Απώλεια νερού λόγω διαρροής
Ένα μπαρ λιγότερο, δηλαδή αντί για bar, μειώνει την απώλεια κατά m³ ετησίως. Αυτό αντιστοιχεί σε τοις εκατό.
10 psi λιγότερα, δηλαδή αντί για psi, μειώνουν την απώλεια κατά γαλόνια ετησίως. Αυτό αντιστοιχεί σε τοις εκατό.
Προαιρετικά. Η θερμοκρασία επηρεάζει το αποτέλεσμα μόνο κατά κλάσματα του ενός τοις εκατό.
Κρύο ή ζεστό νερό; Αυτή είναι η μόνη περίπτωση στην οποία η πληροφορία αυτή έχει πραγματικά σημασία. Σε περίπτωση διαρροής σε σωλήνα ζεστού νερού με θερμοκρασία 60 °C, το αποτέλεσμα αποκλίνει κατά 0,8 τοις εκατό, ενώ στα 80 °C η απόκλιση είναι περίπου 1,3 τοις εκατό. Για το κρύο πόσιμο νερό, αντίθετα, δεν αξίζει τον κόπο να εισαχθεί η τιμή: μεταξύ της χαμηλότερης τιμής του χειμώνα και της υψηλότερης του καλοκαιριού υπάρχει διαφορά μόλις 0,09 τοις εκατό, οπότε σε περίπτωση διαρροής 1 mm η διαφορά είναι 1.330,5 έναντι 1.331,6 λίτρων την ημέρα ή 0,4 m³ ετησίως.
Κρύο ή ζεστό νερό; Αυτή είναι η μόνη περίπτωση στην οποία η επιλογή αυτή έχει πραγματικά σημασία. Σε περίπτωση διαρροής σε σωλήνα ζεστού νερού με θερμοκρασία 140 °F, το αποτέλεσμα διαφέρει κατά 0,8 τοις εκατό, ενώ στα 176 °F η διαφορά είναι περίπου 1,3 τοις εκατό. Αντίθετα, για το κρύο πόσιμο νερό δεν αξίζει τον κόπο να εισαχθεί η τιμή: ακόμη και μεταξύ 40 και 80 °F η διαφορά είναι μόνο 0,17 τοις εκατό.
Ενδεικτικές τιμές για τη Γερμανία Η θερμοκρασία του πόσιμου νερού στο έδαφος κυμαίνεται συνήθως από 5 έως 8 °C το χειμώνα και από 14 έως 20 °C το καλοκαίρι. Πρόκειται για ενδεικτικές τιμές και όχι για σταθερές τιμές: η πραγματική θερμοκρασία εξαρτάται από το βάθος τοποθέτησης, τον τύπο του εδάφους, την περιοχή και την ποσότητα νερού που ρέει μέσα στον αγωγό. Οι οικιακές συνδέσεις που είναι τοποθετημένες σε μικρό βάθος και τα άκρα των σωληνώσεων με μικρή ροή πλησιάζουν περισσότερο τη θερμοκρασία του εδάφους σε σύγκριση με έναν κύριο αγωγό με καλή ροή. Εάν δεν γνωρίζετε την τιμή, χρησιμοποιήστε τον ετήσιο μέσο όρο των περίπου 12 °C.
Ενδεικτικές τιμές Η θερμοκρασία στο δίκτυο ακολουθεί τη θερμοκρασία του εδάφους και διαφέρει σημαντικά στις ΗΠΑ ανάλογα με την περιοχή. Εξαρτάται επίσης από το βάθος τοποθέτησης, τον τύπο του εδάφους και την ποσότητα του νερού που ρέει μέσα στον αγωγό. Οι οικιακές συνδέσεις που έχουν τοποθετηθεί σε μικρό βάθος και τα άκρα των αγωγών με χαμηλή ροή πλησιάζουν περισσότερο τη θερμοκρασία του εδάφους σε σύγκριση με έναν κεντρικό αγωγό με καλή ροή. Εάν δεν γνωρίζετε την τιμή, υπολογίστε περίπου 54 °F. Το αποτέλεσμα δεν θα διαφέρει σημαντικά.
