Let's start drilling #5 - Over engineering

Door larsg op zondag 17 juli 2016 16:00 - Reacties (6)
Categorie: Let's start drilling!, Views: 3.114

Het is tijd om het concept over engineering kracht bij te zetten. }>

De term kan eigenlijk verschillende betekenissen hebben. Veel ingenieurs van tegenwoordig sluiten zich af van over engineering en volgen de stroming "value engineering". Pas "Whats in the name?" toe en je komt op de betekenis achter de 2 stromingen in de ingenieurswereld. Je had waarschijnlijk al door dat ik voorstander ben over engineering. Dit is eigenlijk wel hoe ingenieurs origineel dachten, het geeft robuustheid en aanpasbaarheid aan een ontwerp. Kijk naar de piramides of de Eiffeltoren, deze zijn allen gebouwd met sterkte op overschot en dat zorgt er rechtstreeks voor dat ze tot op de dag van vandaag nog centraal staan in verschillende skylines. Ik wil value engineering ook niet degraderen tot een vergelijking met een Chinese balpen die na 5 keer gebruik de geest geeft maar het beperkt je mogelijkheden voor een goedkopere prijs.

De reden dat ik mij achter een wat robuuster onderwerp schaar is omdat mijn ervaring met boorputten beperkt is tot wat google mij wou vertellen en dat is minder dan je zou denken. Daarom zal een dikkere leiding of krachtigere pomp wat duurder zijn maar dat zal mij achteraf geen bottlenecks opleveren. Ik zie het dus als een verzekeringspolis. Dit principe heb ik in het verleden voor het eerst toegepast toen ik pc's begon te bouwen, een wat breed uitgemeten voeding geeft je later allerhande uitbreidingsmogelijkheden. same goes here ...


Waar staat het project?
Het is lang stil geweest in de blog I know!
Dat komt omdat ik het zeer druk heb gehad met werk en studies en door druk bezig te zijn met de dit project bleef er voor schrijven weinig over.
Het project is ondertussen bijna afgerond, de komende dagen heb ik meer tijd om meer delen aan deze blog toe te voegen. Er is nog genoeg materiaal om nog over te schrijven want het bleek een ware rollercoaster ride te zijn!


Hydrostatica 101
Ik heb lang getwijfeld hoe ik dit deel van de blog zou aanpakken, om het niet te saai te maken hou ik het even bij het essentiŽle voor de rest van deze blog. Waterleidingen staan onder druk, anders zou er geen water op onnatuurlijke manier stromen. Zo kan je die druk zien als de "energie" die het water bezit. Zo zal meer druk zorgen voor een snellere stroming en grotere hoogtes. Zo heb je 1 bar nodig voor elke 10 verticale meters. Drukverlies krijg je ook bij grote volumes door dunne buizen, vergelijk het met kabelverliezen in de elektrowereld. Maar voor meer informatie kijk je best naar wikipedia en google :)


Ontwerpparameters
Als we het even van een engineering standpunt bekijken staat er normaal 3 bar op een waterleiding. In mijn situatie was dat iets meer, ik meette 3,5 afkomstig van de watermaatschappij. Ik moest er dus voor zorgen dat in mijn berekeningen er minstens evenveel druk toe zou komen bij mijn aansluitpunt bij een degelijk volume.

Het bepalen van dat volume is zeer belangrijk om drukval-berekeningen te maken en daarbij een leidingdiameter te kunnen kiezen. Voor mij was het bepalen van een correct volume en op basis daarvan een correcte druk zeer belangrijk en vrij moeilijk want informatie op het internet was zeer schaars. Wat je wel kan vinden betreffende volumes is dat een typische wateraansluiting 1,5 tot 3,6 m≥/u kan leveren afhankelijk van of je in stedelijk of landelijk gebied komt. Bovendien levert een typische tapkraan, douche, ... zo'n 20 liter per minuut. Met een grote wateraansluiting kan je zo 3 kranen tegelijk bedienen. In theorie als je er dan een 4de opent valt de druk over je leidingen en deel je het volume over alle kranen.

