Подогрев питьевой воды для животных на ферме Опции

[pincher]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Открываем ферму по грызунам в Тульской области.
На этот раз, в данном проекте, решили разобраться с извечной в этом деле проблемой подогрева воды.

Поступило предложение для этой цели использовать следующую схему:
1. накопитель на 2-3 куб.м.
2. из накопителя вода подается в газовый водонагреватель
3. нагретая вода пойдет в контур с ниппельными поилками
4. неиспользованная вода возвращается в накопитель

Есть несколько вопросов (глупых, неправильных, с ошибками в терминологии), но прошу вас помочь разобраться, т.к. с подогревом воды никогда не имел дела, кроме газового котла в загородном доме:

1. Имеет ли такая схема право на существование?
2. Как рассчитать температуру воды на входе обратки в накопитель, зная расход воды (2,59 л/мин), температуру на выходе из котла (40 град.С), длину магистрали (145 м), диаметр-материал (полипропилен, 32 мм) и толщину стенки трубы (5,4 мм), коэффициент теплопроводности термоизоляции (<0,039 Вт/м*К при 20°С) и толщину термоизоляции (20 мм), температуру окружающего воздуха (-32 град.С)? Какие еще данные необходимы?
3. Как подобрать насос (мощность? давление? напор?) для циркуляции воды в этой системе?
4. Хватит ли диаметра трубы?

P.S. Я человек не ленивый, но гуманитарий на 3/4. Поэтому готов читать, пытаться считать, но без вашей помощи сам не осилю.

Сообщение отредактировал pincher - 26.12.2012, 11:54

[pincher]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Открываем ферму по грызунам в Тульской области.
На этот раз, в данном проекте, решили разобраться с извечной в этом деле проблемой подогрева воды.

Поступило предложение для этой цели использовать следующую схему:
1. накопитель на 2-3 куб.м.
2. из накопителя вода подается в газовый водонагреватель
3. нагретая вода пойдет в контур с ниппельными поилками
4. неиспользованная вода возвращается в накопитель

Есть несколько вопросов (глупых, неправильных, с ошибками в терминологии), но прошу вас помочь разобраться, т.к. с подогревом воды никогда не имел дела, кроме газового котла в загородном доме:

1. Имеет ли такая схема право на существование?
2. Как рассчитать температуру воды на входе обратки в накопитель, зная расход воды (2,59 л/мин), температуру на выходе из котла (40 град.С), длину магистрали (145 м), диаметр-материал (полипропилен, 32 мм) и толщину стенки трубы (5,4 мм), коэффициент теплопроводности термоизоляции (<0,039 Вт/м*К при 20°С) и толщину термоизоляции (20 мм), температуру окружающего воздуха (-32 град.С)? Какие еще данные необходимы?
3. Как подобрать насос (мощность? давление? напор?) для циркуляции воды в этой системе?
4. Хватит ли диаметра трубы?

P.S. Я человек не ленивый, но гуманитарий на 3/4. Поэтому готов читать, пытаться считать, но без вашей помощи сам не осилю.

Сообщение отредактировал pincher - 26.12.2012, 11:54

[jota]

Сдохнут ваши грызуны.
При температуре воды в накопительном баке выше 10*С в воде начинают размножаться всевозможные бактерии. Поэтому объём воды такой температуры надо ограничить. Для этого подойдёт скоростной водонагреватель и циркуляция через него. Или ёмкостной водоногреватель с перегревом воды до 70*С (для дезинфекции) с последующим смешением с холодной до необходимой температуры

[pincher]

Сдохнут ваши грызуны.
При температуре воды в накопительном баке выше 10*С в воде начинают размножаться всевозможные бактерии.

Вопрос болезней кроликов всегда на первом месте!
Уже делали похожую систему, только "летнюю":
- на высоту 10 метров ставили резервуар
- к нему подвод из скважины с поплавками на включение скважинной помпы
- разводка на 3 ультрафиолетовых лампы для обеззараживания, в которые вода поступала самотеком.
- дальше насосом в магистраль
- обратка в резервуар.

Фактически, те же яйца, только в профиль. Но воду не грели, а сейчас появилась необходимость круглогодичного поения зверья.
3-х ламп производительностью до 2,5 м3/час нам хватило - ни болезней, ни мора (тьфу-тьфу-тьфу) ни разу!
Здесь количество увеличим пропорционально...

