Gibt es ein gefrierwasserbeständiges Metallrohr?

Ein in den USA übliches (und von einigen Bauvorschriften vorgeschriebenes) Gerät ist ein langer Wasserauslass, so dass das Abstellen des Wassers ein Austrocknen des den Elementen ausgesetzten Teils ermöglicht. Diese heißen „Frostfrei“ oder „Frostsicher“ etc.:

Sie sind in verschiedenen Längen erhältlich, und das eigentliche Ventil befindet sich ganz rechts auf diesem Bild, wo das Kupfer auf das Messing trifft. Dadurch wird das gesamte Ventil entleert, sodass kein Wasser den Außentemperaturen ausgesetzt ist. Die eigentlichen Wasserleitungen befinden sich gut innerhalb der Hauswand und sind im Allgemeinen keinen Gefriertemperaturen ausgesetzt.

Hier ist ein weiteres Diagramm zur Erläuterung dieser Antwort :

Gefrierendes Wasser kann Drücke erzeugen, die Wissenschaftler erst kürzlich experimentell verifizieren konnten. Weitere praktische Beispiele:

Wie viel Kraft kann das Eis also genau ausüben? Nun, die Leute haben lange versucht, das herauszufinden. In den Jahren 1784 und 1785 nutzte ein gewisser Major Edward Williams das Wetter in Quebec aus und versuchte wiederholt, eine Methode zur Eindämmung des Eises zu finden, scheiterte aber. Williams versuchte zunächst, Wasser in Artilleriegeschossen abzudichten, deren gusseiserne Stopfen aus 475 Fuß mit erstaunlichen 20 Fuß pro Sekunde geschleudert wurden, wenn der Druck zu groß wurde. Unbeirrt begann Williams dann damit, die Stecker mit Haken zu verankern, nur damit sich die Schalen in zwei Teile teilten.

In einem anderen Experiment wurde versucht, Kanonen aus 2,5 cm dickem Gusseisen mit Wasser zu füllen, nur damit auch sie beim Gefrieren platzten. Akademiker in Florenz versuchten später, eine Kugel aus 2,5 cm dickem Messing mit Wasser zu füllen, nur damit auch diese im gefrorenen Zustand platzte. Später stellten sie fest, dass die dafür erforderliche Kraft etwa 27.720 Pfund betrug.

Für eine genauere Antwort müssen Sie noch einmal zum Wasserphasendiagramm zurückgehen, das zeigt, dass sich Eis in Eis II verwandelt, wenn der Druck 300 Megapascal erreicht, was genau 43.511,31 Pfund Kraft pro Quadratzoll entspricht. Mit anderen Worten, das ist die Menge an Druck, die ein Behälter benötigen würde, um zu überleben, um zu verhindern, dass sich Wasser in normales Eis verwandelt, anstatt es in Eis II zu verwandeln.

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Die Antwort auf ein frostbeständiges Sanitärsystem ist eigentlich das Gegenteil: Machen Sie die Rohre dünn und dehnbar genug, dass sie sich mit dem Rohr ausdehnen. Neues, gut hergestelltes Kupfer kann oft ein paar Mal gefrieren, bevor es sich spaltet.

Das Problem dabei ist, dass das Kupfer jedes Mal spröder wird, wenn es sich ausdehnt. Metallarbeiter wissen, dass beim Dehnen, Komprimieren oder anderweitigen Bearbeiten von Kupfer und den meisten anderen Metallen innere Spannungen entstehen, die dazu führen, dass sie spröder werden. Der Prozess des Glühens kann diese Spannungen reduzieren oder eliminieren und die Duktilität des Metalls wiederherstellen.

So kann ein Kupferrohr oft einige Frost-Tau-Zyklen überstehen. Die Verbindungen sind jedoch viel weniger nachsichtig, und viele gefrorene Rohrbrüche treten an oder in der Nähe von Verbindungen auf, an denen sich Spannungen nicht so leicht verteilen können.

Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet daher, dass es keine praktische Rohrgröße gibt, die gefrorenem Wasser standhält.

Es gibt jedoch eine Vielzahl von Methoden, um damit umzugehen, die gebräuchlichste ist der frostsichere Wasserhahn oder Hydrant.

Das erste Problem ist, dass nichts tatsächlich frostsicher ist, sondern nur bis zu einem bestimmten Punkt frostbeständig (Sie hatten Recht, Ihre Frage so zu formulieren). Heizgeräte sind so gut wie möglich, bis sie natürlich aus irgendeinem Grund versagen, und natürlich haben sie ihre eigenen anderen Nachteile.

Angenommen, Sie möchten oder benötigen, dass sich das Lätzchen näher am Garten befindet, benötigen Sie möglicherweise einen Gartenhydranten. Diese leiten das Wasser im Rohr bis unter die Gefrierlinie im Boden ab. Sie müssen ein Rohr bis unterhalb der Frostgrenze verlegen, die je nach Tiefe von mehreren Faktoren wie Temperatur und Bodenart abhängt. Sprechen Sie mit örtlichen Bauunternehmern oder Stadtbeamten, um herauszufinden, wie hoch die Frostgrenze in Ihrer Gegend ist.

(Die tatsächlichen Hydranten haben viel längere Standrohre.)

