СПОСОБ ОЦЕНКИ ВЕЛИЧИНЫ СУТОЧНОЙ УТЕЧКИ ВОДЫ В ЖИЛОМ ЗДАНИИ Российский патент 2005 года по МПК F17D5/02 

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности снабжения жилых зданий холодной и горячей водой, и может быть использовано при определении эффективности работы службы эксплуатации зданий, а также определения состояния водоразборной и накопительной арматуры внутренней системы водоснабжения жилого здания.

Известно большое количество способов контроля наличия утечек трубопроводов, особенно магистральных. Интерес к подобным разработкам легко объясним, поскольку при наличии утечек трубопроводов, особенно магистральных, происходит вытекание большого количества транспортируемой по трубопроводу среды. Это, с одной стороны, приводит к значительным экономическим потерям, а, с другой стороны, к значительному загрязнению окружающей среды (в случае транспортирования нефти или природного газа), а также возникновению пожаров (в случае транспортирования природного газа).

В частности, известен способ контроля утечек трубопровода теплоносителя (SU, авторское свидетельство 452718, F 17 D 5/02, 1974), согласно которому проводят замеры и сопоставление температуры обратного потока теплоносителя по ответвлению и по магистрали при наличии циркуляции теплоносителя и при прекращении циркуляции, причем по замеренным значениям определяют как наличие утечки, так и ее величину.

Известный способ не может быть применен для обнаружения утечек в жилом доме, поскольку невозможно организовать обратный поток воды в магистралях подвода горячей и холодной воды в квартиры.

Известен также способ определения наличия утечек (RU, патент 2173813, F 17 D 5/02, 2001), согласно которому определяют изменение расхода текучей в трубопроводе среды по результату сопоставления расхода среды по подводящему трубопроводу и расходу в месте потребления.

Известный способ может быть рекомендован для использования в жилом секторе только при условии оснащения каждой точки потребления расходомером, что в настоящее время не представляется возможным.

Известен способ определения утечек трубопровода (RU, патент 2106570, F 17 D 5/02, 1998), согласно которому на всем протяжении трубопровода в опасных местах устанавливают течеуловители, соединяют их гибким шлангом, которым подводят к накопительной емкости, установленной в самой нижней точке контролируемого участка трубопровода.

Известный способ не может быть использован для контроля утечек в жилом фонде, поскольку разместить течеуловители по трубопроводам жилого здания практически невозможно.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения можно признать способ определения утечек жидкости, преимущественно из водоразборной и наполнительной аппаратуры у потребителя в жилом доме (SU, авторское свидетельство 868235, F 17 D 5/02, 1981). Согласно известному способу фиксируют наличие потока жидкости в трубопроводе, а также дополнительно определяют количество потребленной жидкости во времени, при этом путем математической обработки судят о наличии утечек. Известный способ предназначен для использования в жилом фонде.

Недостатком известного способа следует признать его недостоверность, обусловленную невозможностью учета многочисленных факторов, влияющих на неравномерность потребления воды пользователями в жилом здании.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в разработке достоверного способа определения величины утечек воды в жилом здании.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного изобретения, состоит в определении состояния внутреннего санитарно-технического оборудования жилых зданий.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ оценки величины удельной суточной утечки q_ут воды в жилом здании, согласно которому определяют величину среднего напора по жилому зданию, определяют величину требуемого напора по жилому зданию, вычисляют на основе статистических данных коэффициенты k и q_yт0 и с использованием указанных величин вычисляют суточную утечку воды в жилом здании по формуле:

где q_yт0 - величина удельной часовой утечки в здании при требуемом напоре;

k - коэффициент регрессии;

Н_ср - средний напор по зданию;

H_тр - требуемый напор по зданию.

Для определения коэффициента регрессии и величины удельной часовой утечки в здании при требуемом напоре желательно проводить все замеры в ночное время в момент минимального потребления электроэнергии в жилом здании.

Понятие "требуемый напор по зданию" (Н_тр) характеризует величину напора, позволяющую преодолеть все сопротивления при транспортировке воды по сети жилого здания, а также необходимую высоту подъема в жилом здании, и обеспечивающую заданный свободный напор у санитарно-технических устройств потребителей, установленных в жилом доме.

Понятие "средний напор" представляет собой усредненную величину напора за рассматриваемый период времени. Как правило, эта величина может быть получена путем деления суммы всех замеренных величин напора на число измерений или по справке водоснабжающей организации.

Удельное водопотребление q_уд - это величина расхода воды, приходящаяся на одного жителя. Ее определяют путем деления разности показаний водомера в конце и начале измеренного периода времени (сутки, час) на число жителей, обеспечиваемых водой, проходящей через данный пункт учета.