Mijn keuze was gelimiteerd door wat de pompen bij mijn gekozen webshop konden leveren. Die kwamen in 3 volumes: 4,2; 6 en 12 m≥ per uur. De minste had voldoende geweest maar bij wijze van over engineering koos ik voor 6m≥, mede omwille van het kleine prijsverschil en de zekerheid dat mijn installatie zou voldoen. Zo'n hoog volume liet mij ook de mogelijkheid om in de toekomst te bron te kunnen delen met buren. Deze pompen kwamen voor elk volume in een bepaalde druk. Mijn keuze viel op een pomp met een druk van 7,8 bar.

Zo'n pomp is best iets speciaal, het heeft de hoogte van een meter, de breedte van 95 mm en een massa van 20 kilo.
https://tweakers.net/ext/f/JnLlYfETl8Xj1wt7FGy4T1vx/full.jpg

Zo'n druk lijkt veel maar wetende dat ik de pomp om 20 meter diepte wou hangen en daarmee al 2 bar zou verliezen bleef er maar 5,8 over om leidingsverliezen te compenseren. Los van de hoogteverliezen zou die 20 meter slang op zijn beurt ook al met zijn diameter druk berken, daarom koos ik voor een flexibele slang van 50mm met een enorm klein verlies. Mijn pomp zou bovendien een vrij grote afstand verwijderd zijn van mijn aansluitpunt. Met behulp van enkele online calculators besloot ik een 26mm kunststof buis te plaatsen met een lengte van 25 meter en een laatste stukje van 10m in 20mm. Dit zou bij een berekend volume van 1 liter/seconde zorgen voor een beperkt drukverlies van minder als 1 bar.


Dingen om rekening mee te houden
Naast het hele hydrostatica verhaal ben je nog lang niet klaar. Denk maar aan pompsturingen, drukcontroles en reservoirs.

Allereerst zal ik beginnen bij de pomp, die laat je best niet constant draaien, niet goed voor je pomp en de energiefactuur. Daarom komt daar een controlesysteem dat de pomp ingeschakeld als een bepaalde druk is bereikt. Je hebt liever ook niet dat voor elke kleine hand-was beurt de pomp aan gaat. Dat is verkwistend qua energie en slecht voor de levensduur van de pomp. De oplossing voor dit euvel is het plaatsen van een druktank. Bij mij viel de keuze op een exemplaar van 60 liter, zo'n ding werkt met een luchtmembraan dat uitzet naarmate de druk verlaagt en het water door de leidingen duwt. Die 60 liter is genoeg om een keer naar het toilet te gaan tijdens een blackout!

Om toch al wat fotomateriaal te delen, zie je hieronder mijn drukreservoir samen met een stel kranen en koppelingen die nog aangesloten moeten worden en later de koppeling tussen mijn verbruikers, de pomp en het net zullen vormen. Uiteraard zitten overal terugloopbeveiligingen op zodat mijn bronwater niet in het net zal vloeien. Ook zit er een drukverlager tussen, ingesteld op 3,5 bar, zo zullen mijn leidingen niet ontploffen :+
https://tweakers.net/ext/f/WtWTKak1wutBiGmlruTE5Iiz/full.jpg


In mijn volgende blogpost beginnen we te boren, om een sneak peak te geven, hier komt 'ie!
https://tweakers.net/ext/f/4R5WFR1gmoAI5YvOk6wGs9n5/full.jpg

Volgende: Let's start drilling #6 - D(ril) - Day 08-'16 Let's start drilling #6 - D(ril) - Day
Volgende: Let's start drilling #4 - Plot twist! 06-'16 Let's start drilling #4 - Plot twist!

Reacties


Door Tweakers user jjust, maandag 18 juli 2016 07:10

Wat een gaaf project. Kijk uit naar de volgende post.

Door Tweakers user proostyves, maandag 18 juli 2016 09:15

Oppassen met koppeling tussen het drinkwaternet en het opgepompte water.
Ik heb in je profiel gezien dat je in BelgiŽ woont en hier is dit niet toegestaan. Je krijgt dit nooit gekeurd en als je dit toch doet en er is ooit een verontreiniging van het drinkwaternet, dan kunnen de kosten voor het reinigen op u verhaalt worden als ze achter deze constructie komen meen ik.
Er moet steeds een fysieke scheiding zijn tussen de 2 netten (terugslagklep is niet voldoende).

