Woda w domu – o każdej porze, pod odpowiednim ciśnieniem

Różne sposoby na dostarczenie wody i utrzymanie ciśnienia

Żyjąc w XXI w. w erze cyfryzacji, przemysłu 4.0, wirtualnej rzeczywistości i bezprzewodowej komunikacji takie rzeczy, jak ciepły grzejnik czy woda w baterii wydają się tak podstawowe, że zwracamy na nie uwagę najczęściej w momencie, gdy tego medium brakuje lub nie ma go wystarczająco. Pamiętam z dzieciństwa przerwy w dostawie energii lub kilkudniowe braki wody podczas remontów magistrali. Było to jednak ponad 20 lat temu, a dziś nawet godzinna przerwa powoduje zamieszanie i dziesiątki telefonów od mieszkańców. Jest to bardzo naturalne, ponieważ przyzwyczailiśmy się do sytuacji , gdzie po odkręceniu baterii płynie woda. Sam jej wypływ nie będzie do końca zadowalający, ponieważ my wymagamy jeszcze odpowiedniego, satysfakcjonującego nas ciśnienia. Co więc stoi za tym, aby woda była komfortowo dostarczana do naszych punktów czerpalnych i jak możemy na to wpłynąć? Skupmy się na budownictwie mieszkalnym, domach jedno- i wielorodzinnych.

Postarajmy się podejść do tematu systemowo. Po pierwsze ustalamy potrzeby, czyli jak dużo wody potrzebuje dany obiekt? Następnie, w jaki sposób ją dostarczyć? A na koniec, jak utrzymać komfortowe warunki.
W celu ustalenia zapotrzebowania na wodę najlepiej jest „zaprojektować” dom, liczbę łazienek i przyborów sanitarnych oraz wielkość terenu do nawadniania. Dom domowi nierówny, ale możemy założyć, iż poniższe punkty czerpalne będą przypisane na każde gospodarstwo domowe:
- bateria czerpalna zlewozmywaka (kuchnia),
- zmywarka do naczyń (kuchnia),
- głowica natrysku (łazienka),
- płuczka zbiornika WC (łazienka),
- bateria czerpalna do natrysków (łazienka),
- bateria czerpalna do umywalki (łazienka).
Zapotrzebowanie na wodę bytową dla domu jednorodzinnego, który jest wyposażony w powyższą armaturę, wynosić będzie 0,54 l/s, co w przeliczeniu = 1,94 m3/h.
Wskazówka: aby przeliczyć jednostki miary przepływu z litrów na sekund (l/s) na metry sześcienne na godzinę (m3/h), należy przemnożyć pierwszą wartość razy 3,6.
Po ustaleniu wymaganego zapotrzebowania na wodę na cele socjalno-bytowe, warto zapewnić odpowiednie ciśnienia, z jakim woda będzie wypływać. Słowo odpowiednie, oznacza nie za małe – ponieważ nikt nie lubi, jak woda „ledwo cieknie” z baterii, ale również nie za duże – ponieważ niespecjalnie komfortowym jest uderzenie ciśnienia po odkręceniu baterii. Dodatkowo, zbyt wysokie ciśnienie może wpłynąć na awaryjność poszczególnych komponentów instalacji, w tym przede wszystkim armatury.
Odpowiednia wartość ciśnienia będzie wiec składową takich czynników, jak:
·    różnica wysokości geometrycznej między osią przyłącza wodociągowego a najwyżej usytuowanym punktem czerpalnym (wysokość geometryczną instalacji);
·    suma start ciśnienia wynikająca z oporu, jaki stawiać będzie wodna instalacja rurowa oraz zainstalowana armatura (straty hydrauliczne);
·    minimalne ciśnienie na wypływie z punktu czerpalnego, np. z baterii lub deszczownicy (ciśnienie wypływu).
Przypomnienie: 1 bar ciśnienia to 10 metrów słupa wody.
Dla przykładowego budynku mieszkalnego jednorodzinnego o dwóch kondygnacjach nadziemnych, bez podpiwniczenia, wysokość geometryczna instalacji będzie wynosić ok. 5 m. Ciśnienie na wyjściu z punktów czerpalnych, takich jak głowica prysznica 1,5 bar, a opór instalacji wykonanej
z rury PE-HD o długości ok. 35 m.b. rury i średnicach DN32 wynosić będzie ok. 0,2 bar. Dodatkowo należy doliczyć około 0,5 bar strat ciśnienia na wodomierzu głównym np. skrzydełkowym oraz zaworze antyskażeniowym dodatkowe 0,5 bar (w przypadku zasilania z sieci wodociągowej). Sumarycznie w bardzo uproszczonym obliczeniu otrzymamy
= 3,2 bar.

