt horganyzott acélcsı, vagy a közelmúlt néhány csıanyaga a réz és a különbözı alapanyagú mőanyagok /pl. PE, PVC, PP stb. /.

-

A közüzemi hálózatra a bekötıvezetéket csak a szolgáltató kötheti rá. Ennek nagyon sok praktikus oka van. Például: a garantált szakértelem, a szolgáltatási jellemzık és körülmények ismerete, az esetleges hozzá nem értésbıl adódó szolgáltatási üzemzavarok megelızése, stb.

Közmőhálózatra történı rácsatlakozás egy lehetséges mőszaki megoldása 1 közüzemi vezeték, 2 rácsatlakozó könyök (menetes), 3 utcai fıcsap, 4 védıcsı, 5 szelepszár hosszabító, 6 öntöttvas ház,

151

Vízfıcsap és az elhelyezés részletei 1 víztelenítı fıcsap, 2 kavicságy, 3 tégla, 4 szelepszár hosszabító, 5 védıcsı, 6 tégla, 7 öntöttvas (vagy alu. öntvény) csapszekrény

152

-

Saját kútra alapozott belsı vízhálózatot úgy kell kialakítani, hogy azt a késıbbiekben rácsatlakoztathassuk közüzemi vezetékre, ha az idıközben kiépül.

-

Ha egy létesítményen belül saját kútra alapozott és közüzemi rendszerre csatlakozott csıhálózat is található, azokat csak úgy szabad üzemeltetni, hogy a kettı egymástól teljesen független legyen. Egyesíteni ıket nem szabad.

-

Ipari technológiai célra felhasználható nem ivóvíz minıségő víz is. Ezek számára külön csıhálózatot kell kialakítani, mely nem egyesíthetı a közüzemi vízhálózatra kötött ivóvíz vezetékkel. Ilyen ipari technológiai célú felhasználás lehet például a hőtıkörök hőtıvize, vagy az élelmiszeriparban a padozatok tisztogatására használt víz.

-

A tőz oltására kiépített tüzivíz hálózat oltóvíz minısége azonos lehet az iparivíz minıségével.

153

Bekötıvezeték -

Bekötıvezeték alatt a közmőcsatlakozástól a telekhatáron belül lévı vízmérı aknában található vízmérı órát követı 10 cm-ig tartó szakaszt értjük. Ha nincs vízmérı akna, mert az épület a telekhatáron, vagy annak közvetlen közelében van, akkor a bekötıvezeték az épületben elhelyezett fımérıt követı 10 cm-ig tart. Vízmérı hiányában a bekötıvezeték a telekhatárig tart.

-

Egy bekötıvezetéket kell tervezni. Ha valamilyen különleges okból kettı, vagy több bekötıvezetéket kell tervezni, a vízmérık után visszacsapó szelepet kell beépíteni. Többoldali bekötıvezeték létesítését indokolhatja például az, ha az egyik irányból nem oldható meg a létesítmény biztonságos vízellátása.

-

A csıhálózat kialakításánál, a berendezések megválasztásánál arra kell törekedni, hogy víz- és energiatakarékos, biztonságos rendszert valósítsunk meg, mely kielégíti továbbá az élet-, egészség-, környezet- és munkavédelmi elıírásokat.

-

A bekötıvezeték és a külsı alapvezeték belsı átmérıje olyan legyen, hogy a legnagyobb vízfogyasztási idıszakban se legyen a vízáramlás sebessége nagyobb, mint 2.5 m/s. Ennek részben zajvédelmi indoka van, de nem hanyagolhatók el az esetlegesen jelentkezı eróziós hatások sem.

-

A bekötıvezeték belsı átmérıje 20 mm-nél kisebb ne legyen. Ennek egyik fontos indoka, hogy az esetleges késıbbi, elıre nem tervezett fejlesztések miatt ne kelljen a bekötıvezetéket kicserélni és a közüzemi rácsatlakozást bıvíteni.

-

Meg kell oldani a csıhálózat és a berendezések korrózió-, zaj- és hıvédelmét, valamint a szükséges mértékig az érintésvédelmét.

-

Hıvédelem alatt értjük a hideg és a meleg elleni védelmet, illetve adott esetben a hıveszteség csökkentése céljából szükséges hıszigetelést.

-

A hıvédelem megkerülhetetlen esete a bekötıvezeték fagyhatár alatti szerelése. Fagyhatár alatt biztonsággal az 1,5 m mélyen történı szerelést értjük. Aki az 1,0 m körüli mélységre telepít, az elfagyás lehetıségét kockáztatja, különösen kevéssé használt épületek esetében, ahol nagy hidegben a csıvezetékben álló, pangó víz van.

-

1,2 m-nél kisebb földtakarás esetén olyan hıszigetelésrıl kell gondoskodni, amely egyenértékő 1,2 m földtakarással. A szigetelést vízzáró burkolattal védeni kell.

-

Bekötıvezeték közterületi elzárhatóságát biztosítani kell. Ennek egyik lehetséges helye a telekhatártól 1 m távolságra forgalommentes helyen, pl. a járda alatt. Egyes szolgáltatók a bekötövezetéken az elsı elzárót szívesebben helyezik el a telekhatáron belül lévı vízóra aknában, annak jobb kezelhetısége miatt.

-

Fentiek miatt a bekötıvezeték helyének kérdésében az illetékes szolgáltatóval egyeztetni kell.

154

-

Az elzárószerelvény DN 25 mm átmérıig gömbcsap, e felett csak lassú nyitású szelep vagy tolózár. Ennek indoka az indokolatlanul nagy nyomáshullámok keletkezésének csökkentése.

-

A bekötıvezeték a közmőhálózatra merıleges, az ellátott ingatlanra szintén merıleges, vagy közel merıleges legyen.

-

A bekötıvezeték nyomvonalát úgy kell megválasztani, hogy az az épület falsíkjától /azzal párhuzamosan/ legalább 1,5 m tengelytávolságra legyen.

-

Bekötıvezetékrıl leágazást készíteni, vagy több ingatlant közös bekötıvezetékrıl ellátni csak a szolgáltató engedélyével szabad.

-

Osztott telkes csoportházak közös bekötése esetén egységenként /lakásonként/ külön vízmérıt kel felszerelni. Osztott telkek esetében a szolgáltatóval a lehetséges mőszaki megoldásról elızetesen egyeztetni kell.

-

A bekötıvezeték épületbe történı belépésénél az épület alapfalán az átvezetést a várható legmagasabb talajvízszint felett úgy kell megoldani, hogy az áttörés nyílását a csı körül vízzáró képlékeny anyaggal kell kitölteni.

-

Ha az alapfalon történı áttörés a várható legmagasabb talajvízszint alatt történik, az alapfalba szigetelıgalléros, tömszelencés csıátvezetést kell kialakítani.

-

Az épületbe történı becsatlakozásnál a víz- és szennyvízvezeték között legalább 1 m távolságot tartani kell, vagy a vízvezetéket a szennyvízvezeték fölött kell bevezetni. Ha nincs meg az 1 m távolság, akkor a vízvezetéket védıcsıben kell szerelni.

155

Külsı alapvezeték -

A bekötıvezeték telekhatáron belüli részét, amely a vízóra akna és az épület között van, külsı alapvezetéknek nevezzük. Ezt a csıszakaszt térszint alatt, földbe fektetve vezetjük a fagyhatár alatt.

-

A létesítmény vízhálózatának mélypontján /mélypontjain/ praktikusan a vízmérı aknában leürítı/k/, magaspontjaiban légbeszívók beszerelése szükséges.

-

Bekötı- és külsı alapvezetékre épületet, építményt telepíteni nem szabad.

Külsı alapvezeték épületen kívül

a./ körvezeték, b./ gerincvezeték 1 közüzemi vezeték, 2 utcai fıelzáró, 3 telekhatár, 4 vízmérı (vízóra aknában, mely nincs jelölve), 5 fıelzáró (a vízóra aknában), 6 épület,

156

Vízmérıhelyek -

A vízmérıt általában aknában a telekhatáron helyezik el.

-

Telekhatárra épült épület esetében a vízmérıt a pince valamelyik közösségi helyiségében kell elhelyezni, • közvetlenül az utcai fıfal mellett, • jól látható, • jól megközelíthetı, • sérülésveszélynek nem kitett helyen, • ne legyen fagyveszély • szerelhetı, cserélhetı legyen.

-

A vízmérı akna fenek kaviccsal legyen feltöltve, hogy a rendszer esetleges leürítésekor a víz elszivároghasson.

-

Vízmérı aknát úgy kell kialakítani, hogy a vízmérı vízben ne álljon.

•

Épületen belül célszerő elzáró szerelvényt felszerelni a szaniter berendezések csapolói elıtt az ágvezetékbe tartalékelzáróként /ezt még akkor is célszerő megtenni, ha a korszerő szerelési rendszerek némelyikénél feleslegesnek érezzük/, az ágvezetékek induló szakaszába, ha az több tartalékelzárós csapolót lát el, az alapvezetékek elágazásába, vízmérı után közvetlenül.

• • •

157

Vízmérıhelyek kialakítása vízóra aknában és épületen belül b./ vízmérı aknában, c./ vízmérı épületben, d./ vízmérı aknában, ha nincs utcai fıelzáró

158

Külsı alapvezeték átvezetése falon: egyszerő faláttörés (a várható talajvízszint fölött) 1 alapfal, 2 agyag, 3 alapvezeték

Külsı alapvezeték átvezetése falon: szigetelıgalléros faláttörés (a várható talajvízszint alatt) szorítócsöves, bitumenkitt tömítéssel

159

1.2. Épületen belüli alapvezeték, felszálló- és ágvezeték

Épületen belüli alapvezeték -

Az alapvezeték épületen belüli, lehetıleg pincében vezetett részét szabadon, falsík elıtt, ill. mennyezet alatt, vagy ellenırizhetı csıcsatornában ill. más módon elrabicolva vezetjük.

-

A vízvezeték hálózat épületen belüli, ill. épületen kívüli minden szakasza üríthetı legyen. A lejtés mértéke 2 - 5 mm méterenként, azaz 2 - 5 ezrelék. Cél, hogy az egész hálózat a vízóra aknában lévı ürítıcsapon keresztül teljes mértékben leüríthetı legyen. Ez kisebb, egyszerőbb hálózatok esetében elérhetı.

-

Nagyobb rendszereknél több ürítıhely kialakítására van szükség. Az üríthetıség indoka lehet többek között a nyomásmentes állapotban történı javítás, szerelés, vagy a fagymentes üzemen kívül helyezés biztosítása.

-

Vízvezetéket csak olyan helyiségben szabad tervezni, amelynek belsı hımérséklete télen sem csökkenhet +2 °C alá.

-

Fagyveszélynek kitett helyeken /külsı bejárati ajtók, külsı, egyrétegő üvegezéssel ellátott pinceablakok, kapuk stb. közelében a csıvezeték hıszigetelésérıl gondoskodni kell.

-

Fagyveszélynek kitett helyeken /pl. főtetlen épületek oltóvízhálózatát, külsı kerti locsolóvezetékeket, stb./ a vezetékek üríthetıségét ürítıcsappal biztosítani kell. Az ürítı és az elzáró szerelvényt fagymentes helyen kell elhelyezni.

• •

Vízvezetéket nem szabad vezetni: épületek külsı határoló falában, kémények, szellızık falában és kürtıjében, födémben, a huzamos tartózkodásra szolgáló helyiségek padozatában, az önálló rendeltetési egységek /pl. lakások/ elválasztó határfalában.

Ezek a régen megfogalmazott kritériumok az akkori idık szinte egyedülálló anyagú, a horganyzott acélcsı uralkodása idején helytállóak voltak, mert egy meglazult és megfolyt csıkötés a padozatban komoly károkat okozhatott. A mai korszerő csıszerelési rendszerek ismeretében, például egy préskötés rézcsıvel minden további nélkül szerelhetı padozatban, ha ezt a gyártómő a saját termékére nem tiltja. Horganyzott acélcsı és annak kötése esetében természetesen továbbra is élnek a tilalmak. • • •

Vízvezetéket nem szabad szerelni továbbá: korróziót okozó, vagy mérgezı anyagokat szállító technológiai csıvezetékkel közös csatornában, villamos berendezések elhelyezésére szolgáló helyiségekben, pl. transzformátor-, fıkapcsoló helyiségben, felvonó, mozgólépcsı aknájában, gépházában, ezek falazatában, padozatában és födémében, jelentıs értékek, mőkincsek elhelyezésére szolgáló helyiségekben /pl. múzeum/, ezek falában, padozatában, födémében.

160

Alapvezeték kialakítása a./ gerincvezeték, b./ körvezeték, 1 alapvezeték, 2 felszállóvezeték, 3 felszállóvezeték szakaszoló ürítıcsappal (strangelzáró), 4 alapvezeték szakaszoló,

161

Felszálló vezeték -

A felszálló vezetékek általában egymás fölötti, azonos rendeltetéső helyiségeket, ill. csapolókat látnak el vízzel.

-

Az alapvezetékrıl leágazó felszálló vezetékekbe ún. strangelzárókat kell szerelni az ürítés lehetıségének biztosításával. Ez történhet olyan strangelzárókkal, amelyek része az ürítı szerelvény, vagy a strangelzáró fölött elhelyezett T-idommal és önálló ürítı szerelvénnyel.

-

A strangelzárókat csak állandóan hozzáférhetı helyen szabad elhelyezni. Nem alkalmas erre a célra például lakóépületekben az egyes lakók elzárt pincerekeszei.

-

A falhoronyban szerelt csıvezetéket nemezszalaggal burkolni és ezt követıen elfalazni csak sikeres nyomáspróbát követıen szabad.

