Wie man ein netzunabhängiges aufgeständertes Wassersystem entwirft

Netzunabhängiges Design für aufgeständertes Wasser

Ein erhöhter Wassertank für ein netzunabhängiges System

Abbildung 1: Ein erhöhter Wassertank für ein netzunabhängiges System

Ein netzunabhängiges Wassersystem ist ein in sich geschlossenes, unabhängiges Wasserversorgungs- und -verteilungssystem, das ohne externe Versorgungseinrichtungen wie kommunale Wasserquellen oder Strom funktioniert. Sie werden in der Regel an abgelegenen oder isolierten Orten eingesetzt. In diesem Artikel werden der Aufbau und die Funktionsweise eines netzunabhängigen, schwerkraftunterstützten Wassersystems für eine Hütte anhand eines typischen Beispiels ausführlich erläutert.

Inhaltsübersicht

Netzunabhängiges System

In diesem Artikel wird ein netzunabhängiges System betrachtet, bei dem das Wasser aus einem 60,9 m (200 Fuß) von der Hütte entfernten Fluss entnommen und in einen 4,6 m (15 Fuß) über der Hütte befindlichen Speichertank gepumpt wird. Die Hütte liegt auf einer Höhe von 20 Fuß über dem Niveau des Flusses. Dieser Tank nutzt die Schwerkraft, um das Wasser über ein Rohrnetz an verschiedene Armaturen wie Wasserhähne und Toiletten zu verteilen. Die Ventile sind strategisch platziert, um den Wasserfluss zu regulieren. In den folgenden Abschnitten wird jede dieser Komponenten im Detail erläutert.

Netzunabhängiger Entwurf für erhöhtes Wasser

Abbildung 2: Netzunabhängiger Entwurf für erhöhtes Wasser

Wasserquelle

Es wird eine Wasserquelle benötigt: ein Brunnen, eine Quelle, ein Bach oder Regenwasser, das in einer Zisterne gesammelt wird. Normalerweise liegen die Wasserquellen tiefer als die Hütten, so dass eine Pumpe erforderlich ist, damit das Wasser von der Quelle zum Tank fließen kann. Alternativ kann Wasser von einer nahegelegenen Quelle herbeigeschafft werden, um den Speichertank manuell zu füllen. Wenn das Wasser als Trinkwasser verwendet werden soll, ist es wichtig, dass Rohre, Schläuche und Ventile aus trinkwassersicheren Materialien mit den erforderlichen Zertifizierungen verwendet werden. Einige gängige Materialien, die für Trinkwasser sicher sind, sind:

  • Edelstahl
  • Kupfer
  • PVC
  • PEX

Es ist auch wichtig, das Wassersystem regelmäßig zu reinigen, um das Wachstum von Bakterien zu verhindern. Einige gängige Reinigungsmethoden sind:

  • Spülen des Systems mit sauberem Wasser
  • Verwendung einer Chlorbleichlauge
  • Verwendung eines handelsüblichen Wassersystemreinigers

Wenn das Wasser nur für die Toilettenspülung und das Händewaschen verwendet werden soll, besteht keine Notwendigkeit, besonders sichere Materialien für Trinkwasser zu verwenden. Dennoch ist es wichtig, langlebige Materialien zu verwenden, die korrosionsbeständig und leckagefrei sind. Einige gängige Materialien, die sich für Nichttrinkwasser eignen, sind:

  • PVC
  • ABS
  • Verzinkter Stahl

Pumpe

Eine Pumpe befördert das Wasser von der Quelle zum Speichertank. Dies ist der einzige Teil des Systems, der Energie benötigt. Je nach Verfügbarkeit und Effizienz kann eine Handpumpe, eine Solarpumpe, eine Windradpumpe oder eine motorgetriebene Pumpe verwendet werden. Es ist wichtig, ein Sieb am Ansaugschlauch einer Wasserpumpe zu verwenden, um zu verhindern, dass Schmutzpartikel in die Pumpe gelangen. Dies kann die Pumpe beschädigen und ihre Lebensdauer verkürzen.