Γιατί όμως; Η θερμοκρασία επηρεάζει μέσω της πυκνότητας. Το ζεστό νερό είναι ελαφρύτερο, επομένως έχει μικρότερη μάζα να επιταχυνθεί και εκρέει ελαφρώς γρηγορότερα υπό την ίδια πίεση. Η ιξώδης αντίσταση μεταβάλλεται μεν σημαντικά περισσότερο ανάλογα με τη θερμοκρασία, αλλά σε αυτή την περίπτωση δεν έχει καμία επίδραση: η ροή μέσω της οπής είναι σαφώς τυρβώδης με αριθμούς Reynolds άνω των 20.000, και σε αυτές τις συνθήκες ο συντελεστής εκροής είναι πρακτικά ανεξάρτητος από την ιξώδη αντίσταση.
Για καλύτερη κατανόηση Ένας συντελεστής εκροής 0,50 αντί για 0,62 μεταβάλλει το αποτέλεσμα κατά 19 τοις εκατό, ενώ μια πίεση 4 αντί για 5 bar κατά 11 τοις εκατό. Η θερμοκρασία είναι αμελητέα σε σχέση με αυτές τις παραμέτρους. Αν δεν επιλεγεί το αντίστοιχο πλαίσιο, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί πυκνότητα 998 kg/m³, η οποία αντιστοιχεί περίπου στους 20 °C.
Για καλύτερη κατανόηση Μια τιμή ροής 0,50 αντί για 0,62 μεταβάλλει το αποτέλεσμα κατά 19 τοις εκατό, ενώ μια πίεση 60 αντί για 70 psi το μεταβάλλει κατά 7 τοις εκατό. Η θερμοκρασία είναι αμελητέα σε σχέση με αυτές τις παραμέτρους. Αν δεν επιλεγεί το αντίστοιχο πλαίσιο, ο υπολογιστής χρησιμοποιεί την τιμή 62,3 lb/ft³, η οποία αντιστοιχεί περίπου στους 68 °F.
- ανά ημέρα
- 1.332 λίτραγαλόνια 1,33 m³kgal 5,99 €
- ανά εβδομάδα
- 9.322 λίτραγαλόνια 9,32 m³kgal 41,95 €
- ανά μήνα
- 40.508 λίτραγαλόνια 40,51 m³kgal 182,29 €
- ανά έτος
- 486.097 λίτραγαλόνια 486,10 m³kgal 2.187,44 €
Ετήσιο κόστος
- Βραβείο για το πόσιμο νερό
- 729,15 €
- Τιμή ενέργειας για τα λύματα
- 1.458,29 €
- Επιπλέον κόστος λόγω της διαρροής
- 2.187,44 €
- Η βασική τιμή παραμένει αμετάβλητη
- 0,00 €
Η βασική τιμή δεν εξαρτάται από την ποσότητα και δεν αυξάνεται λόγω της διαρροής. Αναφέρεται εδώ μόνο για να καταστεί σαφές το συνολικό ποσό.
Αυτή είναι η εξοικονόμηση που θα έχετε όταν επιδιορθωθεί η διαρροή
Το νερό που χάνεται πρέπει, παρ’ όλα αυτά, να αντληθεί, να επεξεργαστεί και να διοχετευθεί μέσω του δικτύου. Μόνο που δεν φτάνει ποτέ σε κανέναν καταναλωτή. Η ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνεται γι’ αυτό πηγαίνει χαμένη. Μόλις σφραγιστεί η διαρροή, και τα δύο αυτά καταργούνται.
- Δεν θα καταναλώνεται πλέον τόση ηλεκτρική ενέργεια ετησίως
- 243 kWh
- Δεν παράγεται πλέον τόσο πολύ CO₂ ετησίως
- 84 kgλίβρες
Ο υπολογισμός γίνεται ως εξής: 0,5 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ανά κυβικό μέτρο νερού και 344 γραμμάρια CO₂ ανά κιλοβατώρα. Η πρώτη τιμή είναι ο μέσος όρος της γερμανικής ύδρευσης. Ανάλογα με την περιοχή και τον τρόπο επεξεργασίας, κυμαίνεται περίπου μεταξύ 0,2 και 0,8, γι’ αυτό μπορεί να προσαρμοστεί προς τα πάνω. Η δεύτερη τιμή είναι το γερμανικό ενεργειακό μείγμα για το 2025, σύμφωνα με στοιχεία της Ομοσπονδιακής Υπηρεσίας Περιβάλλοντος.