[jota]

Материал стенки трубы Полипропилен
Наружний диаметр, мм 32
Длина трубы, м 145
Толщина стенки, мм 4,5
Теплопроводность стенки, Вт/(м*K) 0,22
Коэффициент доп. потерь 1,7
ПАРАМЕТРЫ ВЕЩЕСТВА
Вид вещества вода
Плотность вещества, кг/м3 998
Теплоемкость вещества, кДж/(кг°С) 4,182
Расход вещества, кг/ч 155,4
Начальная температура вещества,°С 40
Конечная температура вещества,°С 21,3
ПАРАМЕТРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Температура окруж. среды, °С -32
ПАРАМЕТРЫ ИЗОЛЯЦИИ
Теплопроводность, Вт/(м*K) 0,039

Толщина изоляции, мм 20

[pincher]

jota, спасибо Вам, золотой Вы человек!..

Теперь я спокоен. При условии, что -32 в тех краях не часто, все лучше, чем я предполагал!

Остался только один вопрос - как для этой системы подобрать насос?
Если взять, например, Grundfos UPS 25-80 180 (12 куб.м./час, напор 8 м) - под трубу с внешним диаметром 32 мм подойдет?
И как он будет справляться с задачей гонять воду в данном контуре?
А вообще, на какой параметр циркуляционного насоса надо смотреть в данной ситуации в первую очередь?

[jota]

145м - это я как понял туда и обратно? Или только в одну сторону?
Циркуляцию можно проложить меньшего диаметра.....но тогда надо пересчитать гидравлику, а так, по Вашим данным:
Гидравлические потери в кольце длиной 145м и Д 32х4,5 при расходе 0,155 м3/ч будут менее 1 метра (10 kPa).
Если Вы не ошиблись в данных, то хватит и насоса Star RS 25/2
Трубу можно ложить и меньшего диаметра. Увеличится скорость, уменьшаться потери тепла.....тогда и насос будет другой.....

Сообщение отредактировал jota - 27.12.2012, 1:08

[pincher]

jota, нет, ошибки нет - длина вместе с обраткой 140 м +/- 5 м. на один сектор.
И даже в том случае, если размер хозяйства будет увеличен, то увеличиваться он будет на точно такие же сектора, поэтому просто добавится еще один точно такой же контур с таким же насосом.
Вероятнее всего, даже от того же котла. Чтобы в будущем с расширением производства проблем не возникло, после котла сразу будет установлен коллектор на 4-6 выходов. И уже после него по насосу на каждый контур и обратку в бак.

Кстати, если не сложно, не могли бы Вы подсказать, при диаметре трубы 25 мм, какой должен быть диаметр коллектора, допустим, на 6 выходов, чтобы при расширении производства, 6-ти одинаковым насосам хватало?
Интуиция подсказывает, что не меньше 60 мм. Но знаний в данном вопросе нет, поэтому только интуиция... :-)

Если при уменьшении диаметра уменьшатся потери тепла, то это только в плюс.
Видимо, труба будет использована 25*4,2, но в двойной изоляции 20+20 мм с теплопроводностью 0,045 Вт/(м*ºC).

Сильно увеличивать давление в системе тоже нельзя, т.к. ниппеля поилок могут не выдержать - устройства нежные.
Да и как бы кролики не захлебывались, если там давление будет как из керхера.

Огромное спасибо Вам!

[jota]

Вы неправильно изначально сформулировали вопрос и получили соответствующий ответ.
Если популярно: 1. у вас есть ниппеля для которых должно быть определённое давление воды. 2. у вас есть система циркуляции, чтобы вода не замёрзла зимой.
По п.1 - статическое давление создаётся высотой бака по отношению к высоте ниппелей - гидростатическая высота водяного столба. Подбирая высоту на которой будет бак, определяете какое давление будет на ниппелях.
По п.2 - насос нужен только для того, чтобы преодолеть сопротивление трубы и тем самым обепечить её движение по кругу. Чтобы динамическое давление насоса не влияло на давление ниппелей, оно должно быть значительно меньше, чем высота бака. Поэтому чем больше диаметр трубы, тем меньше необходим напор насоса для преодоления сопротивления и тем меньше насос будет влиять на давление на ниппелях.
Для коллекторов обычно скорость принимается не более 0,3м/с. Для 6 контуров 0,155х6=0,93 м3/ч - достаточно трубы с внутренним диаметром 40- 50 мм
А что, кролики будут пить воду 40*С? - это же чай....
Чтобы уменьшить температуру подачи надо увеличить скорость циркуляции, т.е. объём циркулирующей воды должен быть не 0,155 м3/ч, а выше. И расчёт надо начинать с определения максимально возможной температуры воды и считать расход и скорсть такие, чтобы она не снизила температуру ниже минимально допустимой.