Pumpenauslegung und -auswahl

Die Pumpe, die Kabine und der Speichertank

Abbildung 3: Aufbau der Pumpe (A), der Kabine und des Speichertanks (B)

  1. Berechnen Sie die gesamte dynamische Förderhöhe (TDH): TDH ist der Gesamtwiderstand, den die Pumpe überwinden muss. Sie umfasst den Höhenunterschied zwischen der Pumpe und dem Förderpunkt, den Reibungsverlust in der Leitung und die Saughöhe.
  1. Elevationskopf: Im obigen Beispiel befindet sich der Wasserspeichertank etwa 15 Fuß über der Kabine, die sich in einer Höhe von 20 Fuß von der Wasserquelle befindet; die Förderhöhe beträgt also 35 Fuß.
  2. Reibungsverlust: Der Reibungsverlust quantifiziert den Strömungswiderstand und die Reibungsverluste, die auftreten, wenn Wasser durch eine Leitung wie ein Rohr oder einen Schlauch fließt. Dies hängt von der Größe und Länge des Schlauchs und der Durchflussmenge ab. Nehmen wir zum Beispiel einen Schlauch mit einem Durchmesser von 1" und einem Reibungsverlust von ca. 4 Fuß pro 100 Fuß bei einer Durchflussrate von ca. 18,93 Litern pro Minute (5 Gallonen pro Minute) (was für den Hausgebrauch typisch ist). Der Reibungsverlust für eine Rohrlänge von etwa 200 Fuß beträgt also (60,96/30,48) * 1,22 = etwa 8 Fuß.

Anmerkung: Um den genauen Reibungsverlust zu berechnen, bestimmen Sie die Hypotenuse des Dreiecks, das durch die horizontale Entfernung von der Pumpe zur Kabine (200 Fuß) und die Höhe des Tanks von der Pumpe (35 Fuß) gebildet wird; dies ergibt die genaue Schlauchlänge, die das gepumpte Wasser befördert. Außerdem sind die Reibungsverluste in der Regel gering im Vergleich zur Summe aus Förderhöhe und Saughöhe.

  1. Ansaugkopf: Die Saughöhe ist der vertikale Abstand zwischen dem Wasserstand im Fluss und der Mitte des Pumpeneinlasses. Sie bestimmt die maximale Höhe, bis zu der die Pumpe Wasser heben kann. In diesem Beispiel beträgt die Saughöhe 5 Fuß.

Die Pumpe muss eine Saughöhe von mindestens 5 Fuß haben, um das Wasser ohne Kavitation aus dem Fluss in den Lagertank zu heben. Unter Kavitation versteht man die Bildung von dampfgefüllten Hohlräumen oder Blasen in einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, aufgrund eines Druckabfalls, der in einer Pumpe auftreten kann, wenn die Ansaughöhe nicht ausreicht, was zu Schäden führen und die Effizienz verringern kann.

TDH = Förderhöhe + Reibungsverlust + Ansaughöhe = 35 ft + 8 ft+ 5 ft = ca. 48 ft.

  1. Wählen Sie die Pumpe aus: Wählen Sie eine Pumpe, die die erforderliche Durchflussmenge bei der berechneten TDH liefern kann. Die Pumpenhersteller stellen für ihre Pumpen Leistungskurven zur Verfügung, aus denen die Fördermenge bei verschiedenen Förderhöhen hervorgeht. Suchen Sie eine Pumpe, die die für die Anwendung erforderliche Ansaughöhe, Förderhöhe und Durchflussmenge liefern kann. Wählen Sie eine Pumpe mit höherer Leistung, wenn Sie den Tank schnell füllen wollen. Abbildung 4 zeigt eine Beispiel-Pumpenkurve. Für ein System mit einer dynamischen Gesamthöhe von 48 Fuß und einer erforderlichen Durchflussmenge von 5 Gallonen pro Minute kann der Benutzer die Pumpe B wählen. (Normalerweise stehen neben den Kurven die entsprechenden Leistungsangaben, wie 0,5 PS oder ¾ PS).
Beispiel einer Pumpenkurve