Ο υπολογισμός γίνεται ως εξής: 2,3 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ανά 1.000 γαλόνια νερού και 767 λίβρες CO₂ ανά μεγαβατώρα. Η πρώτη τιμή είναι ο μέσος όρος μιας έρευνας που διεξήγαγαν οι οργανισμοί ACEEE και NAWC μεταξύ αμερικανικών εταιρειών ύδρευσης. Παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ανάλογα με την περιοχή και τη μέθοδο επεξεργασίας, γι' αυτό μπορεί να προσαρμοστεί παραπάνω. Η δεύτερη τιμή είναι ο μέσος όρος του ενεργειακού μίγματος των ΗΠΑ σύμφωνα με το eGRID 2023 της EPA. Σε περιφερειακό επίπεδο κυμαίνεται από περίπου 240 έως πάνω από 1.400 λίβρες.
Γιατί δεν αναγράφεται εδώ κάποιο χρηματικό ποσό. Το κόστος αυτής της ηλεκτρικής ενέργειας περιλαμβάνεται ήδη στην τιμή κατανάλωσης που αναφέρεται παραπάνω. Αν το αναγράφαμε και εδώ, το ποσό θα υπολογιζόταν διπλά. Γι’ αυτό αναγράφονται εδώ μόνο οι ποσότητες.
- Ποσότητα νερού που χάνεται μέχρι τότε
- Εφάπαξ έξοδα εντοπισμού διαρροών
Η διαφορά έχει καλυφθεί ήδη σε λιγότερο από μία ημέρα.
Μετά από ημέρες, το νερό που εξοικονομήθηκε κάλυψε το κόστος του συστήματος εντοπισμού.
Μετά από μήνες, το νερό που εξοικονομήθηκε κάλυψε το κόστος της συσκευής εντοπισμού.
Σε αυτή τη διαρροή, θα χρειαστούν πάνω από δύο χρόνια για να ανακτηθεί η ικανότητα εντοπισμού.
Εισάγετε μια τιμή ηλεκτρικής ενέργειας στο πάνω πεδίο και θα υπολογιστεί η αξία του νερού που χάθηκε.
Εισάγετε παραπάνω το κόστος εντοπισμού διαρροής και η καμπύλη θα δείξει από πότε αρχίζει να αποδίδει.
Ας υποθέσουμε ότι ο εντοπισμός εντοπίζει αυτή τη διαρροή και στη συνέχεια αυτή σφραγίζεται.
Ο σύνδεσμος περιέχει τα στοιχεία που έχετε εισάγει. Δεν αποθηκεύεται τίποτα στον διακομιστή.
Ο σύνδεσμος αντιγράφηκε.
Παρακαλώ επισημάνετε και αντιγράψτε τον σύνδεσμο με το χέρι.
Όλα τα μεγέθη οπών για αναφορά
Αυτή η επισκόπηση εμφανίζεται ανεξάρτητα από την επιλογή που έχετε κάνει παραπάνω και παρουσιάζει όλα τα μεγέθη το ένα δίπλα στο άλλο. Το επιλεγμένο μέγεθος εμφανίζεται επισημασμένο. Ο υπολογισμός έχει γίνει με βάση πίεση σωληνώσεων 5 bar και ρυθμό ροής 0,62.
- 1 mm486 m³
- 2 mm1.944 m³
- 3 mm4.375 m³
- 4 mm7.778 m³
- 5 mm12.152 m³
- 7,5 mm27.343 m³
- 10 mm48.610 m³
- 25 mm303.811 m³
Η ποσότητα της απώλειας αυξάνεται με το τετράγωνο της διαμέτρου: μια τρύπα διπλάσιου μεγέθους χάνει τετραπλάσια ποσότητα.