[pincher]

Вы неправильно изначально сформулировали вопрос и получили соответствующий ответ.

Простите меня, просто я знаю как выращивать мясо, знаю как и сколько оно пьет, но не знаю, как планировать систему с нагревом воды в таком объеме. Понимаю, что Вы способны посчитать и водоснабжение для целого населенного пункта, но для меня даже объем небольшой фермы невообразим...

Если популярно: 1. у вас есть ниппеля для которых должно быть определённое давление воды. 2. у вас есть система циркуляции, чтобы вода не замёрзла зимой.
По п.1 - статическое давление создаётся высотой бака по отношению к высоте ниппелей - гидростатическая высота водяного столба. Подбирая высоту на которой будет бак, определяете какое давление будет на ниппелях.

У ниппелей-поилок расчетное рабочее давление по техпаспорту 150-400 мм вод.столба, таких будет 1476 штук. До 400 мм, но при этом в летнем водопроводе на старой ферме они замечательно себя чувствовали и с еврокубом на высоте около 10 метров. Я вообще запутался...

По п.2 - насос нужен только для того, чтобы преодолеть сопротивление трубы и тем самым обепечить её движение по кругу. Чтобы динамическое давление насоса не влияло на давление ниппелей, оно должно быть значительно меньше, чем высота бака. Поэтому чем больше диаметр трубы, тем меньше необходим напор насоса для преодоления сопротивления и тем меньше насос будет влиять на давление на ниппелях.

Высоту установки резервуара можно выбрать любую, т.к. можно его воткнуть как возле котла, так и на крыше "бойлерной". Насколько я понял, высота в данном случае = разница в высоте между выходом резервуара и высотой горизонтальной части магистрали? Как соотнести высоту установки резервуара и давление и пропускную способность насоса?

Для коллекторов обычно скорость принимается не более 0,3м/с. Для 6 контуров 0,155х6=0,93 м3/ч - достаточно трубы с внутренним диаметром 40- 50 мм

Я вообще изначально предполагал сделать 6 независимых контуров. Просто возможность расширения будет, но не с первых дней. Поэтому греть 5/6 впустую, по-моему, неразумно.
Из коллектора 6 выходов с кранами, после каждого из них ставим насос, качаем в магистраль 145 м и дальше в общий резервуар. Плюс к тому, если сдохнет один насос, проблема водоснабжения появляется только на 1/6 хозяйства.

А что, кролики будут пить воду 40*С? - это же чай....

Температура тела кролей при уличном содержании, до 41 летом и от 37 зимой. Думаю, температура воды до от 15 до 37 - было бы самое то... Зимой теплая вода экономит энергию зверья, и корм соответственно. А летом холодная помогает переносить жару.

Чтобы уменьшить температуру подачи надо увеличить скорость циркуляции, т.е. объём циркулирующей воды должен быть не 0,155 м3/ч, а выше. И расчёт надо начинать с определения максимально возможной температуры воды и считать расход и скорсть такие, чтобы она не снизила температуру ниже минимально допустимой.

Понимаете, хорошее воспитание не позволяет мне так сразу ТЗ давать, людей озадачивать, и при этом не платить. Как и многие, кто на земле работает, к халяве не приучен-с. Но и на этапе планирования и приблизительных расчетов заказывать платные услуги обстоятельства не позволяют, ибо до миллиардов еще далеко. Но, если Вы не вегетарианец, после запуска фермы с меня уже причитается в виде натурпродукта! :-)

[jota]

Вы бы на плане вашей фермы нарисовали бы предполагаемый трубопровод с ниппелями, приблизительно указали бы расстояния, место бака и котла, тогда можно будет конкретизировать расчёты.
Как с помощью котла будете греть? Бак у вас - это ёмкостной подогреватель с змеевиком или как?
Вообще описывать надо подробнее, а то картинка не складывается

[pincher]

Как только доберусь до компьютера, а не с коммуникатора, накидаю как смогу план схему с водопроводом. Спасибо!