Abbildung 4: Beispiel einer Pumpenkurve

Schläuche

Schläuche transportieren das Wasser von der Quelle zur Pumpe und von der Pumpe zum Hochbehälter. Die Schläuche sollten einen ausreichenden Druck haben, um die Leistung der Pumpe zu bewältigen. Verstärkte PVC- oder Gummischläuche würden sich für die Beispielanwendung eignen und eine haltbare und dauerhaftere Lösung bieten, anstatt dass die Personen ihre Ausrüstung jedes Mal zusammenbauen müssen, wenn sie Wasser pumpen wollen. Viele Nutzer entscheiden sich für ein System, bei dem sie die Pumpe und den Schlauch aufbewahren, und wenn der Bedarf an Wasser entsteht, holen sie das Gerät einfach heraus, schließen es an, pumpen es ab und lagern es dann. Dieser praktische Ansatz unterstreicht die Bedeutung eines zuverlässigen Schlauchs, wie z. B. eines Flachschläuchs, der den Prozess erheblich rationalisieren und den Zugang zu den Wasserressourcen effizienter und bequemer machen kann. Ein Schlauch mit einem Durchmesser von 1" ist in der Regel für etwa 9-12 gpm ausgelegt, so dass er für diese Anwendung geeignet wäre.

Ein Y-förmiger Gartenschlauchanschluss für mehrere Schläuche

Abbildung 5: Ein Y-förmiger Gartenschlauchanschluss für mehrere Schläuche

Lagertank

Der Wassertank sollte höher liegen als die Entnahmestelle. Durch die Schwerkraft wird das Wasser nach unten gezogen, wodurch ein Wasserdruck entsteht. Die Höhe des Tanks bestimmt den Druck des Wassers; je höher der Tank, desto höher der Druck. Der Tank sollte so viel Wasser fassen, dass er allen Anforderungen gerecht wird, und er sollte außerdem abgedeckt und versiegelt sein, um Verunreinigungen zu vermeiden. Berücksichtigen Sie die Witterungsbedingungen bei der Entscheidung, ob Sie den Tank drinnen oder draußen aufstellen wollen. Bei kalter Witterung kann die Aufstellung des Tanks in einem Innenraum verhindern, dass das Wasser einfriert, was den Tank beschädigen könnte. Bei mildem Wetter kann ein Außentank jedoch praktischer sein und Platz im Haus sparen. Der Tank kann quadratisch oder rund sein.

  • Quadratische Tanks sind kompakt und leicht zu transportieren. Aufgrund ihrer flachen Wände verfügen sie jedoch nicht über die strukturelle Festigkeit von Rundtanks. Das Hinzufügen eines Metallkäfigs bietet strukturelle Unterstützung und verhindert, dass der Tank beim Befüllen zusammenbricht oder sich verformt.
  • Runde Tanks nehmen mehr horizontalen Platz ein.

Es ist eine gute Idee, eine Möglichkeit zu haben, dass zusätzliches Wasser entweichen kann, wenn der Tank zu voll wird, wenn man ihn mit Wasser vollpumpt. Dadurch wird verhindert, dass er platzt oder Ihre Kabine überflutet, wenn sich der Tank im Inneren befindet. Ziehen Sie einen Kugelhahn am oberen Ende des Tanks in Betracht, der während des Aufpumpens des Wassers geöffnet und nach dem Befüllen geschlossen werden kann.

Vakuum im Lagertank

Bei der Verwendung von Wasser aus einem versiegelten Tank entsteht ein Vakuum im Tank. Während das Wasser abfließt, dehnt sich die Luft im Inneren des Tanks aus, um den leeren Raum zu füllen. Dadurch wird der Druck im Inneren des Tanks reduziert und ein Vakuum erzeugt.

Die Menge des erzeugten Vakuums hängt von einigen Faktoren ab, wie z. B. der Größe des Tanks, der Geschwindigkeit, mit der das Wasser verbraucht wird, und der Temperatur des Wassers. Wenn der Tank groß ist und das Wasser langsam verbraucht wird, ist der Unterdruck geringer als wenn der Tank klein ist und das Wasser schnell verbraucht wird. Je wärmer das Wasser ist, desto mehr dehnt es sich aus und erzeugt ein größeres Vakuum.