-

Egymás mellett vezetett hideg- és melegvíz vezetékeket és elzárókat úgy kell elhelyezni, hogy a hidegvízvezeték legyen a jobb oldalon. Ez egy szakmában kialakult gyakorlat, ettıl el lehet térni, ha valami ezt indokolja.

-

Megfelelı távolság hiányában egymáshoz közel vezetett hideg- és melegvíz vezetékeket és elzáró szerelvényeket a hımérséklet kiegyenlítıdése elkerülése érdekében olyan hıszigeteléssel kell ellátni, amely biztosítja a rendeltetésszerő használatot.

162

Ágvezeték -

A felszállót és a csapolót az ágvezeték köti össze.

-

Ha a csapoló nem építhetı közvetlenül az ágvezetékre, hanem a berendezési tárgyra kell szerelni, mint például a mosdó esetében, akkor a kettıt kötıcsıvel kell összekötni.

-

A függılegesen vezetett felszálló és az ágvezetékek falhoronyban, szabadon falsík elıtt vagy falhoronyban szerelhetık. Gyakori a falsík elıtt szerelt csıvezetékek elrabicolással történı takarása.

-

A falsík elıtt vízszintesen szerelt csıvezetékek megfelelı gyakoriságú alátámasztásáról vagy megfogásáról gondoskodni kell. Ellenkezı esetben meghajolhat, deformálódhat a a csıvezeték. Különösen igaz ez a mőanyag csıvezetékekre. Esetükben felmerülhet a folyamatos alátámasztás szükségessége is. A csımegfogások sőrősége részben számolható, de a különbözı tervezési segédletek erre vonatkozó ajánlásokkal szolgálnak.

163

Berendezési tárgyak elhelyezése csıhálózat alaprajzon

164

A csıszerelés fontos körülményei -

Az épületen belüli csıszerelés fontos követelménye, hogy a késıbbi üzemeltetés során káros, zavaró zajok ne keletkezzenek.

-

A zajvédelem egyik fontos részterülete a késıbbi rezgésmentes üzemeltetés biztosítása a csıvezetékek megfelelı megfogásával, a szivattyúk és más berendezések körültekintı alapra helyezése, csıhálózatra csatlakoztatása, stb

-

A csıvezetéket páralecsapódás, felmelegedés, lehőlés elkerülése érdekében megfelelı módon szigetelve kell vezetni. Védelem nélküli csıvezeték esetében például a következı esetekben számolhatunk külsı felületi páralecsapódásra:

•

párás, meleg vizes helyiségben, például fürdıszobában falsík elıtti hidegvizes csıvezeték, vagy falban vezetett, elvakolt hidegvizes csıvezeték esetében.

•

A fémcsı külsı felületén megjelenı nedvesség erıs korróziós hatás kezdetét jelentheti, mert például falban elvakolt rézcsı hamar kilyukadhat, ha annak külsı felületén víz és mész jelen van. A cement az acélanyagú csıvezetéket nem támadja meg. -

Falban vezetett fémanyagú csıvezetékre megfelelı védelmet jelent például

• •

a rézcsı mőanyag bevonata, vagy a gégecsıben történı szerelés, vagy a filccel, nemezszalaggal történı betekerés.

Korábban a mesterek hullámpapírral, bordás csomagolópapírral burkolták a falban elhelyezett horganyzott csıvezetéket. -

A nem horganyzott acélcsövek felületét korrózió ellen általában mázolással védjük, amellyel a fémfelületet elzárjuk a környezetétıl.

-

Alapmázolás elıtt a csıfelületet drótkefével meg kell tisztítani, majd kétrétegő alapmázolás következik. Ezt követi a fedımázolás.

-

A földbe fektetett horganyzott acélcsövet forró bitumenes mázzal kell bevonni, majd üvegtextil vagy jutavászon szalagot kell feltekerni. Ezt követi egy újabb bitumenes máz.

-

Külön tüzivíz hálózatot akkor kell létesíteni, ha ezt gazdasági vagy mőszaki okok miatt nem lehet összevonni az ivó- vagy ipari víz hálózattal. Ilyen mőszaki ok lehet pl., ha a számított tüzivíz oltómennyiség nagyobb mint az épület használati vízigénye. Ez esetben a "szúk keresztmetszet" a használati vízhálózatba szerelt vízmérı. A vízmérı azért nem választható nagyobbra, nem illeszthetı az oltóvíz mennyiségéhez, mert kis használati vízfogyasztás idıszakában a szükségesnél nagyobb mérı miatt alulmérés történne.

-

Tüzivíz hálózat anyaga csak acélcsı lehet.

165

A falsíkon kívüli csımegfogás néhány lehetséges módja a./ lengı függesztıbilincs, b./ univerzális függesztı szalag, c./ nagyobb csıvezeték átmérınél az épületszerkezethez rögzített konzol,

166

A csıvezetékben keletkezı rezgések a csımegfogásoknál és az épületszerkezeteken való áthaladásoknál terjedhetnek át az épületszerkezetekre. Ennek megakadályozására, illetve csökkentésére többféle megoldás lehetséges: - az épületszerkezetek és a csımegfogást biztosító faék közé haglágy anyag beépítése, - a csıvezeték és a csıbilincs közé hanglágy anyag beépítése, - az épületszerkezeteken való átvezetéseknél a csıhüvely és a csıvezeték közé hanglágy anyag beépítése,

Hanglágy anyag alkalmazása különbözı csıvezetési megoldásoknál

167

Felszálló és ágvezetés kapcsolata a./ elölnézet, b./ felülnézet, c./ szerelési vázlat 1 T-idom, 2 ágvezeték, 3 tartalékelzáró, 4 menetes közdarab, 5 könyök, 6 falikorong,

168

1.3. Vízvezetéki szerelvények, berendezések Vízvezetéki szerelvények és berendezések közé soroljuk: - vízmérık, - elzáró csapok, szelepek, tolózárak, a szaniter berendezések csapolói, - egyéb szerelvények, így többek között nyomáscsökkentık,, nyomásszabályozók, biztonsági lefúvatók, visszacsapó szelepek, vízszőrık, - a használati melegvíztermelés berendezései, így pl. hıcserélık, tárolók, vízmelegítık, cirkulációs szivattyúk, stb.

Golyóscsap Jelenleg a vízellátásban legelterjedtebb nyitó-záró szerkezet. A forgástest tükörfényesre munkált acélgolyó (gömb), melyen egy furat engedi keresztül a vizet. A tömítést mőanyag lemezek biztosítják. Több százezer nyitást-zárást is kibír. A hírtelen nyitás-zárás nagyobb vízlökést is okozhat. Kicsi az áramlási ellenállása.

Tolózár Szintén csupán nyitásra és zárásra alkalmas. Elınye, hogy áramlási ellenállása rendkívül kicsi. Hátránya, hogy a víz mennyiségének szabályozására nem alkalmas. A folyamatos zárás következtében a vízlökések kicsik.

169

Szelepek a./ Az egyenes szelepen törik meg legjobban az áramlási irány, ezért nagy az ellenállása, viszont a beépítési hossza kicsi. b./ A ferde szelepben alig törik meg az áramlási irány, ezért az áramlási ellenállása kisebb. A beépítési hossza viszont nagyobb. c./ A sarokszelepnek a legnagyobb az áramlási ellenállása, a beépítési igénye a legkisebb. Csak oda lehet beépíteni, ahol a csıvezeték iránytörésére is szükség van.

170

-

A vízvezeték hálózat szerelvényeit, berendezéseit úgy kell beépíteni, hogy a késıbbi üzemvitel során a csıhálózatot erıhatások, feszültségek ne terheljék, zajforrás emiatt ne keletkezzék.

-

Vízvezeték hálózat közvetlenül nem csatlakozhat olyan épületgépészeti, ipari technológiai berendezéshez, amelyben túlnyomás van, vagy keletkezhet. Ilyen berendezések, rendszerek például a következık: kazántápszivattyúk, gızsugár szivattyúk, gızkazánok,, fızıüstök, stb. Ezekbe a berendezésekbe a közüzemi hálózatból vizet csak nyitott közbensı megszakítótartályból szabad táplálni.

-

Engedélymentes kisnyomású gız-, melegvíz- és központi főtési kazánok tápvezetékeit visszacsapószelep közbeiktatásával, oldható kötéssel csak a töltés ideje alatt szabad a vízvezetékhálózattal összekapcsolni. Azt viszont tudni kell, hogy a vezetékes víz ilyen célra, azaz pl. főtési rendszerek vízpótlására nem a legjobb választás.

-

A vízhálózatban esetleg létrejövı nyomáscsökkenés, vákuum hatására nem kerülhet szennyezıanyag visszaszívásra az ivóvízhálózatba. Ennek érdekében a kiömlı vízszint legalább 3 csıátmérınyi távolságra legyen a csapolótól, adott esetben csımegszakítást kell alkalmazni, helyi légbeszívó szerelvényt, vagy a felszálló vezeték felsı pontján központi légbeszívó szerelvényt kell betervezni.

• • • • -

A fentiek miatt például tömlıvéges csapoló csak légbeszívásos lehet. Ezzel elkerülhetı, hogy a vödörben felejtett tömlın keresztül vákuum esetén szennyezett víz kerüljön visszaszívásra a vízhálózatba.

-

Légbeszívó szelepet fertızött, mérgezı, vagy a csıanyagra ártalmas gázokat tartalmazó helyiségben, vegyifülkében elhelyezni nem szabad.

-

Fölben lévı vízvezeték ürítıcsapjait legalább 0,25 m3 térfogatú szikkasztóaknában kell elhelyezni.

-

Közüzemi hálózatra csatlakozó nyomásfokozó berendezés tervdokumentációját az illetékes szolgáltatónál be kell mutatni és csak a velük történt egyeztetés után kezdhetı meg a szerelés.

-

Nyomásfokozó berendezés az épület bármely szintjére tervezhetı, de csak oda ahol a helyiség hımérséklete nem csökken +2 °C alá.

-

A nyomásfokozó berendezés szivattyúit automatikus vezérléssel kell ellátni.

-

A nyomásfokozó berendezés tervezésekor a közüzemi és az épület belsı vízhálózatában esetleg fellépı nyomásingadozások csökkentése érdekében törekedni kell arra, hogy a nyomásfokozót ne két nagyobb, hanem három vagy négy kisebb szivattyúval mőködtessük, törekedni kell arra, hogy az alapszivattyú fokozatmentes fordulatszám szabályozású legyen, ellenırizni kell, nem szükséges-e a szívóoldalon is elhelyezni egy légüstöt.

• • •

171

-

Nyomásfokozó berendezés elhelyezését lakóépületben úgy kell megtervezni, hogy a szivattyúk és a légkompresszor/ok/ üzeme ne zavarja a lakók pihenését. A zajhatás lehetıségét csökkenti, ha e berendezéseket rezgéstompító alapra szereljük.

-

Nyomásfokozó berendezések szivattyú nyomóvezetékébe elzárószerelvényt, visszacsapószelepet, nyomásmérıt, a szívóoldali vezetékbe elzárószerelvényt kell beépíteni.

-

A vízhálózatba azokon a helyeken, ahol a hálózati víznyomás értéke túl nagy, üzemzavart okozhat, nyomáscsökkentı szerelvényt, szelepet kell beépíteni. Például, az elektromos forróvíztárolók hidegvíz bekötı vezetékébe, ha a víznyomás nagyobb, mint 6 bar. A nyomáscsökkentı mőködésének ellenırzésére célszerő nyomásmérıt szerelni a szerelvény elé és utána.

-

A használati melegvíztermelık főtıközeg oldalról teljesen elválasztottak legyenek a használati melegvíz és a hidegvíz oldaltól egyaránt.

-

A használati melegvíz hálózat a hidegvíz hálózattól teljes mértékben legyen szétválasztott. Egyedül a keverı csaptelepek kifolyónyílása lehet közös, de csak akkor, ha az elzárhatatlan.

-

A fentiekbıl következik, meg kell akadályozni, hogy keveredjen egyrészt a főtıvíz a használati meleg- és hidegvízzel, másrészt a használati melegvíz a hidegvízzel.

-

A nyomás alatti használati melegvíztermelık elé a hidegvíz oldalra különbözı biztonsági berendezéseket kell felszerelni, ilyenek elzáró szerelvény, visszacsapó szelep, biztonsági lefúvató szelep, légbeszívó szelep.

• • • •

Ezek a szerelvények egyes berendezések tartozékai, ezek közül van olyan, amelyiket a melegvíz oldalra is el lehet helyezni, a lényeg, oda kell figyelni a szerelvényezésre. -

A használati melegvíztermelık üzemeltetésének fontos kérdése a hımérséklet megfelelı értéken tartása, az értéktartás pontossága, állandósága, a vízkövesedés lehetıségének csökkentése, stb.

172

2. A vízhálózat méretezése A vízvezeték hálózatot méretezni kell. Minél nagyobb az épület, ill. a vízvezeték hálózat, annál inkább.

Ki méretezhet? Vízhálózat méretét meghatározhatja -

a tervezı, kevésbé szerencsés esetben a kivitelezı, különösen nagyobb épületek esetében és biztosan kevésbé szerencsés esetben az építtetı.

Mit kell méretezni? A vízhálózat része, és egyben a méret meghatározás tárgya lehet: -

a hidegvíz csıhálózat, a használati melegvíz csıhálózat és a cirkulációs vezeték hálózat, cirkulációs szivattyú.