Коэффициент k определяют из уравнения регрессии, описывающего пары величин H_i и q_удi, измеренных в ночные часы (возможно использование часов минимального потребления электроэнергии, хотя их трудно определить в отношении начала и конца периода). Возможностью возможной неточности при обработке результатов измерений в ночные часы (с 1⁰⁰ до 4⁰⁰) можно пренебречь в связи с тем, что определяют не саму величину утечки, а ее оценку. Можно несколько сдвинуть период ночных часов (например, с 2⁰⁰ до 4⁰⁰ или с 1³⁰ до 4³⁰). Точность оценки величин q₀ и k повысится, если в ночное время рассматривать данные за 30-ти или даже за 15-ти минутный период времени.

Величина q₀ - это величина удельной утечки воды в здании, получаемая из уравнения регрессии при Н=Н_тр (требуемом напоре).

Особенность предлагаемого способа состоит в том, что определение утечек проводят в ночное время. Если по трубопроводу, особенно магистральному, в течение суток поток транспортируемой среды не изменяется, и при возникновении утечки появляются изменения параметров потока, то для жилого здания характерно постоянное изменение характеристик потока транспортируемой по трубопроводу внутри здания среды. По этой причине крайне сложно определить наличие утечек и ущерб, наносимый ими. На фоне постоянного изменения расхода воды в течение рабочего времени потери воды, обусловленные наличием утечек, практически не уловимы до тех пор, пока жители не сообщат о них в ремонтную структуру или не произойдет аварийной ситуации. В случае проверки наличия утечек воды в жилом здании получение достоверных результатов возможно только в ночное время, когда практически все жильцы дома не пользуются услугами водоснабжения, т.е. когда полезный расход воды сведен к минимуму. Для большей уверенности в минимизации полезного расхода воды можно учесть фактор расхода электроэнергии. Минимальный расход электроэнергии, обусловленный в основном работой таких круглосуточных электроприборов как холодильники, дополнительно подтверждает минимальный полезный расход воды в это время.

Расчетная формула выведена эмпирически на основе модельных ситуаций и методов математической статистики и проверена на ситуациях реальных жилых зданий с постепенно увеличивающимся количеством квартир и жильцов (т.е. с увеличивающимся количеством возможных точек непродуктивных потерь воды).

В дальнейшем изобретение будет иллюстрировано следующим примером реализации.

В ночное время с 1⁰⁰ до 4⁰⁰ в 72-квартирном доме, в котором проживают 254 жильца, для холодной воды с 30 минутными интервалами измеряли величины H_i и q_i, изменяя величину Н. H_тр определяется расчетным путем проектными организациями при проектировании жилого здания. Используя формулу (1), определили величину удельной суточной утечки. Коэффициент k определили из уравнения регрессии, описывающего пары величин H_i и q_i. (данные приведены в табл.1).

Таблица 1№ замераH_iq_iН_тр12.02.82.022.23.12.032.43.52.042.63.82.053.04.62.063.45.22.073.75.72.0

На основании измеренных данных определено, что при Н_тр=2.0, q_ут0=2.8, k=1.73, Н_ср=3.1.

С использованием вышеприведенной формулы оценили величину суточной утечки воды в доме. Она составила 98,8 л/сутки на одного человека, что составляет примерно 40% от суточного потребления воды одним человеком.

Следовательно, внутренние санитарно-технические устройства здания находятся в неудовлетворительном состоянии.

Следует отметить, что величины q_yт0 и k в совокупности очень хорошо характеризуют степень состояния внутренних санитарно-технических устройств здания на предмет возможных потерь воды и вполне пригодны для получения интегрального показателя.

Предложенный способ позволяет достаточно точно оценить состояние коммуникаций и санитарно-технических устройств жилого здания.

Изобретение относится к области коммунального хозяйства, в частности снабжения жилых зданий холодной и горячей водой. Техническим результатом изобретения является определение эффективности работы службы эксплуатации зданий, а также определение состояния водоразборной и накопительной арматуры внутренней системы водоснабжения жилого здания. В способе оценки величины суточной утечки воды в жилом здании с использованием параметров водного потока измеряют величины удельного расхода воды и среднего напора по жилому зданию в ночное время, используют рассчитанную проектной организацией величину требуемого напора по жилому зданию, вычисляют с использованием метода регрессионного анализа коэффициенты k и q_yт0 и с использованием указанных величин вычисляют суточную утечку воды в жилом здании по формуле:

где q_yт0 - величина удельной часовой утечки в здании при требуемом напоре; k - коэффициент регрессии; Н_ср - средний напор по зданию; H_тр - требуемый напор по зданию. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ оценки величины суточной утечки воды в жилом здании с использованием параметров водного потока, отличающийся тем, что измеряют величины удельного расхода воды и среднего напора по жилому зданию в ночное время, используют рассчитанную проектной организацией величину требуемого напора по жилому зданию, вычисляют с использованием метода регрессионного анализа коэффициенты k и q_yт0 и с использованием указанных величин вычисляют суточную утечку воды в жилом здании по формуле

где q_yт0 - величина удельной часовой утечки в здании при требуемом напоре;

k - коэффициент регрессии;

Н_ср - средний напор по зданию;

H_тр - требуемый напор по зданию.