Hier einige Tipps, wie Sie das Vakuum in Ihrem Wassertank verringern können:

  • Füllen Sie den Tank langsam auf.
  • Installieren Sie einen Vakuumbrecher oder ein Überdruckventil.
  • Vermeiden Sie es, zu viel Wasser auf einmal zu verwenden.

Rohre

Zweck und Arten

Der Vorratstank ist über Rohrleitungen mit den Armaturen verbunden. Durch den Höhenunterschied zwischen dem Tank und der Entnahmestelle entsteht in diesen Leitungen ein Wasserdruck. Die Schwerkraft zieht das Wasser nach unten und drückt es beim Öffnen durch die Rohre, den Wasserhahn und die Toilette.

  • PEX-Rohre (vernetztes Polyethylen): PEX-Rohre sind flexibel, leicht zu verlegen, kalk- und chlorbeständig und für Warm- und Kaltwasser geeignet. Außerdem müssen sie nicht wie Kupfer gelötet werden. Sie sind jedoch für die Verwendung im Freien ungeeignet, da sie sich unter UV-Licht zersetzen können.
  • Kupferrohre: Kupferrohre sind äußerst langlebig, korrosionsbeständig und können kalten und heißen Temperaturen standhalten. Sie werden häufig bei hochwertigen Bauvorhaben oder Renovierungen eingesetzt. Sie sind jedoch teurer und ihre Installation erfordert Lötkenntnisse.
PEX-Rohre

Abbildung 6: PEX-Rohre

Design

Der Betrieb von Wasserleitungen erfordert eine sorgfältige Planung, um eine optimale Systemleistung und eine einfache Wartung zu gewährleisten. Hier sind einige wichtige Überlegungen:

  • Gebäudeentwurf: Der Grundriss beeinflusst maßgeblich, wie und wo die Wasserleitungen verlaufen. Es ist wichtig, den Aufbau des Gebäudes genau zu verstehen und zu wissen, wo sich die Armaturen und Geräte befinden, die Wasser benötigen.
  • Isolierung Isolieren Sie die Rohre, um sie vor Gefrieren und Wärmeverlust zu schützen. Dies ist besonders wichtig für netzunabhängige Häuser, in denen die Innentemperatur nicht konstant gehalten werden kann. Zu den Isoliermaterialien gehören Schaumstoffisolierrohre oder Heizkabel für extrem kalte Klimazonen.
  • Der Weg: Der Verlauf der Leitungen sollte elektrische Leitungen, Heizungsrohre und Bereiche, in denen sie beschädigt werden können, wie Türöffnungen oder stark frequentierte Bereiche, vermeiden.
  • Durch die Wand: Um Wasserleitungen in den Wänden zu verlegen, bohren Sie Löcher durch die Ständer und führen die Rohre ein. Verwenden Sie Schilder, um ein Anbohren des Rohres zu verhindern. Horizontale Rohre sollten tiefer als die Zu- und Ablaufstutzen verlaufen, um ein Gefälle zu ermöglichen.
  • In Obergrenzen: Die Verlegung von Leitungen in der Decke ist weniger üblich, vor allem wegen der möglichen Schäden im Falle eines Lecks. In mehrstöckigen Gebäuden kann dies jedoch erforderlich sein.

Anmerkung: Flexible Schläuche können in manchen Situationen praktischer sein, insbesondere wenn die Versorgungseinheiten bewegt werden müssen. Diese Schläuche müssen trinkwassersicher sein, wenn sie für Trinkwasser verwendet werden. Für diesen Zweck werden aufgrund ihrer Haltbarkeit und Sicherheit häufig geflochtene Edelstahlschläuche verwendet.

Wasserleitung mit Isolierung

Abbildung 7: Wasserleitung mit Isolierung

Größenbestimmung

Berücksichtigen Sie die Durchflussmenge und den Druck in den Leitungen, die das Wasser vom Tank zu den Armaturen leiten. Wenn mehrere Armaturen gleichzeitig verwendet werden können, sind möglicherweise größere Rohre erforderlich, um die kombinierte Durchflussmenge zu bewältigen. Ein 1/2"-Rohr könnte jedoch für jede Armatur ausreichen, da es in der Regel eine Durchflussmenge von 1,5 gpm bewältigen kann, was für die meisten Armaturen ausreichend ist.