Mi alapján méretezhetünk? Ha a fentiek közül valaki vízhálózat méretezésre adja a fejét, akkor több úton indulhat el: -

a magyar szabvány legutóbbi összeállítása, az MSZ -04-132-1991 Épületek vízellátása alapján,

-

a hazai piacon megjelent szakkönyvek ajánlásai szerint, melyek általában megjelenésük idıpontjától függıen az említett szabvány és ennek korábbi kiadásainak elıírásait is figyelembe veszik, például • •

Kereszty Balázs: Vízellátás-csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, 1995 a Magyar Rézpiaci Központ gondozásában 1997-ben Cséki István szerkesztésében összeállított kiadvány: Épületgépészeti tervezési segédlet rézcsöves szerelésekhez /I. rész/,

-

a DIN 1988 vonatkozó fejezeteinek figyelembevételével,

-

az egyes csıhálózat szerelési rendszerek saját tervezési segédletei alapján, például • • •

-

Hep2O csırendszer mőszaki leírás és kiválasztási segédlet, SUPERSAN korrózióvédett rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve, Wieland tervezıi és kivitelezıi munkafüzet,

él a számítástechnika által nyújtott lehetıségekkel,

173

•

egy mindenre kiterjedı gondossággal összeállított számítógép programot használ, például a Bausoft Bt. WaterNet programját,

•

kiválasztja valamelyik csıszerelési rendszer termékét és erre, csakis erre a termékre vonatkozó számítógépes programot használja, például a Sanipex mőanyagcsöves rendszer esetében.

2.1. Méretezési alapadatok /1/ A csıátmérıket hidraulikai számításokkal kell meghatározni. Kisebb épületek esetében ennél egyszerőbb módszerrel, az ún. tapasztalati adatok felhasználásával is célt érhetünk.

Vízfogyasztási alapadatok A számítások alapjául szolgáló vízfogyasztási adatokat mindig az érvényben lévı vízfogyasztási irányértékek szerint kell figyelembe venni. Ilyen vízfogyasztási adatok a következık lehetnek: -

csúcsfogyasztás /perccsúcs fogyasztás, l/s, ill. l/min mértékegységgel, órai átlagfogyasztás, m3/h, órai csúcsfogyasztás, m3/h, napi vízfogyasztás, l/d, ill. m3/d, fejadag, pl. l/fı ⋅ d, l/adag, stb.

Mit kell tudni a csıhálózatnak? A csıvezeték átmérıket úgy kell meghatározni, hogy - a minimális kifolyási nyomás /0,5 bar/ és - a vizes berendezés rendeltetésszerő használatához szükséges vízmennyiség a vízhasználati egyidejőségek figyelembevétele mellett is biztosítva legyen a vízhálózat ebbıl a szempontból legkedvezıtlenebb helyén lévı csapolónál is. A legkedvezıtlenebb helyen lévı csapoló a közüzemi rácsatlakozási ponttól számítva a legmagasabban és a legtávolabb lévı csapoló. Az elıbb említett 0,5 bar kifolyási nyomás nem képes minden vizes berendezés rendeltetésszerő használatát biztosítani. Erre példa a nyomóöblítéses WC berendezés. Ennek nyomásigénye a megtápláló csıvezeték átmérıjétıl függıen 0,7 - 1,2 bar.

174

Áramlási sebességek a csıvezetékben A csıátmérık megállapításánál tekintettel kell lenni a víz áramlási sebességére is. A túl nagy sebességgel áramló víz zajos lehet. A következı sebességi értékek betartását kell biztosítanunk: - közüzemi csatlakozó vezetékek és alapvezetékek esetében 2,5 m/s - felszálló vezetékekben 1,5 m/s - ágvezetékben és készülék bekötı vezetékben 1,5 m/s - csendet igénylı épületek vezetékeiben 0,5…. 1,0 m/s

Víznyomás értékek Magasabb épületek vízhálózatát úgy kell kialakítani, hogy a 3,0….4,0 bar-nál nagyobb nyomás szerelvények, berendezések közelében ne legyen. Ez azt jelenti, hogy nyomászónákat kell létrehozni. A gyakorlatban ez a 3 - 4 bar érték túl kicsinek bizonyult, ezért inkább az 5,0 bar mint felsı nyomásérték betartására törekednek. Nem ritka az emelt nyomású, a 6 bar-os vízhálózat, különösen olyan épületben, ahol ezzel el lehet kerülni a plusz még egy zóna kialakítását. Többzónás vízellátás esetén az egyes zónák egymástól függetlenül léteznek, ezek méretezése hasonlóan történik mint a nem magas épületeknél.

Melegvíz csıhálózatok jellemzıi Az épületek használati melegvíz hálózatát is hidraulikai számítással kell megadni. A méretezés során a hidraulikai jellemzıkön túl sok egyéb körülményre is figyelemmel kell lenni: - hımérséklettartás - szabályozás, - hıszigetelés, - cirkuláció, - vízkövesedés, - korrózió, - legionella baktériumok, stb.

Vízhálózatok gépészeti berendezései Az épületek vízhálózatához hozzátartozhatnak fontos gépészeti berendezések, így - használati melegvíz termelık, hıcserélık, - víztárolók, - cirkulációs szivattyúk, - nyomásfokozó szivattyúk, - nyomólégüstök, stb. Ezek betervezésekor, beépítésekor, beüzemelésekor és üzemeltetésekor figyelembe kell venni veszélyességüket, a rájuk vonatkozó biztonsági elıírásokat, mőszaki szakmai elvárásokat.

175

2.2. Kisebb épületek csıhálózatának megadása Kisebb épületek, például családi házak, ikerházak nagyságrendjében saját /vagy mások/ tapasztalatai alapján mindenféle számítás nélkül megadható az egyes csıszakaszok mérete. Figyelembe kell venni viszont •

az egyes csıszakaszokat terhelı vizes berendezések típusát, például nyomóöblítéses WC, vagy öblítıtartályos van-e felszerelve,

•

a vizes berendezések számát,

•

az egyes vizes berendezések megfelelı vízellátásához szükséges minimális csatlakozási méretet, például

- horganyzott csıvezeték és nyomóöblítéses WC esetében a 3/4" méret kicsi, inkább 1" jöhet számításba, különösen a felsıbb lakószinteken, - szintén horganyzott csıanyag és mosdószelep esetében 1" mérető csıvezeték hibás döntésnek számít. •

a csıanyag típusát, belsı felületi simaságát, például a Hep2O vagy réz csıvezeték esetében lényegesen kisebb belsı felületi érdességre lehet számítani, mint hga csınél

Ha kicsi a felületi érdesség, akkor ez a következı elınyökkel jár: -

ugyanolyan térfogatáram esetén kisebb a továbbításhoz szükséges szivattyúzási munka, kisebb belsı csıátmérı elegendı, kisebb a kiváló vízkı megtapadásának lehetısége, → ezért melegvíz esetén kevésbé kell keresztmetszet csökkenésre számítani, → ezért a csıátmérı kisebbre választható.

Családi házaknál meghatározhatjuk -

nagyobb,

ill.

többlakásos

épületek

csıhálózatának

méretét

tapasztalati adatok alapján vagy hidraulikai számítással.

A tapasztalati adatok alapján történı méretezésnek néhány feltétele van, ezek teljesülését elızetesen ellenırizni kell: - a vízhálózat legfeljebb 40 csapoló egységnyi, - nyomásingadozásra érzéketlen, - a legmagasabban fekvı csapoló felett a rendelkezésre álló statikus nyomás legalább 1,5 bar, Ha ezek a feltételek nem teljesülnek, a méretezést hidraulikai számítással kell elvégezni.

176

A csıhálózat méretmegadása tapasztalati adatok alapján /1/ A csıvezeték méretét az ellátott csapoló egységek száma határozza meg az alábbiak szerint: • -

acélcsınél: 1-2 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 15 mm, ill. 1/2" 3-6 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 20 mm, ill. 3/4" 7-20 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 25 mm, ill. 1" 21-40csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 32 mm, ill. 5/4"

• -

PVC csınél: - 1 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 16 mm, 2-3 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 20 mm, 4-10 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 25 mm, 11-24 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 32 mm, 25-40 csapoló egységet ellátó vezetékszakaszon ∅ 40 mm,

• -

rézcsınél a csıméretek egybevetése alapján /4./ szerint: 1/2"-os horg. acélcsı ≈ NA 15 mm-es, ∅ 18 x 1 mm-es rézcsı, 3/4"-os horg. acélcsı ≈ NA 20 mm-es, ∅ 22 x 1 mm-es rézcsı, 1"-os horg. acélcsı ≈ NA 25 mm-es, ∅ 28 x 1,5 mm-es rézcsı, 5/4"-os horg. acélcsı ≈ NA 32 mm-es, ∅ 35 x 1,5 mm-es rézcsı,

A szaniter berendezések csapolói az alábbiak szerint sorolhatık a csapoló egységek szerint: -

1/2 csapoló egység: a kis vízigénnyel mőködtetett csapolók, pl. ivókút, bidé, kézmosó, szájmosó, WC tartály szelepe, stb. 2 csapoló egység: a nagy vízigénnyel mőködtetett csapolók, pl. fürdıszobai csaptelep, a mosókonyhai 3/4"-os kifolyószelep,, a WC nyomóöblítı szelepe, 1 csapoló egység: minden eddig fel nem sorolt csapoló.

177

2.3. A hidraulikai számítás elve, menete /1/ A méretezés alapelve az, hogy a legkedvezıtlenebb helyzető csapoló mőködése biztosított legyen azáltal, hogy a rendelkezésre álló közüzemi hálózati víznyomást az összes ellenállás leküzdésére felhasználjuk, némi biztonsági tartalék mellett. A minimálisan szükséges kifolyási nyomás 0,5 bar. A legkedvezıtlenebb helyen lévı csapoló a hálózat legmagasabb pontján van, a bekötıvezetéktıl a legtávolabb. A számítás alapja a következı ellenállás egyenlet: l ρ p = ( λ  + Σ ξ )  v2 d 2

/bar/

A számítást két lépésben kell elvégezni: -

Elızetes méretezés, amikor a rendelkezésre álló közüzemi nyomásból levonjuk az ismert csıhálózati ellenállások nyomásigényét, a maradék használható fel a csıhálózat súrlódási és alaki ellenállásainak leküzdésére. Ezt két részre osztjuk, becsléssel. A súrlódási ellenállások leküzdésére becsült rész további felhasználásával választunk csıátmérıt.

-

Az ellenırzı számítás során számba vesszük a csıhálózat alaki ellenállásait /pl. ívek, könyökök, elágazások, szerelvények, stb./. Kiszámítjuk, hogy az elızetes méretezés kapcsán felvett csıméretek és a számított víz térfogatáramok ismeretében ezek milyen nyomásesést jelentenek. Az így kiszámított súrlódási és alaki ellenállásokat egybevetjük a méretezés elején kiszámított rendelkezésre álló nyomásveszteséggel.

A közüzemi hálózat nyomását / pü / következı ellenállások leküzdésére kell felhasználni: -

a bekötési pont és a legkedvezıtlenebb helyen lévı csapoló geodetikus szintkülönbsége: pgeo ; bar a vízmérı ellenállása: pv ; bar kifolyási nyomás: pki ; bar a csıhálózat hidraulikai ellenállása: ph ; bar vízszőrı és egyéb szerelvények, berendezések ellenállása: pe ; bar

A fenti ellenállások közül a hidraulikai ellenállás kivételével valamennyit elızetesen ismerjük, vagy jó közelítéssel felvesszük. A csıhálózat hidraulikai ellenállását a következı összefüggés alapján számoljuk. ph = pü - pgeo - pv - pki - pe /bar/ A hidraulikai ellenállás két összetevıje: ph = ps + pa /bar/

178

ahol - ps a csıhálózat súrlódási ellenállása, /bar/, - pa a csıhálózat alaki ellenállása, Az alaki ellenállások becsült értéke a hidraulikai ellenállások leküzdésére felhasználható nyomás 30….60 %-a. Ennek megítélésekor számba kell venni, sok, vagy kevés alaki ellenállás található a csıhálózati kiviteli tervben. A számítás alapját képezı ellenállás egyenlet két összetevıbıl áll: l ps = λ  v2 d ρ pa = Σ ξ  v2 2

/bar/

/bar/

A számítás késıbbi menete ezek praktikus alkalmazásával történik., melyet adattáblázatok és nomogramok segítik. Ezek megadják -többek között- : -

a csapoló egyenértékeket,

-

a csapolók vízkibocsátását 0,5 bar kifolyási nyomásnál,

-

a csapolók csatlakozó vezeték névleges átmérıjét,

-

a szükséges legkisebb kifolyási nyomást bar-ban,

-

a különbözı számítási gyökkitevı és szorzó tényezık értékeit,

-

a szerelvények, idomok alaki ellenállás tényezıit,

-

vízszállítási, sebesség- és nyomásveszteség nomogramokat acél, öntöttvas és mőanyag csövekre.