| Διαρροή | Ημέρα (λίτρα) | Εβδομάδα (λίτρα) | Μήνας (m³) | Έτος (m³) | Επιπλέον κόστος/έτος |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 mm | 1.332 | 9.322 | 40,5 | 486,1 | 2.187 € |
| 2 mm | 5.327 | 37.290 | 162,0 | 1.944,4 | 8.750 € |
| 3 mm | 11.986 | 83.902 | 364,6 | 4.374,9 | 19.687 € |
| 4 mm | 21.308 | 149.159 | 648,1 | 7.777,6 | 34.999 € |
| 5 mm | 33.294 | 233.060 | 1.012,7 | 12.152,4 | 54.686 € |
| 7,5 mm | 74.912 | 524.385 | 2.278,6 | 27.343,0 | 123.043 € |
| 10 mm | 133.177 | 932.241 | 4.050,8 | 48.609,7 | 218.744 € |
| 25 mm | 832.358 | 5.826.505 | 25.317,6 | 303.810,6 | 1.367.148 € |
Αυτή η επισκόπηση εμφανίζεται ανεξάρτητα από την επιλογή σας παραπάνω και παραθέτει όλα τα μεγέθη το ένα δίπλα στο άλλο. Το επιλεγμένο μέγεθος εμφανίζεται επισημασμένο. Ο υπολογισμός βασίζεται σε πίεση αγωγού 60 psi και ρυθμό ροής 0,62.
- 1/32″74 kgal
- 1/16″294 kgal
- 1/8″1.177 kgal
- 3/16″2.649 kgal
- 1/4″4.710 kgal
Η ποσότητα της απώλειας αυξάνεται με το τετράγωνο της διαμέτρου: μια τρύπα διπλάσιου μεγέθους χάνει τετραπλάσια ποσότητα.
| Διαρροή | Ημέρα (γαλόνια) | Εβδομάδα (γαλόνια) | Μήνας (kgal) | Έτος (kgal) | Επιπλέον κόστος/έτος |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/32″ | 202 | 1.411 | 6,1 | 73,6 | 0 $ |
| 1/16″ | 806 | 5.645 | 24,5 | 294,4 | 0 $ |
| 1/8″ | 3.226 | 22.581 | 98,1 | 1.177,5 | 0 $ |
| 3/16″ | 7.258 | 50.808 | 220,8 | 2.649,3 | 0 $ |
| 1/4″ | 12.904 | 90.326 | 392,5 | 4.709,9 | 0 $ |
Υπολογίζονται σύμφωνα με τον τύπο ροής Q = Cd · A · √(2·Δp/ρ) για συνεχή διαρροή. Οι πραγματικές απώλειες εξαρτώνται από το σχήμα της οπής, την τριβή του σωλήνα, τις διακυμάνσεις της πίεσης και την αντίθλιψη στο έδαφος και συνήθως είναι χαμηλότερες. Οι τιμές αυτές δεν αντικαθιστούν ούτε τον εντοπισμό διαρροών ούτε τον υπολογισμό του ισοζυγίου νερού σύμφωνα με το πρότυπο DVGW W 392.
Υπολογίζονται σύμφωνα με τον τύπο ροής Q = Cd · A · √(2·Δp/ρ) για συνεχή εκροή. Οι πραγματικές απώλειες εξαρτώνται από το σχήμα της οπής, την τριβή του σωλήνα, τις διακυμάνσεις της πίεσης και την αντίθλιψη στο έδαφος και συνήθως είναι χαμηλότερες. Οι τιμές αυτές δεν αντικαθιστούν ούτε τον εντοπισμό διαρροών ούτε τον υπολογισμό του ισοζυγίου νερού σύμφωνα με το πρότυπο AWWA M36.
Τι είναι ο δείκτης εκροής και γιατί είναι 0,62;
Ο συντελεστής εκροής, γνωστός και ως συντελεστής απόδοσης εκροής, είναι ένας συντελεστής διόρθωσης. Υποδεικνύει ποιο ποσοστό της θεωρητικά δυνατής εκροής πραγματοποιείται στην πράξη. Ο λόγος είναι γεωμετρικός: το νερό ρέει προς την οπή από όλες τις πλευρές και δεν μπορεί να αλλάξει απότομα κατεύθυνση στην άκρη της οπής. Ξεχειλίζει, και η ροή συστέλλεται πίσω από την οπή.
- Νερό υπό πίεση
- Τρύπα με εμβαδόν A
- Στενότερη διατομή: πλάτος περίπου 0,79 φορές τη διάμετρο της οπής, επιφάνεια περίπου 0,62 φορές την επιφάνεια της οπής
Το στενότερο σημείο ονομάζεται Vena contracta, δηλαδή η στενωμένη φλέβα. Εκεί η δέσμη επιταχύνεται πλήρως και εκεί είναι στενότερη από την ίδια την οπή. Ο αριθμός εκροής αποτελείται από δύο παράγοντες.