Ventile

Ventile werden in einem durch Schwerkraft gespeisten Wassersystem verwendet, um den Wasserfluss zu steuern, Systemabschnitte für Wartungsarbeiten zu isolieren und einen Rückfluss zu verhindern.

  • Rückschlagventile: Ein Rückschlagventil (ein Rückschlagventil) wird häufig am Pumpenauslass angebracht. Sie lässt das Wasser nur in eine Richtung zum Vorratsbehälter fließen. Wenn die Pumpe ausgeschaltet ist, verhindert sie, dass Wasser in den Brunnen oder die Wasserquelle zurückfließt. In einigen Fällen kann die Pumpe mit einem eingebauten Rückschlagventil ausgestattet sein.
  • Am Lagertank: Hier werden häufig zwei Ventile verwendet. Mit einem Absperrventil (z. B. einem Kugelhahn) am Einlass kann der Benutzer den Wasserfluss in den Tank stoppen, was bei der Reinigung oder Reparatur des Tanks nützlich ist.
  • Am Auslauf des Tanks: Ein weiteres Absperrventil kann am Tankauslass angebracht werden. Dadurch wird verhindert, dass bei Reparaturen oder dem Austausch von Teilen des Rohrsystems Wasser aus dem Tank in die Leitungen fließt.
  • An jedem Ort der Nutzung: Häufig werden an jeder Stelle separate Absperrventile installiert (z. B. unter jedem Waschbecken, hinter der Toilette, am Warmwasserbereiter usw.). Sie ermöglichen die Unterbrechung des Wasserflusses zu einzelnen Armaturen, ohne den Rest des Systems zu beeinträchtigen.
  • Ablassventile: Entleerungsventile werden an den tiefsten Stellen des Systems angebracht, z. B. am Boden des Tanks, oder an tief liegenden Stellen in den Rohrleitungen, um das System zu Wartungszwecken oder für die Überwinterung zu entleeren (siehe unten).

Jedes Ventil sollte mit Wasser kompatibel sein und entsprechend der Durchflussmenge und dem Druck dimensioniert sein (siehe unten).

Verbindung von Armaturen

Wasserheizungssystem

In einem netzunabhängigen Sanitärsystem wird eine Warmwasserleitung in der Regel an ein Wassererwärmungssystem wie einen Solarboiler, einen Propanboiler oder einen Holzofen mit einem Warmwasseraufsatz angeschlossen. Das erwärmte Wasser wird dann über die Warmwasserleitung an verschiedene Entnahmestellen im System verteilt, z. B. an Duschen, Waschbecken und Waschmaschinen. Die Warmwasserleitung sollte gut isoliert sein, um Wärmeverluste während des Transports zu vermeiden.

Wasserhähne

Es gibt zwei primäre Wasserhahnoptionen:

  • Standard-Wasserhahn: Viele handelsübliche Wasserhähne haben einen Durchfluss von 2,2 Gallonen pro Minute (GPM) oder mehr. Standardarmaturen sind in der Regel nicht mit Funktionen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs ausgestattet, wie z. B. Perlatoren oder Durchflussbegrenzer, die das fließende Wasser in feine Tröpfchen aufteilen und so den Wasserverbrauch ohne Leistungseinbußen verringern.
  • Niederdruck-Wasserhähne: Diese sind so konstruiert, dass sie die ausfließende Wassermenge begrenzen und damit wassersparender sind als herkömmliche Wasserhähne. Sie sind ideal für netzunabhängige Systeme, bei denen die Wassereinsparung eine Priorität ist. Wasserhähne mit niedrigem Durchfluss haben in der Regel eine Durchflussmenge von 1,5 GPM oder sogar weniger. Das bedeutet, dass mit einer Niederdruckarmatur viel weniger Wasser verbraucht wird, selbst für einfache Aufgaben wie Händewaschen oder Geschirrspülen.