Elızetes méretezés A vízvezeték hálózat egyes csıszakaszainak méretét úgy kell megállapítani, hogy a rendelkezésre álló víznyomást teljesen felhasználjuk, biztosítva a csapolókon a szükséges elıírt víznyomást. Kis tartalékot azért célszerő hagyni, mert például egy késıbbi emeletráépítés miatt ne kelljen a csıhálózatot kicserélni, vagy nyomásfokozó szivattyút beépíteni. A mértékadó másodpercenkénti terhelést az alábbi összefüggéssel lehet meghatározni: -

lakóépületeknél:

179

Vmax = 0,2 ⋅ ( N + K⋅⋅N )1/a -

/ l/s /

egyéb épületeknél: Vmax = α ⋅ 0,2 ⋅ ( N )1/a / l/s /

ahol - Vmax - az elméleti maximális vízfogyasztás /perccsúcs/ ;l/s - N - a csapoló egyenértékek összege a mértékadó szakaszon, - a - az egy fıre esı irányérték fejadag értékétıl függı gyökkitevı, - K - a fejadag értékétıl függı tényezı, - α - az épület rendeltetésétıl függı tényezı, A fajlagos csısúrlódási nyomásveszteség a következıképpen számítható: ps ps' =  ( mbar/m vagy Pa/m ) L ahol - L - a legkedvezıtlenebb helyen lévı csapoló távolsága, /m/

A elıméretezés menete: - Az egyes csıszakaszok méretét a fajlagos csısúrlódási ellenállás és a szállított vízmennyiség ismeretében az erre a célra összeállított táblázatok segítségével úgy választjuk meg, hogy a csıszakasz helyzetétıl függıen megengedett áramlási sebességet ne lépjük túl. - Egy célszerően összeállított táblázatban az adatokat rögzítjük. - A szükséges számítást, ill. a csıátmérı kiválasztást minden csıszakaszra el kell végezni. - A szakaszok súrlódási nyomásveszteségeit a táblázatban összegezni kell. - Ha a szakaszok súrlódási ellenállásainak összegzésénél az derül ki, hogy • ez lényegesen kisebb, mint ami rendelkezésre áll, akkor egyes csıszakaszoknál a választott átmérıt csökkenteni kell, • ez lényegesen nagyobb, mint ami rendelkezésre áll, akkor egyes csıszakaszoknál a választott átmérıt növelni kell. - A leghosszabb nyomvonal /a mértékadó csıhossz/ mentén elvégzett méretezés után el kell végezni a hozzá csatlakozó rövidebb leágazások méretezését is úgy, hogy figyelembe vesszük a közös szakaszokon elhasznált súrlódási nyomásveszteséget.

Ellenırzı számítás Az ellenırzı számítás során az alaki ellenállásokat vesszük számba és megnézzük, hogy az elızetes méretezés során felvett csıátmérık, az ismert víz térfogatáramok és áramlási sebességek mellett milyen alaki nyomásveszteség jelentkezik. Ezt követıen két ellenırzést végzünk: - ellenırizzük, hogy az ilyen módon kiszámolt alaki ellenállások összege nem nagyobb-e, mint a rendelkezésünkre álló nyomásveszteség,

180

-

ellenırizzük, hogy a most már ismert súrlódási és alaki ellenállások összege nem kisebb-e, mint a rendelkezésre álló nyomásveszteség.

Az ellenırzések eredményétıl függıen úgy járunk el, ahogyan ezt a súrlódási ellenállások ellenırzésénél már leírtuk. A csıhálózat méretezése akkor helyes, ha: pa + ps < ph

181

2.4. Méretmegadás nomogramok felhasználásával /1/ Vízvezeték csıhálózatának méretmegadását a pontos hidraulikai számítás mellett elvégezhetjük a szintén kellı pontosságot biztosító, de mégis gyorsabb munkát eredményezı nomogramok segítségével is. A méretezés menete -

A méretezés elsı részében teljesen úgy járunk el, mint az elızıekben, azaz a hidraulikai számítás lépései szerint indulunk el. Az egyes csıszakaszok súrlódási ellenállását számítjuk ki nomogramok segítségével. A nomogramokat különbözı csıanyagokra külün-külön megszerkesztették az eltérı belsı súrlódási körülményekre tekintettel: acél- és öntöttvas csövekre: /1./-F.1.12. nomogram, mőanyagcsövekre: /1./-F.1.13. nomogram

A nomogramok szerkesztését a következı, már megismert alapösszefüggés szerint végezték el: l ρ p = ( λ  + Σ ξ )  v2 d 2

/bar/

Ebbıl az összefüggésbıl csak a súrlódásra vonatkozó ellenállás egyenlet a nomogram szerkesztés alapja: l ps = λ  v2 d -

-

/bar/

Az áttekinthetıség miatt itt is segédtáblázatot kell használni. Az /1./-F.1.8. táblázat segítségével lehet ellenırizni, hogy a különbözı csıátmérık és áramló térfogatáramok milyen áramlási sebességet eredményeznek, azaz a megengedett határon belül választottunt-e csıátmérıt. A méretezés további lépéseiben ismét vissza kell térnünk a hidraulikai számítás már megismert menetéhez, azaz ellenırizni kell, hogy az egyes csıszakaszok súrlódási ellenállásainak összege nem nagyobb-e, mint a megengedett érték, ….. stb.

182

2.5. A méretezés lehetısége számítógépes programokkal Épületek vízhálózatát méretezhetjük számítógépes programok segítségével is. Ilyen lehetıséget jelent, ha a tervezı, (aki természetesen megfelelı épületgépészeti és számítástechnikai elıképzettséggel és gyakorlattal rendelkezik ) • •

egy mindenre kiterjedı gondossággal összeállított számítógép programot használ, például a Bausoft Bt. WaterNet programját, kiválasztja valamelyik csıszerelési rendszer termékét és erre, csakis erre a termékre vonatkozó számítógépes programot használja, például a Sanipex mőanyagcsöves rendszer esetében.

183

3. Rézcsöves rendszerek Miért kell külön fejezetben foglalkozni a rézzel? Épületek vízhálózata elkészíthetı vörösréz csıanyagból is. A rézcsı és a horganyzott acélcsı nemcsak anyagukban tér el egymástól, de a tervezés, a szerelés és a késıbbi üzemeltetés területén is számításba kell venni a különbözıségeket. A következıkben ezzel a kérdéssel fogunk foglalkozni felhasználva a Wieland Werke AG, Ulm munkatársa Edmund Klinger 1999-ben összeállított és kiadott tervezıi és kivitelezıi munkafüzetét. Egyes gondolatok az ABM-Hungária Kuprál Kft. által kiadott, SUPERSAN márkanevő rézcsı felhasználását segítı alkalmazástechnikai kézikönyvbıl kerültek átvételre.

3.1. Rézcsöves vízhálózat kialakításának tervezési szempontjai, mőszaki megoldások /3/ Az anyagrész feldolgozása külön lapokon található kézírásos formában a következı tartalommal: -

A tervezéssel, szereléssel, üzembehelyezéssel kapcsolatos megfogalmazása. A rézcsı, mint épületgépészeti csıanyag tulajdonságai. A rézcsı ivóvízhálózatba történı beépítésének tervezési kérdései. Rézcsöves ivóvízhálózat szerelést követı nyomáspróbája. Rézcsöves ivóvízhálózat átadása, üzembehelyezése, Rézcsı alkalmazása főtési- és gázvezeték építésnél. Tervezési szempontok csıvezeték elhelyezésére. Zajvédelmi kérdések. Hıtágulás és felvétele.

általános

kérdések

184

3.2. Lakóépületek vízhálózatának hidraulikai számítása német szakmai elıírások szerint (olvasmány) /3/ /Wieland tervezési segédlet/ A bemutatásra kerülı méretezési elv és mintapélda rézcsıhálózatra vonatkozik, de értelemszerően használható más csıanyagra is, mivel a számítás menete, elvi összefüggései a DIN 1988 vonatkozó fejezetei szerint lettek kidolgozva. Vízáramok meghatározása Táblázatos formában van megadva az egyes szaniter berendezések csapolói rendeltetésszerő használatához szükséges minimális kifolyási nyomás és a számításba vehetı víz térfogatáram hideg- és melegvízre egyaránt. A táblázati minta:

Ivóvízvételi hely

Méret

Házt. mosogatógép Házt. mosógép Kev.cs.t. zuhanyozóhoz Kev.cst. fürdıkádhoz Kev.cst. konyhai mosogatóhoz W.C. öblítıtart., DIN 19 542 W.C. ny.gombos öblít. DIN 3265/1 W.C. ny.gombos öblít. DIN 3265/1

NA 15 NA 15

Min. kilépı Számított vízáram kevert víznél, VR , l/s nyomás, bar hidegvíz melegvíz 1,0 1,0 -

Csak hideg vagy melegvíznél, VR , l/s 0,15 0,25

NA 15

1,0

0,15

0,15

-

NA 15

1,0

0,15

0,15

-

NA 15

1,0

0,07

0,07

-

NA 15

0,5

-

-

0,13

NA 15

1,2

-

-

0,70

NA 20

1,2

-

-

1,0

Össz. vízáram meghatározása A csıhálózati tervben az egyes vezeték szakaszokhoz tartozó VR számított vízáramok összegét ΣVR -t , mint össz. vízáramot számítjuk. A már megismert eljárás szerint a legkedvezıtlenebb helyen lévı csapolótól kezdve számítjuk az egyes csıszakaszokra a ΣVR t. Ezt a számot vagy ráírjuk a tervlapon ( /3./-47. ábra ) a megfelelı csıszakaszra, és/vagy a méretezési táblázat ( /3./-3.a. őrlap ) megfelelı rovatában rögzítjük. Az egyidejő vízhasználat figyelembevétele Mivel általában nincs nyitva minden egyes csapoló, ezért nagy valószínőséggel az eddig számolt ΣVR össz. vízáram nem terheli a csıszakaszt. Figyelembe kell venni az egyidejőséget. Az elvételi egyidejőség sok körülménytıl függ, például az épület jellegétıl.

185

Más körülményekre lehet számítani egy lakóépület és ettıl eltérıekre pl. egy kollégium esetében. A ΣVR össz vízáram ismeretében grafikus ábra ( /3./-46. ábra ), vagy e grafikus ábra alapján kidolgozott táblázatok pl. lakóépületek esetében /3./-19.a. táblázat segítségével meghatározható a legnagyobb vízáram, melynek jele VS . Az össz. vízáram ΣVR meghatározásánál nem kell számításba venni azokat a csapoló helyeket, amelyek nem jelentenek nagyobb egyidejőséget. Ilyen csapolók pl. a következık: - lakások fürdıszobáiban elhelyezet második, ill. esetleges további mosdók, bidék, - a fürdıkád mellett, kiegészítésként szerelt zuhanyozó, mert e két berendezés egyidejő használata nem várható, - a takarítóhelyiségekben lévı kiöntık csapolói, mivel ezek használata csúcsidın kívül várható, A tartós fogyasztók vízfelhasználását számításba kell venni a VS legnagyobb vízáram kiszámításánál. Példánkban ilyen a külsı fali kerti csap VR = 0,3 l/s térfogatárammal. Tartós fogyasztásnak számít, ha a vízelvétel idıpontja várhatóan nagyobb, mint 15 perc. Ilyen fogyasztás valósul meg: - vízmedencék töltésénél, - gyeplocsolók /kerti csapok, melyekre slagok csatlakoztathatók/, - automata locsoló berendezések használatakor, - vízsugárszivattyúk üzemeltetésénél.

Ajánlott áramlási sebesség rézcsöves rendszereknél A hidraulikai számítás egyes lépéseit pl. a /3./-21.b. táblázat használatakor úgy kell elvégezni, hogy a következı táblázat szerinti értékeknél ne legyen nagyobb a víz áramlási sebessége:

Vezetékszakaszok Csatlakozó vezetékek /utcai bekötıvezeték/ Fogyasztó vezetékek /alap- és felszálló/ Ágvezetékek, berendezések bekötıvezetékei Keringtetı vezetékek

Alapfelszereltség Áramlási sebesség /m/s/, ha az áramlási idı
15 min > 15 min

Bıvített felszereltség Áramlási sebesség /m/s/, ha az áramlási idı
15 min > 15 min

2,0

2,0

2,0

2,0

2,5

2,0

2,0

1,8

2,5

1,8

2,0

1,5

< 0,5

< 0,5

186

A csısúrlódáshoz és az alaki ellenállásokhoz rendelkezésre álló nyomáskülönbség meghatározása A közüzemi hálózat csatlakozási pontján a közmő adatszolgáltatása alapján egy pminV nyomás áll rendelkezésre. E hálózati víznyomásnak a következıket kell fedezni: -

geodetikus magasságkülönbség, ∆pgeo a vízóra nyomásvesztesége, ∆pWZ a vízszőrı nyomásvesztesége, ∆pfil a kül. készülékek nyomásvesztesége /vízlágyító, vízmelegítı, stb./, ∆pAp kifolyási nyomás /minimális kilépınyomás/, ∆pminFI csısúrlódási és alaki ellenállások vesztesége, Σ ( R x L ) + Z

A csısúrlódáshoz és az alaki ellenállásokhoz rendelkezésre álló nyomáskülönbség a fentiekbıl a következıképpen számolható: Σ ( R x L ) + Z = pminV - ∆pgeo - ∆pWZ - ∆pfil - ∆pAp - ∆pminFI = pminV - ∆p Az így kapott értéket a súrlódási és az alaki ellenállások között becslés szerint osztjuk szét a csıhálózat méretétıl függıen: - kis csıhálózat esetén az alaki ellenállások részaránya 50 %, - nagy csıhálózat esetén az alaki ellenállások részaránya 30 %. A lakásépítéseknél az ágvezetékek alaki és csısúrlódási ellenállásának számításánál csaknem mindig alkalmazható a megfelelı pontosságot eredményezı egyszerősített nyomásveszteség számítás ( /3./-17. táblázat )

187

A rendelkezésre álló fajlagos csısúrlódási nyomásveszteség (RverfJ) kiszámítása A fajlagos csısúrlódási ellenállás kiszámítására /3./-2. őrlap szolgál. Itt nem csinálunk egyebet, mint a közmőhálózati nyomáskülönbségbıl levonjuk az ismert ellenállásokat, pl. geodetikus emelımagasság, stb. ebbıl levonjuk az alaki ellenállás hányadot, majd a különbséget elosztjuk a csıhosszal

A vízhálózat méretezésének lépései -

-

-

A csıhálózat egyszerősített vázlatának elkészítése ( /3./-47. ábra ) A vízvételi helyek számított vízáramának meghatározása ( /3./-1. őrlap ) Az egyes csıszakaszok össz. vízáramának /ΣVR / meghatározása, rögzítése a csıhálózat vázlatra, ill. a méretezési táblázatba ( /3./-3.a. őrlap ) A legnagyobb vízáramok /VS/ meghatározása, rögzítése ( /3./-3.a. őrlapba a 19.c. táblázat vagy a 46. ábra grafikus görbéi segítségével ) A csısúrlódási és az alaki ellenállások leküzdésére rendelkezésre álló nyomáskülönbség meghatározása ( /3./-17. táblázat ). A csısúrlódások leküzdésére rendelkezésre álló nyomáskülönbség meghatározása, megbecsülése ( /3./-2. őrlap ). A csıátmérık kiválasztása, az áramlási sebességek meghatározása, és a hozzájuk tartozó csısúrlódási nyomásveszteségek kiszámítása (a 20.b. táblázatból határozzuk meg és beírjuk a /3./-3.a. őrlap 5., 6. és 7. oszlopába). Az egyes csıszakaszok csısúrlódási ellenállásának ismeretében az összes csısúrlódási veszteség meghatározása, a rendelkezésre álló nyomáskülönbséggel való egybevetése ( /3./-3.a. őrlap ). Szükség esetén új csıátmérık felvétele, az új össz ellenállás kiszámítása ( /3./-3.a. őrlap ).