Συντελεστής συστολής: Η αναλογία της επιφάνειας της Vena contracta προς την επιφάνεια της οπής. Για μια οπή με αιχμηρές άκρες σε λεπτό τοίχωμα, η κλασική θεωρία δυναμικού κατά τον Kirchhoff δίνει την τιμή π/(π+2) = 0,611. Μετρήσεις σε στρογγυλές οπές δίνουν τιμές από 0,61 έως 0,64.
Συντελεστής ταχύτητας: Η απώλεια λόγω τριβής. Το νερό δεν φτάνει ακριβώς στη θεωρητική ταχύτητα σύμφωνα με τον Τορικέλι. Οι μετρήσεις κυμαίνονται από 0,97 έως 0,99.
Το γινόμενο των δύο αυτών παραγόντων δίνει τον συντελεστή εκροής: 0,63 × 0,98 ≈ 0,62. Η τιμή αυτή, λοιπόν, δεν έχει εξαχθεί μαθηματικά, αλλά έχει μετρηθεί συστηματικά από τον 19ο αιώνα και μετά, μεταξύ άλλων, από τους Weisbach και Hagen. Στη γερμανική βασική βιβλιογραφία, όπως για παράδειγμα στο έργο του Bollrich «Technische Hydromechanik», για την οπή με αιχμηρές άκρες αναφέρεται τιμή από 0,60 έως 0,62.
| Σχήμα του ανοίγματος | Δείκτης εκροής | Λίτρα ανά ώραΓαλόνια ανά ώρα |
|---|---|---|
| Τραχιά τρύπα από διάβρωση, ρωγμή | 0,55 | 49 |
| Οπή με αιχμηρές άκρες | 0,62 | 55 |
| Σύντομο κυλινδρικό τμήμα σωλήνα | 0,82 | 73 |
| Στρογγυλεμένο ακροφύσιο | 0,97 | 87 |
| Υπολογισμός χωρίς τον αριθμό εκροής | 1,00 | 90 |
Γιατί ορισμένοι πίνακες αναφέρουν υψηλότερες τιμές: Αν ο υπολογισμός γίνει χωρίς συντελεστή ροής, δηλαδή με την ιδανική ροή σύμφωνα με τον Torricelli, μια οπή 1 mm αποδίδει 89 λίτρα ανά ώρα στα 5 bar και 98 στα 6 bar. Τέτοιες τιμές κυκλοφορούν συχνά, αλλά αποτελούν ένα ανώτατο όριο που στην πράξη κανείς δεν φτάνει. Δεν μπορεί να διαρρεύσει ποσότητα μεγαλύτερη από την επιφάνεια της οπής, επομένως ένας συντελεστής ροής μεγαλύτερος από 1 είναι φυσικά αδύνατος.
Γιατί ορισμένοι πίνακες αναφέρουν υψηλότερες τιμές: Αν ο υπολογισμός γίνει χωρίς συντελεστή ροής, δηλαδή με την ιδανική ροή σύμφωνα με τον Torricelli, μια οπή 1/32 ίντσας αποδίδει 13,5 γαλόνια ανά ώρα στα 60 psi και 14,6 στα 70 psi. Τέτοιες τιμές κυκλοφορούν συχνά, αλλά αποτελούν ένα ανώτατο όριο που στην πράξη κανείς δεν φτάνει. Δεν μπορεί να διαρρεύσει περισσότερη ποσότητα από την επιφάνεια της οπής, επομένως ένας αριθμός ροής μεγαλύτερος από 1 είναι φυσικά αδύνατος.
Όρια της μεθόδου: Σε πραγματικές διαρροές σε δίκτυα ύδρευσης, η σχέση ρίζας με την πίεση δεν ισχύει πάντα με ακρίβεια. Στους πλαστικούς σωλήνες, μια ρωγμή διευρύνεται υπό πίεση, οπότε η επιφάνεια ανοίγματος εξαρτάται και αυτή από την πίεση. Στον επιστημονικό χώρο, αυτό αντιμετωπίζεται στο πλαίσιο της μεθόδου FAVAD με έναν εκθέτη διαρροής, ο οποίος μπορεί να αυξηθεί από 0,5 έως και 1,5. Για στρογγυλές τρύπες σε μεταλλικούς σωλήνες, όπως υποθέτει ο παρών υπολογιστής, η τιμή 0,5 παραμένει σωστή.