Filtrierung

Je nach Qualität der Wasserquelle kann ein Filter- oder Reinigungssystem erforderlich sein, um sicherzustellen, dass das Wasser zum Trinken und für andere Zwecke sicher ist. Dabei kann es sich um einen einfachen Siebfilter handeln, der Sedimente und Ablagerungen entfernt, oder um ein komplexeres System zur Entfernung von Bakterien, Viren und anderen Schadstoffen. Filter werden in der Regel an den folgenden Stellen installiert:

  • Nach der Pumpe, aber vor dem Speichertank
  • Vor der Pumpe am Saugschlauch
  • Ein sekundärer Point-of-Use-Filter am Wasserhahn für Trinkwasser

Ein einfacher Sedimentfilter kann ausreichen, wenn das Wasser relativ sauber ist und frei von Sedimenten sein muss. Wenn das Quellwasser jedoch Bakterien oder andere Mikroorganismen enthält, sollten Sie einen UV-Filter oder ein Umkehrosmosesystem verwenden.

Überwinterung

Die Überwinterung von netzunabhängigen Wasserleitungen ist wichtig, um zu verhindern, dass sie einfrieren und möglicherweise platzen, was zu kostspieligen Reparaturen führen könnte. Eine praktische Möglichkeit, das Einfrieren zu verhindern bzw. zu verlangsamen, ist die Abdeckung des Tanks mit strapazierfähigem schwarzem Landschaftsstoff. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie Sie ein netzunabhängiges Sanitärsystem winterfest machen können:

  1. Stellen Sie die Wasserversorgung ab: Drehen Sie die Wasserzufuhr ab (indem Sie das Einlassventil des Vorratsbehälters schließen), damit kein weiteres Wasser in das System gelangt.
  2. Entleeren Sie das System: Öffnen Sie das/die Ablassventil(e), damit das Wasser aus den Leitungen abfließen kann. Öffnen Sie außerdem alle Wasserhähne, damit das System vollständig entleert werden kann.
  3. Verwenden Sie Luft, um das restliche Wasser auszublasen: Sobald das meiste Wasser abgelassen wurde, blasen Sie das restliche Wasser, das gefrieren könnte, mit einem Luftkompressor aus. Schließen Sie den Luftkompressor an das System an (an einem Wasserhahn oder dem Ablassventil) und üben Sie einen niedrigen Druck aus, um das restliche Wasser herauszudrücken. Stellen Sie sicher, dass Sie jeden Wasserhahn einzeln öffnen, bis das gesamte Wasser ausgeblasen wurde.
  4. Frostschutzmittel hinzufügen: Geben Sie ungiftiges Frostschutzmittel in das System, um es zusätzlich zu schützen. Gießen Sie das Frostschutzmittel in alle Abflüsse, Toiletten und Geräte. Dadurch wird verhindert, dass das restliche Wasser gefriert. Ungiftiges Sanitärfrostschutzmittel ist so konzipiert, dass es für das Sanitärsystem sicher ist, und ist in der Regel biologisch abbaubar. Es verbleibt in den Rohren und Abflüssen, bis es durch regelmäßigen Wasserverbrauch allmählich herausgespült wird, sobald das Wetter wärmer wird.
  5. Rohre isolieren: Die Isolierung der Rohre kann dazu beitragen, dass sie nicht einfrieren. Verwenden Sie an allen Rohren, die der Kälte ausgesetzt sind, eine Rohrisolierung oder ein Wärmeband.
  6. Absperrventile: Schließen Sie schließlich alle Ventile und Wasserhähne in Ihrem System. Dazu gehören die Absperrventile an den einzelnen Entnahmestellen und das Hauptauslassventil am Speichertank.

Druckverlust

Die Bestimmung des Druckverlusts eines Hochbehälters ist von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Wasserdurchflussmenge für die Anforderungen des Systems ausreicht und um Schäden an Armaturen und Geräten durch zu hohen Druck zu vermeiden.

Statischer Druck

Der Druck in einem Wasserhochbehälter kann mit der folgenden Formel bestimmt werden:

P = ρgh

  • P: Flüssigkeitsdruck
  • ρ: Dichte der Flüssigkeit
  • g: Beschleunigung durch die Schwerkraft
  • h: Höhe der Flüssigkeitssäule über dem betreffenden Punkt

In diesem Fall handelt es sich bei der Flüssigkeit um Wasser, so dass die Dichte ρ etwa 1000 kg/m^3 beträgt. Die Erdbeschleunigung g beträgt etwa 9,81 m/s2. Die Höhe h beträgt 4,57 m (15 Fuß).