Mintapélda, a méretezés menetének áttekintése hidegvíz hálózat esetében 1./ A lakóépület vízhálózati terve a mellékelt ábrán látható: ( /3./-47. ábra ) Pinceszinten érkezik az épületbe az utcai bekötıvezeték Az épülethez földszint és emelet tartozik. A kerthez egy vízvételi hely lett kiépítve. 2./ A csapolóhelyek, ill. a hozzájuk rendelhetı vízáramok a /3./-1. és a /3./-1.a. őrlapokon lettek felvezetve. Az elızın nyomógombos, az utóbbin tartályos W.C. van betervezve. Az össz. vízáram /ΣVR / a hideg és a meleg vízigény összege a táblázati adatok alapján: Nyomógombos W.C. esetén:

Öblítıtartályos W.C. esetén:

Hidegvíz = 3,38 l/s Melegvíz = 0,58 l/s = 3,98 l/s ΣVR

Hidegvíz = 1,98 l/s Melegvíz = 0,58 l/s = 2,56 l/s ΣVR

3./ A legnagyobb vízáram /VS/ meghatározása két módon történhet: - grafikus ábra segítségével /a segédlet 46. ábrája szerint/

188

-

táblázatos segítségével /lakóépület esetében a 19.c. táblázat szerint/

Nyomógombos W.C. esetén: VR ≥ 0,5 l/s /a nyomógomb vízigénye miatt/ ΣVR = 3,96 l/s ⇒ ΣVS = 1,57 l/s + tartós vízáram = 0,30 l/s /kerti locsolócsap miatt/ legnagyobb vízáram = 1,84 l/s Öblítıtartályos W.C. esetén: VR < 0,5 l/s ΣVR = 2,56 l/s ⇒ ΣVS = 0,90 l/s + tartós vízáram = 0,30 l/s /kerti locsolócsap miatt/ legnagyobb vízáram = 1,20 l/s

189

4./ A csısúrlódáshoz és az alaki ellenállásokhoz rendelkezésre álló nyomáskülönbség meghatározására lakóépületeknél csaknem mindig alkalmazható a megfelelı pontosságot eredményezı egyszerősített nyomásveszteség számítás ( /3./-17. táblázat ). Ez a számítási mód különösen akkor alkalmazható, ha nyomógombos WC öblítık helyett WC tartályokat használunk. Ez utóbbiak csendes üzemőek és kis vízfogyasztásuk miatt egyre jobban elterjednek. Ha mégis nyomógombos WC öblítıket alkalmazunk, akkor célszerő külön felszálló vezetékhez csatlakoztatni ıket, hogy kevésbé befolyásolják a többi fogyasztót. Példánkban a számítást tartályos WC berendezések esetére folytatjuk, ebben az esetben VR < 0,5 l/s. A /3./-17. táblázat segítségével mint "irányértéket" határozzuk meg a rendelkezésre álló csısúrlódási nyomásesést a felszálló vezetéktıl az utolsó készülék bekötéséig terjedı csıszakaszra, azaz az emeleti ágvezetéki / lSt / és készülék bekötı / lEz / vezetékszakaszokra: ISt = 0,6 m + 0,9 m + 0,8 m + 0,8 m + 0,9 m + 0,7 m = 4,7 m LEz = 0,9 m ISt + LEz = 4,7 m + 0,9 m = 5,6 m Az "Irányértékek" címő /3./-17. táblázat szerint, ha figyelembe vesszük a következıket: -

az ágvezetékhez tartozó csapolókra vonatkoztatva egyik vízáram sem nagyobb 0,5 l/s-nál, az ágvezeték fıelzárójaként kis ellenállású tolózárat választunk, az ágvezeték és a készülék bekötı vezeték együttes hossza nem nagyobb, mint 10 m,

akkor -

ágvezetékként a 2. oszlopban 18 x 1 mm -es, készülék bekötı vezetékként a 3. oszlopban számításba.

15 x 1 mm-es réz csıvezeték jöhet

Esetünkben a két csıvezeték-rész együttes hossza 5,6 m, kevesebb, mint 10 m. Ezért a táblázat 5. oszlopában található 600 mbar nyomásveszteségbıl a különbségnek megfelelıen méterenként a zárójelben található érték levonható: ∆pSt = 600 - 40 x /10 - 5,6 / = 424 mbar A nem lakás céljára szolgáló épületeknél, például a közintézményeknél pontos számításra van szükség, amely figyelembe veszi az ágvezetékek és a készülék bekötıvezetékek alaki ellenállás értékeit is. 5./ A rendelkezésre álló fajlagos csısúrlódási nyomásveszteség ( RverfJ ) kiszámítása A fajlagos csısúrlódási ellenállás kiszámítására /3./-2. őrlap szolgál. Itt nem csinálunk egyebet, mint a rendelkezésre álló közmőhálózati nyomásból levonjuk az ismert

190

ellenállásokat, /pl. geodetikus emelımagasság, stb./ a maradékból tovább vonjuk az alaki ellenállás hányadot, majd a különbséget elosztjuk a mértékadó csıhosszal Az alaki ellenállás hányadot 50 %-ra vettük fel, mert kicsinek számító épületrıl van szó. A /3./-2. őrlap táblázata szerint a rendelkezésre álló csısúrlódási nyomásveszteség -

az 1-es felszállónál 82 mbar/m, a 2-es felszállónál 33 mbar/m.

6./ A csıátmérık kiválasztása, az áramlási sebességek és a hozzájuk tartozó csısúrlódási ellenállások meghatározása A méretezés ennek a szakaszában a felszálló vezetékek és az alattuk lévı alapvezetéki szakaszok méret meghatározásáról van szó (az ágvezetékek méret meghatározása ugyanis már korábban, a 4./ -es pontban megtörtént). A csıátmérıket hidegvíz esetén a /3./-20.a. táblázat segítségével határozzuk meg a csıszakaszra jellemzı legnagyobb vízáram ( /3./-3.a. őrlap 4. oszlopa ) és a fajlagos csısúrlódási ellenállás ( /3./-2. őrlap 11. sora ) ismeretében és beírjuk a /3./-3.a. őrlap 5. oszlopába. Szintén a /3./-20.a. táblázatból vesszük ki az áramlási sebesség és a tényleges fajlagos csısúrlódási ellenállás értékét, ezeket az adatokat a /3./-3.a. őrlap 6. és 7. oszlopába írjuk. A 8. oszlop a csıszakaszok súrlódási nyomásveszteségét tartalmazza. A 8. oszlop alatt lehet összesíteni a felszálló és az alatta lévı alapvezeték szakaszainak súrlódási ellenállásait: Σ ( R x L ) = 524 mbar Ezt az értéket kell egybevetni a rendelkezésre álló, jelen esetben a 2-es felszállóra a 2. őrlap 9. sorában kiszámolt 556 mbar értékkel. Σ ( R x L ) = 524 mbar < 556 mbar → tehát elsıre sikerült megfelelı csıátmérıket választani. Ha ez nem így lett volna, akkor módosítani kellett volna egy, vagy több csıátmérıt felfelé irányban. Ha a különbség a fentiektıl jobban eltér, azaz eléri a 10 %-ot, akkor is hozzá kell nyúlni a számításhoz, azaz még egyszer át kell számítani a rendszert. A nem lakás céljára szolgáló épületeknél, például a közintézményeknél, vagy nagyobb lakóépületeknél pontos számításra van szükség, amely figyelembe veszi az ágvezetékek és a készülék bekötıvezetékek alaki ellenállás értékeit is.

191

Használati melegvíz hálózat méretezése Használati melegvíz csıhálózat esetében a méretezés menete megegyezik a hidegvíz hálózat méretezésének menetével, de itt a /3./-21.a. - 21.c. táblázatokat kell használni. Cirkulációs vezeték méretezése A számítás alapelve az, hogy a melegvíz csıhálózat háromszoros térfogatának megfelelı vízmennyiséget kell óránként megforgatni annak érdekében, hogy a megengedettnél nagyobb csılehőlés ne következzék be. A csıhálózat térfogatába nem kell beleszámítani a tároló térfogatát: Vp = 3 x összes melegvíz vezeték térfogata A számításhoz a /3./-4. őrlap táblázatát kell felhasználni.

Irodalomjegyzék /1./ Épületek vízellátása, MSZ-04-132-1991 /2./ Épületek csatornázása, MSZ-04-134-1991 /3./ Edmund Klingler: Wieland tervezıi és kivitelezıi munkafüzet rézcsövekhez, 1999 /4./ Dipl. Ing. Andreas Fodor, dr. Okányi Sándor, Dézsi András: SUPERSAN korrózió védett rézcsövek alkalmazástechnikai kézikönyve, NOVORG Kft. Budapest, 1992 /5./ Cséki István: Épületgépészeti tervezési segédlet rézcsöves szerelésekhez Magyar Rézpiaci Központ, Budapest, 1997 /6./ Kereszty Balázs: Vízellátás-csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, 1995

192

Épületek csatornahálózatának kialakítása

1. A csatornahálózat kialakítása, tervezési szempontok 1.1. A szennyvíz és a csapadékvíz elvezetésének általános szabályai

-

Minden keletkezı szennyvizet és a telekhatáron belül el nem szivárogtatható csapadékvizet közcsatornába kell vezetni. Ha a közterületen nincs csatorna, akkor a szennyvizet és a csapadékvizet a vízügyi hatósági elıírásoknak megfelelıen kell kezelni, tárolni, elhelyezni.

-

Ha a szennyvíz kezelése és elszikkasztása nem lehetséges, azt a közcsatorna elkészültéig olyan zárt szennyvíztárolóba kell vezetni, amelynek rendszeres, szükség szerinti ürítése dokumentálható módon megoldott.

-

Az ilyen zárt szennyvíztároló az ivóvíz nyomóvezetéktıl legalább 1 m távolságra legyen.

-

E tárolóba bekötı szennyvízvezetéket olyan jellemzıkkel /pl. lejtés, csıátmérı/ kell megépíteni, hogy a közüzemi hálózat elkészültekor alkalmas legyen a közcsatornára történı rákötésre.

-

Szennyvíz csak zártszelvényő csatornában vezethetı.

-

A csapadékvíz a telekhatáron belül elszivárogtatható, ha ez a telek és a szomszédos telkek és építmények állékonyságát és rendeltetésszerő használatát nem veszélyezteti, valamint a szennyvízszikkasztás feltételeit kedvezıtlenül nem befolyásolja.

-

Ingatlanról csapadékvizet a közterületen lévı nyílt vízelvezetı árokba csak zártszelvényő csıvezetékben, az utcai járdaszint alatt szabad kivezetni.

-

A közüzemő szennyvízvezetékbe közvetlenül nem vezethetı be káros anyagokat tartalmazó, ill. magas hımérséklető szennyvíz.

-

Az a szennyvíz tekinthetı károsnak, ha a benne lévı szennyezı, mérgezı anyagok bármelyikének koncentrációja meghaladja a vonatkozó rendeletben, ill. a bebocsátó üzemre egyedileg megállapított határértéket.

-

Tőz- vagy robbanásveszélyes gázt, gızt vagy folyadékot tartalmazó szennyvizet a közcsatornába vagy a szikkasztóba bevezetni nem szabad.

-

Abban a létesítményben, ahol a szenny- és csapadékvíz tőzveszélyes folyadékot, gázt, gızt tartalmaz, a csatornahálózatot berobbanás ellen, az üzemvitel zavartalanságának biztosításával, vízzárral szakaszokra kell bontani.