Możemy śmiało przyjąć, że dla instalacji domowej, wymagane zapotrzebowanie na wodę to ok 2 m3/h oraz 3 bary ciśnienia.

Ponieważ ustaliliśmy wymagania względem instalacji wodociągowej, możemy przejść do drugiego elementu, jakim jest określenie, w jaki sposób woda będzie dostarczana do budynku.
Rozwiązania mamy dwa:
– zasilanie z sieci wodociągowej lub
– własne ujęcie wodne.
Jeżeli w okolicy działki znajduje się sieć wodociągowa, można się do niej przyłączyć (niestety odpłatnie). Znając zapotrzebowanie, należy poprosić zakład wodociągowy w danym rejonie o informacje, jakie ciśnienia dyspozycyjne gwarantuje. W tym miejscu pojawia się pewien haczyk, zakład zazwyczaj odpowiada, że wartość ta mieści się w zakresie między 2-5 bar. Wahania te związane są z nierównomiernością rozbiorów w ciągu doby. W okresach największego zapotrzebowania (zazwyczaj rano i wieczorem) możemy liczyć na dolną granicę ciśnienie dyspozycyjnego. Jako użytkownik muszę przygotować instalację tak, aby pracowała komfortowo również w przypadku spadku ciśnienia do 2 bar. W naszym przypadku zachować ciśnienie 3,2 bar, czyli podbić o ok 1,2 bar. Rozwiązaniem jest zastosowanie pompy wysokociśnieniowej, która będzie załączać się przy zbyt niskim ciśnieniu. Ponieważ jak zaznaczyłem na początku, ciśnienie nie powinno być zbyt wysokie, pompę dobieramy na wskazane powyżej parametry przepływu i wymaganego ciśnienia.
W przypadku pracy z zasilaniem bezpośrednim z sieci wodociągowej, należy przed pompą zamontować wyłącznik ciśnieniowy, tak aby przy bardzo niskim ciśnieniu w sieci (zazwyczaj ok 1,2 bara) wyłączać pompę. Ma to za zadanie zabezpieczyć sieć wodociągową przed ewentualnym podsysaniem wody w przypadku problemów z dostawami, a przy okazji zabezpiecza pompę domową przed ryzykiem pracy na sucho. Drugi włącznik ciśnieniowy należy zainstalować po stronie tłocznej. Jego zadaniem jest załączanie pompy w przypadku spadku ciśnienia poniżej wartości 3,2 bar oraz wyłączanie w przypadku przekroczenia wartości o ok. 1,5 bar wyższej, czyli 4,7 bar.
Gdy ciśnienie w sieci jest na odpowiednio wysokim poziomie nie będzie potrzeby załączania pompy.