Door Tweakers user ybos, maandag 18 juli 2016 10:34

cool project. Gewoon water laten testen hoe de kwaliteit is. Vaak is kwaliteit prima om te kunnen drinken. Dan gewoon de hoofdafsluiter van de waterleiding dicht, heb je meteen bovengenoemd probleem getackeld :)

Door Tweakers user larsg, maandag 18 juli 2016 15:46

proostyves schreef op maandag 18 juli 2016 @ 09:15:
Oppassen met koppeling tussen het drinkwaternet en het opgepompte water.
Ik heb in je profiel gezien dat je in BelgiŽ woont en hier is dit niet toegestaan. Je krijgt dit nooit gekeurd en als je dit toch doet en er is ooit een verontreiniging van het drinkwaternet, dan kunnen de kosten voor het reinigen op u verhaalt worden als ze achter deze constructie komen meen ik.
Er moet steeds een fysieke scheiding zijn tussen de 2 netten (terugslagklep is niet voldoende).
Je hebt volledig gelijk. En de netten zijn ook gescheiden. Er is voor noodsituaties een flexibel die normaal niet is aangesloten. Als mijn pomp faalt kan ik deze alsnog aansluiten en mijn huis voedden.

@ybos
We gaan het zeker laten controleren! maar eerst moeten we de bron flushen om er allerhande rommel uit de put te krijgen.

Door Tweakers user StefSybo, dinsdag 19 juli 2016 12:17

...wetende dat ik de pomp om 20 meter diepte wou hangen en daarmee al 2 bar zou verliezen...
Dat is niet waar, de drukval door hoogteverschil in de bron is alleen afhankelijk van de grondwaterstand. Als je grondwater dus 3 meter onder maaiveld staat verlies je maar 0,3 bar, ook als de pomp op 20 meter diepte hangt. Wel zakt de grondwaterstand in de bron als je water oppompt, maar dit mag hooguit een meter of 2 zijn, zeker bij zo'n klein debiet als 6 m3/uur.

Verder zou ik de leidingen naar je aansluitpunt zo dik mogelijk (liefst 50mm) maken, dit kan nooit kwaad als je later meer water nodig hebt. Drukval in de leiding gebruiken om je druk te regelen is zeer onbetrouwbaar (want afhankelijk van het debiet) en op het einde zit toch een drukregelaar.

Door Tweakers user larsg, donderdag 21 juli 2016 14:18

StefSybo schreef op dinsdag 19 juli 2016 @ 12:17:
[...]


Dat is niet waar, de drukval door hoogteverschil in de bron is alleen afhankelijk van de grondwaterstand. Als je grondwater dus 3 meter onder maaiveld staat verlies je maar 0,3 bar, ook als de pomp op 20 meter diepte hangt. Wel zakt de grondwaterstand in de bron als je water oppompt, maar dit mag hooguit een meter of 2 zijn, zeker bij zo'n klein debiet als 6 m3/uur.

Verder zou ik de leidingen naar je aansluitpunt zo dik mogelijk (liefst 50mm) maken, dit kan nooit kwaad als je later meer water nodig hebt. Drukval in de leiding gebruiken om je druk te regelen is zeer onbetrouwbaar (want afhankelijk van het debiet) en op het einde zit toch een drukregelaar.
Je hebt volledig gelijk! In mijn situatie is de waterstand ongeveer 4-5 meter onder het maaiveld maar ik had het getal afgerond voor het gemak. Je moet namelijk rekenen dat je pomp zelf al een meter lang is en mijn putdeksel zit zelf onder het maaiveld waardoor het elkaar een beetje opheft.

Ik gebruik zeker geen leidingen om een drukval te krijgen, zeer onbetrouwbaar bij verschillende volumes! Ik gebruik een drukverlager voor mijn bestaande leidingen zodat deze niet stuk springen :)

Reageren is niet meer mogelijk