193

Egy épület szennyvíz és csapadékvíz hálózata a./ csapadékvíz elvezetés magastetıs, b./ lapostetıs épület esetében, 1 berendezési tárgy, 2 bőzelzáróval ellátott szifon, 2a padlóvíztelenítı, ágvezeték, 4 szennyvíz ejtıvezeték, 5 szennyvíz belsı alapcsatorna, 6 szennyvíz és esıvíz külsı alapcsatorna, 7 szellızı vezeték, 8 csapadékvíz ejtıvezeték, 9 „esıvíz állványcsı” terepszinttıl kb. 2 m magasságig, 10 csapadékvíz tetıösszefolyó lombkosárral, 11 épületen belül vezetett esıvíz ejtıcsı, 12 esıvíz alapcsatorna, 13 tisztítóidom, 14 visszatorlódásgátló magas talajvíz esetében, vagy ha félı, hogy a közcsatornából a szennyvíz visszaduzzadhat, visszaáramolhat,

194

Szennyvíz és csapadékvíz hálózat egy másik megjelenítése

Csapadékvíz lefolyócsı vakaknába kötve 1 ejtıvezeték, 2 állványcsı (pl. öv. vagy acél), 3 járda, 4 talajszint, 5 vakakna (térszint alatt 20-40 cm-re, szükség esetén duguláselhárításkor feltárva),

195

-

Magas induló hımérséklető szennyvíz hımérsékletét a kibocsátás elıtt célszerő lehőteni, pl. hőtıaknában várakoztatással, vagy hőtıvíz hozzávezetésével. Ilyen szempontból magas hımérsékletnek számít a tartósan +40 °C.

-

Hőtıakna kialakítására példa az ipari gızkazánok leiszapolásánál használt tartály, ahova ténylegesen történik a lefúvatás és innen kerül ki túlfolyón a lehőlt kazánvíz. A leiszapolással egyidejőleg hideg hőtıvizet is vezethetnek a hőtıaknába.

-

Ha tartósan meleg /forró/ szennyvíz kibocsátása várható egy létesítménybıl, például egy közüzemi konyha esetében, akkor magas hımérséklettőrı csatornavezetéket kell kiépíteni, különösen a kezdeti szakaszon, például öntöttvasból.

-

A szennyvíz elvezetésére szolgáló csıvezetéket és berendezéseket olyan anyagból, ill. védelemmel kell tervezni, amelyek a szennyvizek agresszív- és hıhatásainak ellenállnak és a szükséges szilárdságot és vízzáróságot biztosítják.

-

A földbe kerülı, korrózióra hajlamos anyagú csöveket megfelelı felületvédelemmel kell ellátni.

-

A belsı csatornahálózat kialakítását mindig a szennyvíz szennyezettségének mértékétıl, a szennyezık tulajdonságaitól /pl. összetétel, hımérséklet/ függıen és a közcsatorna rendszeréhez illeszkedıen kell megválasztani.

-

Ha a közterületen szétválasztott rendszerő a csatornázottság, akkor a szennyvizet és a csapadékvizet a telekhatáron belül elkülönítetten kell győjteni és külön csıvezetékben kell kivezetni.

-

Ha a közterületen csak szennyvízelvezetés van, a csapadékvizet tartályokba, árkokba, élıvizekbe is vezethetjük.

196

Közterületen szétválasztott a csatornahálózat: 1 csapadékvíz ejtıvezeték, 2 csapadékvíz alapvezeték, 3 szennyvíz alapcsatorna, 6 szennyvíz (irányváltó) akna, 7 külsı alapcsatorna „utolsó” ellenırzı akna, 8 esıvíz közcsatorna, 9 szennyvíz közcsatorna,

Közterületen egyesített a csatornahálózat: 1 csapadékvíz ejtıvezeték, 2 csapadékvíz alapvezeték, 3 szennyvíz alapcsatorna, 5 egyesített rendszerő közcsatorna, 6 a szennyvíz és a csapadékvíz az épületen kívül az elsı aknában egyesül, 7 külsı alapcsatorna „utolsó” ellenırzı akna,

A szennyvíz és a csapadékvíz egyesítését még a telekhatáron belül kell megoldani.

197

1.2. A csatornahálózat kialakításának tervezési szempontjai -

Az épület csatornahálózatát úgy kell kialakítani, hogy az épületbe szennyvíz vagy csapadékvíz visszaáramlás ne történjen.

-

Épületen belül szennyvíz és csapadékvíz vezetéket egyesíteni nem szabad, kivéve azt az esetet, amikor az épület az utcafronti telekhatáron áll, és a közterületen egyesített csatornahálózat van.

-

A belsı csatornahálózatot általában rejtetten kell vezetni. • • • • • •

falhoronyban, falsarokban elrabicolva, padlóban, padlószint alatt védıcsatornában, szerlıaknában, panelokban.

-

Szabadon, falsík elıtt vagy mennyezet alatt vezetett szennyvízvezetéket megfelelı gyakorisággal szerelt bilinccsel megfogva kell vezetni.

-

A szennyvízvezeték korrózió-, zaj- és hıvédelmérıl gondoskodni kell.

-

A padló alatti legkisebb csatornafektetési mélységet, az alátámasztási és ágyazási módot a csıanyag jellemzıitıl, a várható igénybevételektıl és a padló szerkezetétıl függıen kell megválasztani.

-

Gépek, gépalapok alá PVC-KG és más mőanyag csıvezeték nem szerelhetı.

-

Szennyvízvezetéket épületszerkezetekben csak megfelelı körültekintéssel, fontos szabályok, elıírások betartása mellett szabad csak vezetni. Szennyvízvezetéket nem szabad vezetni • • • • •

-

kémények, szellızık falában, kürtıjében, zajszigetelés nélküli ejtıvezetéket csendet igénylı helyiségek, így hálószobák falában, annak mentén, ill. hı- és hangszigetelés nélküli építmények határoló falában, huzamos tartózkodásra szolgáló helyiségekben, és ezek födémében, padozatában villamos berendezések elhelyezésére szolgáló helyiségekben, pl. transzformátor- és kapcsoló helyiségekben, továbbá felvonó, mozgójárda aknájában, gépházában és ezek falazatában, födémében és padozatában, jelentıs értékek, mőkincsek elhelyezésére szolgáló helyiségekben, pl. Múzeumokban, könyvtárakban, levéltárakban.

Élelmiszerek tárolására, feldolgozására, forgalmazására, fagyasztására szolgáló helyiség légterében, a födémben, födémen, álmennyezetben • •

vízszintes irányban WC és vizelde szennyvízvezetéke nem vezethetı, egyéb berendezés szennyvízvezetéke, ha más megoldás nem valósítható meg, víz ellen szigetelt padlócsatornában, védıcsıben vagy a födém felett szabadon vezethetı.

198

•

függıleges szennyvízvezeték átvezethetı, ha az a mechanikai sérülések ellen védett és oldható csıkapcsolatot, tisztítóidomot nem tartalmaz.

-

Szennyvízvezetéket olyan lejtéssel kell vezetni, hogy az öntisztulás lehetısége biztosított legyen. Épületen belül a lejtés mértéke 5….10 % között ajánlott.

-

Az ejtıvezetékek iránytöréseit nagy görbületi sugarú átmenettel, ill. legfeljebb 45 °-os idomokkal ajánlott szerelni.

-

Magas épületek esetében különös gonddal kell megtervezni az ejtıvezetékeket. Figyelni kell a következıkre: •

•

-

a nagy sebességgel lefelé rohanó víztömeg vízdugóként viselkedhet, emiatt a fölötte lévı szinteken leszívhatja, az alatta lévı szinteken kinyomhatja a szaniter berendezések szifonjaiban lévı vízgátakat, ezzel bőzös csatornagázok kerülhetnek a helyiségek légterébe, a lezúduló víztömegek az ejtıvezeték és az alapvezeték találkozási pontjában erıs dinamikai hatásnak teheti ki a csomópontot, ezenkívül eróziós hatásokkal is számolhatunk,

Magas épületek esetében a felsorolt veszélyforrások, hibaforrások megelızésére szolgálhatnak a következı mőszaki megoldások: • •

a kialakuló vízdugó hatását csökkentheti az ejtıvezeték szellızı részének kiépítése, magasabb épületeknél ún. szekunder szellızı vezeték megépítése, a lezúduló víztömeg dinamikai és koptató hatását csökkenthetjük például az ejtıvezeték megfelelı elhúzást is tartalmazó nyomvonal vezetésével, az alapvezetéki csomópont 2x45 °-os, lassító szakaszt is tartalmazó kialakításával, erıs koptató hatást is kibíró csıanyag megválasztásával, pl. öntöttvascsı.

-

A szennyvízhálózatot az ejtıvezetékeken keresztül szellıztetni kell.

-

A szellıztetı vezeték mérete egyezzék meg az ejtıvezeték méretével, legfeljebb egy mérettel szőkíthetı. A legkisebb, még használható méret ∅ 50mm.

-

Azokat az ágvezetékeket, amelyekbe hatnál több WC-t kötnek be, külön ki kell szellıztetni.

-

Adott esetben nemcsak a tetısík fölött oldható meg az alapvezeték kiszellıztetése, hanem az oldalfalon is. Ilyenkor körültekintıen kell eljárni a kellemetlen szaghatások elkerülése érdekében.

-

A szellızıcsövek kitorkollása huzamos emberi tartózkodásra szolgáló helyiségek ablakaitól, erkélytıl, terasztól légvonalban legalább 4 m-re legyen.

-

Tetıteraszokon a szellızıcsöveket a terasz szintje fölé legalább 2,5 m magasra kell felvezetni.

199

Szellızı végzıdés magas tetınél 1 szellızı sisak, 2 szellızı csı, 3 alátétlemez, 4 belsı szellızıcsı végzıdés, 5 cserépléc, 6 cserép,

Szellızı végzıdés lapos tetınél 1 szellızı sisak, 2 szellızı idom, 3 szigetelılemez, 4 födém, 5 és 6 szellızı csı,

200

Szellızıvezeték kialakítása oldalfalon 1 fal, 2 szellızıvezeték, 3 rács,

-

Szennyvízvezeték szellızıcsöve kéménybe, egyéb szellızıvezetékbe nem köthetı, kivéve a szemétledobó berendezés kiszellıztetı vezetéke.

-

Általában minden házi szennyvízkezelı mőtárgyat szellıztetni kell, pl. épített benzinfogó, zsírfogó.

-

A épületen belüli szennyvíz alapvezetékbe több helyen, szükség szerint tisztítóidomokat kell elhelyezni az esetleges lerakódások, dugulások felszámolására. Ilyen helyek a következık lehetnek: • az ejtı- és az alapvezeték találkozásánál az ejtıvezeték alsó részén, • a bekötı- és az alapvezeték csatlakozási helyén, • elágazásoknál, • 45 °-nál nagyobb irányváltozási helyeken, • a hosszabb egyenes csıszakaszokban.

-

A beépített tisztítónyílások légmentesen zárhatóak legyenek.

-

A tisztítónyílások záróelemének csatlakoztatása lehet pl. zsinórmenetes, csavarkötéssel megoldott, vagy tokos, gumigyőrő tömítéssel.

201

Tisztítóidomok elhelyezése épületen beül 1.fıfal, 2 rugalmas anyag, 3 födém, 4 tisztító ágidom kilépésnél, 5 egyenes tisztítóidom, 6 tisztítóidom ejtıvezetékben, 7 tisztítóidom az alapvezeték végében,

Tisztítóidom kialakítása forrcsıbıl

202

-

Az építmény alapfalain történı csıátvezetésnek fontos szabályai vannak: • • • • •

az építmény alapfalaiba csıkapcsolatokat és idomokat beépíteni tilos, az alapfalakon átmenı csatornaszakaszt mereven befalazni nem szabad, a legalább 5 cm-es hézagot képlékeny anyaggal kell kitölteni, talajvízszint alatt történı áthaladást a falszigetelésben vízhatlanul kell megoldani, például csavarkötéses tömszelencés kialakítással, a csatornavezeték helyét a talajban úgy kell megválasztani, hogy fárasztó jellegő igénybevételnek ne legyen kitéve, ahol az épület és a szennyvízvezeték eltérı mértékő süllyedésére lehet számítani az építés befejezése után, ott ennek megfelelı kialakítást kell megvalósítani.

203

Talajvíznyomás ellenszigetelt falon való csıátvezetés különleges megoldást követel

204

-

A külsı, földbe fektetett alapvezeték részére tisztító aknát kell építeni a táblázati ajánlat szerinti távolságokban, továbbá iránytöréseknél, csatlakozásoknál. Ajánlott aknatávolság épületen kívül alapvezetéken m-ben A csıvezeték lejtése A csıvezeték belsı átmérıje cm-ben ezrelékben ∅ 20 ∅ 30 ∅ 40 10 - 150 25 35 40

∅ 50 45

-

Az aknákat megfelelı szilárdságú, leemelhetı fedlappal kell ellátni.

-

A közcsatornába a területileg illetékes szolgáltató hozzájárulása és feltételeinek teljesítése nélkül rákötni nem szabad.

-

A szolgáltató érdekelt abban, hogy minél több fogyasztó kössön rá a közcsatornára, emiatt a rákötési szándékot csak segítheti.

-

Külsı alapvezeték mélységi elhelyezésénél a fagyhatár kérdése nem jelentkezik olyan kiélezetten, mint víz nyomóvezetéknél. 0,8 m földtakarásnak mindenképpen lenni kell.

-

Külsı alapvezetéket az épülettıl legalább 1,5 m távolságra kell vezetni.

-

Földbe helyezett belsı alapvezeték legalább 0,3 m földtakarással épüljön.

-

A bekötıcsatorna nyomvonalát úgy kell megtervezni, hogy a közcsatorna tengelyére merılegesen, vízszintes és függıleges irányban iránytörés nélkül haladjon.

-

A telekhatáron belül, attól 1 m távolságra a bekötıvezetékre tisztítóaknát kell telepíteni. Ennek mérete ∅ 1 m vagy 0,6x1,0 m legyen.