Przykładowe zastosowanie pompy hydroforowej w domu jednorodzinnym (materiały Wilo Polska)

Drugi przykład odnosi się do pracy z własnym ujęciem, np. studni kręgowej lub głębinowej. Dobór pompy nie różni się w znaczący sposób, nie mniej różni się zakres typoszeregu urządzeń, których trzeba poszukiwać. Przede wszystkim do instalacji z poborem wody z niższego poziomu, czyli przy pracy ze studnią, niezbędne jest zastosowanie tzw. pompy samozasysającej. Pompy tego typu wyposażone są w dodatkowe wirniki z dyfuzorem pozwalające na zaciągnięcie wody z powietrzem z rurociągu ssawnego.
W przypadku pomp tej konstrukcji, maksymalny poziom zasysania nie powinien być większy niż 7 metrów.
W przeciwnym razie może dojść do zapowietrzania się hydrauliki i spalenia pompy. Dodatkowo na dnie rurociągu ssanego należy zainstalować kosz ssawny w celu zabezpieczenie pompy przez zaciągnięciem większych zanieczyszczeń oraz zawór stopowy zabezpieczający przed utratą wody z rurociągu ssanego.
Zalecenia dotyczące pracy ze ssaniem:
•    rurociąg ssący należy prowadzić z zachowaniem wzniosu w kierunku pompy (nie dopuszczając do powstawania pęcherzy powietrza);
•    zaleca się prowadzenie jak najkrótszych rurociągów ssących (długi rurociąg = większe opory przepływu = mniejsza wysokość ssania), w możliwie prosty sposób z pominięciem lewarów na trasie rurociągu;
•    należy stosować zawór stopowy (zapobiega opróżnianiu się rurociągu ssącego);
•    należy zastosować odpowiednią średnicę przewodu ssawnego, tak aby zagwarantować prędkość przepływu medium w zakresie 0,8-1,5 m/s.
-    Mała średnica rurociągu ssawnego wpływa na zwiększenie oporów przepływu wody. Zaleca się, aby średnica rurociągu była o jeden wymiar większa od średnicy rurociągu tłocznego.
-    Zbyt duży przekrój rurociągu ogranicza natomiast sprawność zasysania pomp wirowych;
•    nie należy stosować innej armatury niż filtr oraz zawór stopowy.

Wysokociśnieniowa pompa wirowa HWJ 50 L 204 (pompa hydroforowa) dedykowana do domów jednorodzinnych. Parametry: przepływ 1,93 m³/h; wysokość podnoszenia 27,24 m; maksymalne ciśnienie robocze 0,6 MPa; maks. ciśnienie dopływowe 0,1 MPa Pobierz kartę katalogową

Jak zapobiegać przenoszeniu się hałasu na rurociąg oraz konstrukcję budynku
Na koniec warto zwrócić uwagę na wymagania montażowe. Pompa podczas transportu cieczy (do i z) generuje wibracje oraz hałas. Jest to przenoszone na różne punkty krytyczne. Punkty te można wyznaczyć jako miejsca:
-    gdzie pompa jest przymocowana do fundamentu,
-    na łączeniach z rurociągiem.
W przypadku montażu pompy na podłodze, konieczne jest zabezpieczenie przed przenoszeniem hałasu, przez montaż elementów elastycznych pomiędzy płytą podstawy a podłogą. Dodatkowo należy zwrócić uwagę na zastosowanie łączników punktowych z wibroizolacją dla rurociągu oraz czy wykonane jest sztywne przymocowanie do ściany lub sufitu.
Przystępując do budowy domu lub modernizacji istniejącej instalacji, warto zwrócić uwagę na warunki wodne w okolicy, czy sieć wodociągowa nie została mocniej obciążona przez budowę dodatkowych osiedli, co może wpływać na obniżenie komfortu pracy instalacji sanitarnej w danym budynku. Dysponując działką z terenem, na którym może zostać zlokalizowana studnia, warto wykorzystać taką możliwość i zbudować własne ujęcie. Dobrą praktyką jest zapewnienie ciągłości dostawy wody dla mieszkańców, a przecież: co dwa źródła, to nie jedno.

Instalnews - bezpłatny biuletyn e-czasopisma InstalReporter 6/2018 1/2018 12/2017