Also, P = 1000 kg/m^3 * 9,81 m/s^2 * 4,57 m = 44,77 kPa (6,5 psi)

Dies ist der Druck am Boden des Tanks oder an einem Auslass in Bodennähe. Liegt der Auslass höher, verwenden Sie die Höhe der Wassersäule über diesem Auslass.

Druckverlust

Wenn Wasser fließt, verringert sich der effektive Druck aufgrund von Reibungsverlusten und anderen Faktoren. Der Druckverlust wird in der Regel anhand der Darcy-Weisbach-Gleichung berechnet:

Druckverlust-Gleichung
  • ΔP: Druckverlust
  • f: Darcy-Reibungsfaktor
  • L: Länge des Rohrs
  • V: Fließgeschwindigkeit
  • D: Durchmesser des Rohrs
  • 𝝆: Dichte der Flüssigkeit

Der Darcy-Reibungsfaktor wird in erster Linie durch die Art der Strömung (laminar oder turbulent) und die Rauheit der Rohrinnenfläche bestimmt. Sie kann mithilfe von Nachschlagetabellen, Korrelationen oder Software aus experimentellen Daten ermittelt werden. Wenden Sie die Gleichung auf jeden Rohrabschnitt und jedes Fitting an, um den Druckverlust an jedem Auslass zu berechnen.

Betrachten Sie die Berechnung des Druckverlustes an einem Waschbecken. Nehmen Sie einen Reibungsfaktor (f) von 0,02 (typisch für glatte Rohre) und eine Geschwindigkeit (v) von 1 m/s (typisch für die Hauswasserversorgung) an.

ΔP = 0,02 * (10m / 0,025m) * (1000 kg/m³ * (1 m/s)² / 2) = 16000 Pa (2,32 psi). Dies ist der Druckverlust aufgrund von Reibung in der Leitung.

Der tatsächliche Druck am Auslass, wenn das Wasser fließt, ist der statische Druck abzüglich des dynamischen Drucks:

P_Auslass = P - ΔP = 44817,7 Pa - 16000 Pa = 28817,7 Pa (4,17 psi)
Anmerkung:

  • Verwenden Sie ein Manometer am Auslass, um den Druck möglichst genau ablesen zu können. Dadurch werden Druckmesswerte in Echtzeit ermittelt, die mit den Berechnungen verglichen werden können, um die Genauigkeit zu gewährleisten.
  • Dies ist ein vereinfachtes Beispiel; die Bedingungen können aufgrund von Rohrbögen, Ventilen, Armaturen usw. variieren. Auch der Reibungsfaktor und die Fließgeschwindigkeit müssen in der Regel auf der Grundlage detaillierterer Informationen über das Rohr und die Strömungsbedingungen berechnet werden. Beginnen Sie damit, die Grundlagen des Widerstands in Ihrem Wassersystem zu verstehen. Sammeln Sie relevante Informationen, recherchieren Sie die Rohrdimensionierung und berechnen Sie die Fließgeschwindigkeit, um einen ersten Überblick über das Problem zu erhalten.

FAQs

Welche Möglichkeiten gibt es für eine netzunabhängige Wasserversorgung?

Je nach Standort und verfügbaren Ressourcen stehen für die netzunabhängige Wasserversorgung Regenwassernutzung, Brunnenwasser, Oberflächenwasser aus Bächen oder Teichen sowie die Anlieferung von Wasser per LKW zur Verfügung.

Wie bekomme ich heißes Wasser aus dem Netz?

Um Warmwasser unabhängig vom Stromnetz zu erhalten, können Sie je nach Energiequelle und Vorliebe Optionen wie Solarboiler, Propan- oder Gas-Tankboiler oder Holzboiler in Betracht ziehen.

Wie betreibt man Sanitäranlagen außerhalb des Stromnetzes?

Nutzen Sie Brunnen, Quellen oder Regenwasser, speichern Sie es in Tanks, verwenden Sie mit erneuerbaren Energien betriebene Pumpen, verteilen Sie das Wasser durch Rohre zu den Armaturen und überlegen Sie, wie Sie es entsorgen können.