-

Telekhatárra épült épület esetében • •

a tisztítóakna helyett tisztítóidomot kell elhelyezni, vagy a szolgáltató a helyi gyakorlatnak megfelelı mőszaki megoldást írhat elı, például az épület külsı síkjától 1 m-re a járdaszinttel megegyezı fedlapsíkkal mőanyag tisztítóakna elhelyezését engedélyezheti.

-

A bekötıvezeték legkisebb belsı átmérıje 150 mm lehet.

-

A bekötıvezeték lejtése 15 %-nál /150 ezreléknél/ nagyobb nem lehet.

205

-

Nagyobb szintkülönbség esetén, azaz, ha a közcsatorna nagyon mélyen van telepítve, akkor - többek között- a következı mőszaki megoldások közül választhatunk: a csatlakozást • • • •

-

bukóaknával, ejtıcsöves aknával, ejtıcsöves bukóaknával oldhatjuk meg, továbbá mőszakilag és gazdaságilag behatárolhatóan kissé mélyebbre telepítjük a telekhatáron belül lévı tisztítóaknát, így mélyebbrıl indíthatjuk a kicsatlakozást.

Egy aknán belül a szintkülönbség áthidalás, azaz a bukás nagysága ne haladja meg a 0,75 m-t.

Bukóaknák kialakítása lejtıs terepviszonyok esetén

206

Ejtıcsöves bukóakna 1 fedlap, 2 felsı szőkítı, 3 lemenı rész, 4 alsó szőkítı, 5 a csapadékvíz útja, 6 a szennyvíz útja, 7 bevezetés, 8 elvezetés, 9 ejtıcsı,

Egyszerő tisztítóakna

207

-

Bekötı csatornát az épület határolófalától legalább 1,5 m tengelytávolságra kell vezetni.

-

Az építménybe való becsatlakozásnál a víz- és szennyvízvezeték között legalább 1 m távolság legyen.

-

Védıcsıvel ez a távolság 0,5 m-re csökkenthetı.

-

A szennyvíz, a csapadékvíz bekötıvezeték és a bekötı gázvezeték között a védıtávolság 1,0 m.

208

1.3. Csatornázási szerelvények -

Minden vízvezetéki csapolóhoz bőzelzáróval ellátott víznyelıt vagy vízfelfogót kell tervezni, kivételt képeznek azok a berendezési tárgyak, amelyek rendeltetésüknél fogva ezt nem igénylik, például tőzcsap, kerti locsolócsap.

-

A vízvezetéki csapolók és víznyelık számát mindig az épület rendeltetéséhez, a fogyasztók igényeihez, illetve a technológiai igényekhez kell igazítani.

-

Olyan víznyelıket kell használni, betervezni, amelyek a csapolókból kifolyó vizet gravitációs úton biztonsággal képesek legyenek elvezetni.

209

-

Vizes- és technológiai helyiségek padló összefolyóinak számát, elhelyezését és méretét úgy kell megtervezni, hogy azok a várható legnagyobb terhelés esetén is képesek legyenek elvezetni a csurgalék, ill. hulladék vizet.

-

A csatornatönk részére emeleten, szigetelt födémben való elhelyezésnél kellı gondossággal kialakított, legalább 300 mm szélességben körülvevı, a szigeteléssel összedolgozandó gallért beépíteni.

-

A csatornatönkhöz csatlakozó ágvezeték mérete nem lehet kisebb, mint a csatornatönk kiömlı csonkmérete.

-

Épületen belül WC-t és vizeldét csak vízöblítéses kivitelben szabad betervezni.

-

Technológiai berendezés elfolyó, ill. túlfolyó vezetékét csak megszakítással, bőzelzáró kialakításával lehet a csatornahálózatra csatlakoztatni. Ilyen berendezés lehet: • • •

-

kazánházi kondenzvíz győjtı tartály túlfolyója, légtartály csapadékvíz leürítıje, technológiai víztartály leürítıje, túlfolyója, stb.

Olyan technológiai berendezésekbıl a szennyvizet közvetlenül nem engedhetjük a csatornahálózatra, ahonnan a lekerült szennyvíz leülepedı szilárd hordalékot, vagy a

210

szennyvízvezeték anyagára káros szennyezıket tartalmaz. Ilyen tecshnológiai berendezés lehet: • • -

kazánházi vízlágyító berendezés /savak, lúgok/, üzemi konyha /zsír- és homokszennyezık/.

Ilyen esetben elızetes helyi szennyvíztisztító berendezésen kell átvezetni a szennyvizet, pl.: • • • •

savak, lúgok esetében közömbösítı tartály, medence, zsíros szennyvíz esetén zsírfogó akna, konyhai zöldségtisztítók után homokfogók, gépkocsimosók után homok-, olaj- és benzinfogók, stb.

-

Ha a gépkocsitárolóban /garázsban/ padlóösszefolyó van, az csak homok-, benzin- és olajfogóval ellátott lehet.

-

Zsíros szennyvíz csak helyi vagy központi zsírfogón áthaladva kerülhet a közüzemi szennyvízhálózatba.

211

Vizesblokk kialakítása, berendezések elhelyezése

212

1.4. Csatornázási rendszerelemek (ACO) Csatornázási rendszerelemek láthatóak az ACO Magyarország Építıelemeket Forgalmazó Bt. termékei közül az alábbi ábrán:

1 vízelvezetés, 2 padlóösszefolyók, 3 zsírleválasztók (szabadon álló, földbe telepített, 4 szennyvízátemelık, átemelı állomások, 5 visszatorlódásgátlók, 6 aknafedlapok, 7 falátvezetések,

213

2. Magasépületek csatornázási problémái 2.1. Problémafelvetés Magasépületek szennyvízelvezetése különleges problémákat vet fel. Ezek közül legfontosabb az ejtıvezetékben és az ágvezetékben kialakuló sebesség- és nyomásviszonyok ismerete. Ez az ejtıvezeték terhelhetısége és a víznyelık vízgát magasságának megállapításához szükséges. A csatornahálózatba lebocsátott szennyvíz által létrehozott nyomásingadozásokkal egyensúlyt kell tartania a bőzelzárók vízgát magasságának. Ellenkezı esetben pl. a vízgát leszívása állhat elı. A következı feladatok megoldásánál kell tekintettel lenni a magasépületek által jelentkezı különleges körülményekre: - az ejtıvezeték hossza, kialakítása, - az ágvezetékek kialakítása, - az ejtıvezetékek alapvezetékre történı csatlakoztatása, - a szellızıvezetékek, a szellızı rendszer kialakítása,

2.2. Mőszaki megoldások Az ejtıvezetékek alapvezetékre történı csatlakoztatása során a hirtelen irányváltozás jelenthet problémát: - nagymennyiségő szennyvíz torlódhat fel, ez dugulást okozhat, - a nagy sebességgel érkezı szilárd szennyezıdések eróziós hatások miatt kikoptathatják az ejtı- és az alapvezeték találkozásánál az alapvezetéket, ha anyaga szilárdság, ellenállóság szempontjából nem megfelelı. Az alapvezetékre történı csatlakozásnál nagyszilárdságú anyagot kell beépíteni. Ilyen anyag lehet pl. az öntöttvas vagy forrcsı (acélcsı). Az öntöttvas a szennyvízhálózatok egyik, reneszánszát élı csıanyagfajtája, hasonlóan a kıagyag csıhöz. Az ejtıvezetéket úgy kell az alapvezetékre csatlakoztatni, hogy az ezzel járó iránytörés 45 °nál nagyobb ne legyen. Jó, ha a 2x45°-os irányváltás között „pihentetı, csillapító” hatású egyenes szakasz is van. Az ejtıcsövek hıtágulásáról gondoskodni kell, aminek egyik egyszerő módja a gumigyőrős kompenzátor alkalmazása. Az ágvezetékekbıl a viszonylag kis sebességgel érkezı és az ejtıcsıbe bejutó szennyvíz nagysebességgel kezd lefelé áramlani. A fellépı súrlódási ellenállás miatt ez a sebesség állandósul. Egy bizonyos úthossz megtétele után a szennyvíz a csı falán győrő alakú réteget képez. A vízgyőrő légmagja biztosítja a nyomások részbeni kiegyenlítıdését a „vízdugó” két

214

oldala között. A vízmennyiség növekedésével a fenti állandó sebesség is megnı, ill. a vízgyőrő hízik, rontva a nyomáskiegyenlítıdés feltételeit. Túl nagy vízmennyiségnél valóságos vízdugó alakulhat ki vagy a vízgyőrő a csıfalról leválhat és nagyobb sebességgel halad tovább. A lezuhanó víz - az alsó szinteken túlnyomást, - a fölötte lévı szinteken a vizes berendezési tárgyak vízzára elıtt légritkítást, szívást okozhat. A fenti hatások közül inkább a túlnyomás okozta vízzárak áttörése jellemzı, járhat kellemetlen üzemviteli problémával (bőz kerülhet a vízzár nélkül maradt szifonokon keresztül a helyiségek légterébe). Ezzel kapcsolatban különösen veszélyesek az ejtıvezetékek esetleges vízszintes elhúzásai, amelyek kialakítását épületszerkezeti adottságok kényszeríthetik ki. Ha az elhúzás nem kerülhetı el, akkor úgy kell kialakítani, hogy az legfeljebb 45 °-os irányváltozással megoldható legyen. Az ejtıvezetékek nyomvonala végig függıleges legyen (ha ez lehetséges), energiatörıre nincs szükség. A vízgátak leszívását általában nem az ejtıvezeték, hanem sokkal inkább a helytelenül kialakított ágvezeték okozza. Az ágvezeték lehetıleg rövid, kiseséső legyen. Az ágvezeték ejtıbe kötését enyhe iránytöréssel kell megvalósítani és annyira szabad csak terhelni, hogy csak közvetlenül az ejtıbe csatlakozásnál töltse ki a szennyvíz a teljes áramlási keresztmetszetet. Az ágvezeték, ejtıvezeték csatlakozásánál majdnem 90 °-os bekötıidomot használnak. A szükséges lejtés miatt 87 ° körüli a bekötési szög. Helyesen méretezett csatornahálózatnál magasházak esetében is alkalmazhatók a szokásos 60 – 70 mm zárómagasságú vízgátak. Az ejtıcsı végét szellızıcsıként kell továbbvezetni a tetısík fölé. A szellızıcsı méretét ne csökkentsük az ejtı felsıszinti méretéhez képest. Több ejtı összefogható a tetıemeleten (a padlástérben) vízszintes szakasszal és ekkor csak egy- két helyen kell a tetı fölé vezetni (1. ábra). A vízszintes szakasz az oldalfalra is szellızhet. Ha az ejtıvezeték alapcsatorna csatlakozási pontja fölött 3 m-en belül van a legalsó szint ágvezeték bekötési pontja javasolható a 2. ábra szerinti megoldás. Általában 15 – 18 szintmagasságig elegendı a hagyományos primer szellızırendszer alkalmazása. Ennél magasabb épületeknél alkalmazható szekunder szellızı csıhálózat kialakítása. Szekunder szellızırendszer kialakítására példát mutat a mellékelt 3. sz. ábra, mely szerint a szekunder rendszerbe az ágvezetékek is be vannak kötve. A szellızıvezetékeknél is kerülni kell a hirtelen irányváltozásokat.

215

2.3. Ábrák Ábrajegyzék: 1.. Bekötés az ejtıvezetékbe az alsószinten 2.. Ejtıcsövek szellıztetése győjtıcsatornával 3.. Szekunder szellızırendszer 6. Ejtıvezetékek szellızı átkötése

216

Szekunder szellızı vezeték kiépítése magasépületek szennyvízhálózatának biztonságos kiszellıztetésére.

217

Ejtıvezetékek átkötése szellızés céljából

Irodalomjegyzék /1./ Épületek vízellátása, MSZ-04-132-1991 /2./ Épületek csatornázása, MSZ-04-134-1991 /3./ Kereszty Balázs: Vízellátás-csatornázás, Mőegyetemi Kiadó, 1995 /4./ Erdısi István: Vízellátás és csatornázás, Tankönyvkiadó, Budapest, 1981, BME-jegyzet: J4-777 /5./ Destek – Kovács – Meszléry – Szántó: Magas lakóházak épületgépészete, Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1972

218

Tüzivíz hálózatok

1. Általános elıírások Az épületekben, a lakótelepülésen olyan tőzvédelmi célokat is kiszolgálni képes vízforrásnak kell lenni, amely legalább három órán keresztül biztosítani tudja a tőzoltás vízigényét. Szóbajöhetı vízforrások: közüzemi vízhálózat, felszíni és felszín alatti víztároló, kutak, nyomásfokozó berendezések, stb. A használati vízhálózat mellett külön tőzoltó vízhálózatot csak abban az esetben kell létesíteni, ha e két csıhálózatot gazdasági vagy mőszaki okból nem kapcsolható össze. Ilyen kizáró ok lehet például, ha a létesítmény számított oltóvíz igénye nagyobb, mint a használati vízigény. Az oltóvíz mennyiségét a következık figyelembevételével lehet meghatározni: V = Vm * k * z * n1 * n2 lit./min ahol: Vm – a mértékadó vízmennyiség, lit./min k – tőzveszélyességi tényezı z – épületszerkezeti tényezı n1 – szinttényezı n2 – tőzgátlási tényezı A Vm mértékadó vízmennyiség értéke a létesítmény alapterületétıl függ. A táblázat csupán néhány értéket tüntet fel: Alapterület /m2/ 0…50 51…150 151…300 …. 801…1200 ….

Mértékadó víztérfogat /lit/min/ 300 600 900 ….1.800….

Az épületszerkezetek tőzállósági fokozata: - I. fokozottan tőzálló - II. közepesen tőzálló - III. mérsékelten tőzálló - IV lángálló - V nem lángálló Tőzveszélyességi osztályok a helyiségek, ill. a munkafolyamatok besorolása alapján: - A ; fokozottan tőz- és robbanásveszélyes - B ; tőz- és robbanásveszélyes - C ; tőzveszélyes - D ; mérsékelten tőzveszélyes

219

-

E ; nem tőzveszélyes

A „k” tőzveszélyességi tényezı értékei: Tőzveszélyességi osztály A B C D E

„k” 1,4 1,2 1,0 0,75 0,50

A „z” épületszerkezeti tényezı értékei: Az ép. szerk. tőzállósági fokozata I. és II. III. IV. V.

„z” 0,8 1,0 1,2 1,4

Az n1 szinttényezı értékei: A /lakó/szintek száma 1…3 4…6 7…10 > 10

n1 1,0 1,5 2,0 3,0

Az n2 tőzgátlási tényezı értékei: A tőzszakaszon belül tőzgátló elválasztással kialakított részek száma 1 2 3 4 5 vagy ennél több

n2 1,0 0,8 0,7 0,6 0,5

220

2. Külsı tüzivíz hálózatok A külsı tüzivíz csıhálózat belsı átmérıjét az oltóvíz mennyiségének ismeretében úgy kell méretezni, mint általában a vízvezeték esetében az szokásos. A tervezett csıátmérı NA 100as méretnél kisebb nem lehet, ha arra külsı tőzcsapot szerelnek. A tőzcsap szabványos föld alatti /altalaj/ vagy föld feletti /feltalaj/ lehet. Ezeket elsısorban a tőzoltóság használja, de adott esetben innen vehetnek vizet a Vízmővek dolgozói a csatornahálózat átmosatásához, vagy a köztisztaságiak gépkocsijai a közútak locsolásához. Ez utóbbi esetekben a tőzcsapra vízmérıt kell felszerelni. A földfeletti tőzcsap NA 80 vagy NA 100 mérető karimás csatlakozással készül. A talajszint fölé nyúló kútszerő állvány tetején a két 75 mm-es lezárt, szívócsonk kapocsban végzıdı kifolyónyílás egymástól 180 °-ra helyezkedik el. A tőzcsap mőküdtetésére egyetlen szelep szolgál, amelynek nyitószerkezete a kútállvány tetején van. A szelep után található önmőködı víztelenítı furaton keresztül a talajba távozik a használat után a csıben maradó víz. Ennek télen fagyvédelmi oka van. A tőzcsap elıtt a hálózatban az „A” és „B” tőzveszélyességi osztályba tartozó létesítményekben legalább 2,0 bar, „C” és „D” osztályba tartozókban pedig legalább 1,5 bar nyomásnak kell lenni. A külsı tőzcsap vízszállítása legalább 300 l/min legyen. A külsı tőzcsapok elhelyezésének néhány fontosabb szempontja: - a tőzoltó gépkocsik akkor tudják jól megközelíteni, ha az utak mellett vannak, - az épületek romhatárán kívül, de azoktól legalább 5 m-re, - lehetıleg az utcák keresztezıdésében legyenek, - lakótelepülésen zárt sorú beépítés esetén egymástól legfeljebb 100 m-re, szabadon álló beépítés esetén legfeljebb 300 m-re legyenek, - az altalaj tőzcsapokat úttesten nehéz, más esetben könnyő kivitelő szekrényben kell elhelyezni. Gyártelepen belül a tőzcsapok közelében tőzcsapszekrényt kell felszerelni tőzcsap kulccsal, három tekercs tömlıvel, sugárcsıvel és altalaj tőzcsap esetén állványcsıvel. A tőzcsap helyét és a vízvétel körülményeit jelzıtáblával kell jelölni. Az ábra olyan jelzıtáblát mutat, ahol a tőzcsap 200 mm-es ipari vízhálózatra csatlakozik. A tőzcsap a táblától jobbra 2,5, elıre pedig 5,9 m távolságra van és jobbra nyitható. Balranyitás esetén a kör alakú nyíl a tábla bal alsó sarkába kerül. Ha a tőzcsapot ivóvíz hálózatra szerelik, a gyári jel elmarad a tábláról. Közterületen, utcán tőzcsapszekrényt nem szokás elhelyezni. Amennyiben tőz esetén igénybeveszik a külsı tőzcsapot, ez a következıképpen történik:

221

-

a tőzoltó gépkocsin lévı szivattyú a kocsi 6 m3-es tartályából szívja a vizet és 15 bar nyomáson nyomja az épülettőz irányába állított fecskendıbe, ezalatt rácsatlakoztatják a külsı tőzcsapra azt a tömlıt, amellyel a gépkocsi tartályát kezdik tölteni, a folyamatos tőzoltás menete tehát az, hogy a külsı tőzcsapról töltik a gépkocsi tartályát, ebbıl pedig a nyomásfokozó szivattyú emeli ki a vizet és nyomja a fecskendıkbe.

A tőzoltó gépkocsin lévı nagyteljesítményő szivattyú szívócsonkját azért nem kötik közvetlenül a külsı tőzcsapra, mert a hálózatból csak így biztosítható a folyamatos, egyenletes intenzitású vízkiemelés.

222

Külsı (feltalaj- és altalaj-) tőzcsapok

Külsı tőzcsapok helyzetének jelölése. Az ábra szerint a külsı tőzcsap gyártelepen található, NA 200-as csıvezetékre csatlakozik, a táblától jobbra 2,6 m-re, elıre pedig 5,0 m-re található, a csapszerkezet jobbmenetes.

223

3. Belsı oltóvíz hálózatok Épületen belül a következı létesítmények esetében kell belsı tőzcsapokat elhelyezni: - ipari üzemekben, kivéve ott, ahol víz használata életveszélyt, tüzet, robbanást vagy nagy anyagi kárt okozhat, például vegyi üzemekben, ha a víz a technológiai folyamat komponenseivel kémiai reakcióba léphet, - több szintes szállodában, szálloda jelleggel kialakított épületeben, egészségügyi létesítményben, - négy- vagy ennél többszintes köz- és irodaépületben, - 16 tantermesnél nagyobb tanintézetben, - pályaudvaron, vasútállomáson, az A, B, C tőzveszélyességi osztályba sorolt raktárépületben, áruházban, ha az épület 5.000 m3 vagy ennél nagyobb térfogatú, - középmagas és magas épületekben, /középmagas az épület, ha legfelsı szintjének padozata és a járdavonal között a szintkülönbség legalább 13,6 m, magas az épület, ha mindez eléri a 30 m-t/. A fali tőzcsapokat ellátó vízhálózat önálló, vagy a használati vízhálózattal közös rendszerő lehet. Önálló tüzivíz hálózatot akkor kell kialakítani, ha az oltóvíz mennyisége nagyobb, mint az épület használati vízigénye. Arra ügyelni kell, hogy a tüzivíz hálózat magaspontján legyen valamilyen csapoló a csıhálózat idıszakos átöblítése érdekében. Az oltóvíz hálózatot úgy kell kialakítani, hogy -

az A és B tőzveszélyességi osztályba tartozó épületekben a tőzcsap elıtt legalább 2 bar, az egyéb esetekben legalább 1,5 bar kifolyási nyomás legyen, a fali tőzcsap vízszállítása legalább 150 l/min legyen, a fali tőzcsap általában a védeni kívánt helyiségen kívül, a bejárati ajtó közelében, a padló szintjétıl számított 1,5 m magasságban legyen, a védeni kívánt helyiség minden pontja a fali tőzcsapra szerelt legfeljebb két, egyenként 20 m-es tömlıvel elérhetı legyen

A fali tőzcsapot fali tőzcsapszekrényben kell elhelyezni, melynek ajtajára 80 mm magas nyomtatott betőkkel TŐZCSAP feliratot kell vörös színnel festeni. A tőzcsaphpz 52-es nyomócsonk kapoccsal csatlakozik a tömlı, illetve a tömlıhöz a sugárcsı. Önálló tüzivíz hálózat esetén külön vízmérıvel kell mérni a csıhálózati vízkivételt. Az épületek belsı tőzvédelmi hálózata felosztható száraz, félszáraz és nedves rendszerekre. Száraz tüzivíz hálózat esetében a csıvezetékben csak akkor van víz, amikor tőzoltásra kerül sor, egyéb esetekben nincs hálózati víznyomás alatt. A nedves hálózat állandóan feltöltött állapotban és az elıírt nyomáson van. Félszáraz rendszereknél csak a fagyveszélyes idıszakban nincs víz a hálózatban. A száraz felszállóvezeték legalább 100 mm belsı átmérıjő, horganyzott acélcsıbıl és idomokkal szerelik. Fekete asélcsı esetén külsı – belsı korrózióálló bevonattal kell ellátni. Száraz oltóvíz hálózatot kell létesíteni az A és B tőzveszélyességi osztályba tartozó épületekben, a középmagas és magas lakó- és középületekben.

224

A gyakorlat szerint több helyen a középmagas és magas lakóépületekben nedves, víznyomás alatt tartott hálózatokat tartanak üzemben, mert többször elıfordult már, hogy a száraz vezetékek egy-egy csıszakaszát eltulajdonították a lakók. Tőz esetén az ilyen magatartás komoly veszélyt jelenthet.

Belsı tőzcsapszekrény

225

4. Önmőködı zuhanyberendezés /Sprinkler/ Különösen tőzveszélyes helyiségekbe önmőködı zuhanyberendezést /Sprinklert/ kel szerelni. Ilyen létesítmények például egyes gyártócsarnokok, raktárak, bevásárló központok, szállodák. A védett terület felett csıhálózatot alakítanak ki, erre szórórózsákat szerelnek, amelyek elzárószerkezete önmőködıen nyílik, ha a környezet hımérséklete a meghatározott határérték fölé emelkedik. A berendezés a kialakuló tőz hıhatására lép mőködésbe, emberi beavatkozás nélkül mőködik azon a területen, ahol a hıfejlıdés kioldja a szórórózsák záróelemeit. A Sprinkler berendezés is lehet száraz, félszáraz és nedves rendszerő, igazodva a körülményekhez. Száraz rendszerekben az elosztóvezetékben sőrített levegı van. Ez utóbbi esetben a víz csak akkor áramlik a szórórózsákhoz, ha azok záróeleme kiolvad és ennek hatására elıbb elszökik a csıben lévı levegı. Ez a konstrukció magával hordozza azt a hátrányt, hogy a záróelem kiolvadása után csak idıkésleltetéssel jelenik meg a víz. Nagyobb rendszereknél külön elszívóberendezéssel kell siettetni a levegı mielıbbi távozását. A nedves rendszer biztosabb és gyorsabb, mert nyitáskor az oltóvíz áramlása azonnal megindul. A félszáraz, félnedves rendszernél nyáron vízzel, télen levegıvel töltött az elosztóhálózat. A rózsák minimális vízszállítása 60 – 70 l/min, ha az elıtte lévı víz nyomása legalább 1 bar. A rendszer fontos része az állomás fıszelep, amely visszacsapószelephez hasonlít. Ha nincs tőz és nincs oltás, akkor az állomás fıszelep zárt helyzetben van. Elıtte a vízhálózat és utána a szórórózsák felé az elosztóhálózat nyomása kiegyenlített, azaz egyforma, ha a rózsák épek. Ha egy vagy több rózsa záróeleme kiolvad, a fıszelep utáni nyomás csökken, a fıszelep záróeleme a szelep elıtti túlnyomás hatására felemelkedik és az oltóvizet az elosztóhálózatba engedi. A szeleptányér elmozdulása mőködésbe hozza a riasztóberendezést is. A fıszelep elıtt és után a nyomást nyomásmérık jelzik. A Sprinkler berendezések üzeméhez két, egymástól független és mindenkor használható vízforrást kell biztosítani. Az ún. elsı vízforrásnak 10 perces üzemet kell biztosítani, ami általában magastartállyal vagy hidroforberendezéssel valósítható meg. A második vízforrásnak gyakorlatilag kimeríthetetlennek kell lenni, ami azt jelenti, hogy a berendezés vízigényét legalább 90 percen át biztosítani kell. Ez lehet víztároló szivattyúval vagy megbízható közmőhálózat szivattyúval vagy anélkül.

226

Sprinkler berendezés

Szórórózsa 1./

227

Szórórózsa 2./

Állomás fıszelep 1./

228

Állomás fıszelep 2./

229

5. Záporberendezések A záporberendezés a Sprinklerhez hasonló, de a zuhanyrózsák nyitottak, az elosztóhálózatban atmoszférikus nyomású levegı van. Üzembehelyezése kézi indítással történik két, egymástól független helyen mőködtethetı zárószerkezet kézi nyitásával. A záporberendezéseket /Drensher/ színpadok stb. tőzvédelmére használják. Olyan „kiapadhatatlan” vízforrásnak kell biztosítani a szükséges oltóvíz mennyiséget, amelyik mindegyik rózsából legalább 25 l/min vízkiáramlást tesz lehetıvé. Vízforrás lehet: - a színpad felett a zsinórpadlás felsı légterében elhelyezett fedett, de légköri nyomású tartály, alatta az elosztóhálózatra szerelt szóró rózsákkal, - közüzemi vízhálózatra csatlakoztatott nyomólégüstös nyomásfokozó berendezés, mely elhelyezhetı akár a földszinten, vagy a pinceszinten is. Ez utóbbi berendezés alkalmazása akkor elınyös, ha a zsinórpadlás nem terhelhetı a víztartály nagy tömegével.

230

Kézi indítású szóró rendszer (pl. Debrecen, Csokonai Színház, 2006)

231