Diese Hydranten sind großartig, aber sie sind teuer und beginnen bei etwa 120 USD und mehr. Die meisten Installationsanweisungen vergessen, Ihnen zu sagen, dass Sie eine Art Stein oder Block unter den Winkelanschluss am Ende des Rohrs legen sollten, um ihn besser zu stützen. Sie sollten auch etwas Drain Rock darunter und um ihn herum legen, und ich empfehle etwas Landschaftsgewebe, das den Drain Rock umgibt.

Weitere Informationen darüber, was und wo die 'Frostlinie' ist: nsidc.org

Ich wünschte, ich könnte mehr Links posten, aber mein Ruf ist nicht hoch genug. ... hier eine kleine Hilfe ;)

Die frostsicheren Lätzchen oben funktionieren an der Wand eines Hauses. Wenn Sie möchten, dass der Wasserhahn weiter vom Haus entfernt ist, funktioniert dieser Hydrantenstil hervorragend. Die Versorgungsleitung ist unter dem Gefrierpunkt vergraben und die Basis der Einheit ist in Felsen eingebettet, wenn Sie sie ausschalten, fließt das Wasser in den Felsen. Wir haben 3 davon für unsere Pferde und sie haben noch nie gefroren. Ich plane, unsere anderen 3 Standard-Lätzchen diesen Sommer zu ersetzen, da sie immer einfrieren und das Ventil kaputt machen.

Ironischerweise ist die widerstandsfähigste Wasserpfeife aus Metall das Original - Blei! Es ist dehnbar genug, dass sich das Rohr nach außen dehnt, ohne zu brechen, wenn sich der Rohrinhalt während des Gefrierens ausdehnt. Natürlich gibt es eine Grenze dafür, wie viel es schaffen kann, bevor das Metall ermüdet, die Wände dünner werden und die Dinge anfangen zu lecken, aber es ist wahrscheinlich die widerstandsfähigste Option.

Der Nachteil von Blei ist jedoch ziemlich offensichtlich – Vergiftung! Daher würde ich nicht raten, es zu verwenden. :) Dennoch, wenn Sie nach Klempnern fragen, sollten Sie daran denken, dass das Wort "Klempner" von "plumbum" kommt, dem lateinischen Wort für Blei, und dies ist nur einer der Gründe, warum es verwendet wurde.

Keine Rohrleitung und kein Material ist "frostsicher", wenn es mit Wasser gefüllt ist, und sollte in Ihrer Anwendung nicht getestet werden. Aber ich stimme JPhi1618 zu, besorgen Sie sich einen frostsicheren Sillcock, um Ihr Projekt zu verwirklichen.

Hier sind ein paar Tipps, um sie optimal zu nutzen:

1. Winkeln Sie das Griffende vom Innenanschluss leicht nach unten, damit es nach jedem Gebrauch immer vollständig abläuft.

2. Verstemmen Sie die Rückseite der Montageplatte, nachdem das Loch der Außenwand ebenfalls verstemmt oder mit Schaum gefüllt wurde, damit keine Luft in das Haus eindringt, keine Möglichkeit besteht, zum Innenventil zu gelangen und die Innenwärme den Großteil des Ventils über dem Gefrierpunkt halten kann.

3. Schrauben Sie die Kappe des Vakuumbrechers teilweise ab, um alles, was mit dem Sillcock verbunden ist, bei Frostwetter zu entfernen. Dies schützt den Sillcock und alles, was angeschlossen ist , nur, wenn dieser Gegenstand vollständig durch die Schwerkraft entleert wird. Idealerweise sollte unter diesen Bedingungen nichts angeschlossen werden und sie werden beschädigt oder zerstört, wenn sie nicht separat und vollständig entleert werden.

Bei frostbeständigen Schwellern kann das Ventil je nach Innen-/Außentemperatur und Tiefe des Ventils dennoch einfrieren. Die traditionelle Methode, dies zu tun, besteht darin, weiter hinten ein Absperr- und Ablassventil zu verwenden , das vor Gefriertemperaturen geschlossen/entleert und danach geöffnet werden muss: https://diy.stackexchange.com/a/38208

In Häusern, die ich mir angesehen habe, war das Absperr- und Abfallventil bis zu 3 Meter tief.

Bei -25°C Außentemperatur erwägen Sie beides, besonders wenn die Heizung in Zukunft heruntergedreht werden kann. Ich konnte keine Formeln für die Tiefe finden; Versuchen Sie, in den Häusern Ihrer Nachbarn nachzusehen, was sie getan haben und ob es für sie funktioniert.

Ich würde es Ihnen nicht verübeln, wenn Sie im Sommer nur einen Schlauch drinnen laufen lassen würden, um die Dinge einfach zu halten! An deiner Stelle würde ich diese Lösung bevorzugen. Ich erinnere mich aus meiner Kindheit an einen Gartenschlauch, der an der Küchenfront befestigt war und durch das Fenster über der Spüle austrat. Die Facette hatte Gewinde, damit ein Gartenschlauch befestigt werden konnte, und es gab eine PVC-Gabel auf der Facette, damit Wasser immer noch in das Waschbecken gezogen werden konnte.

Führen Sie einen kleinen komprimierbaren, verschlossenen Schlauch in das Versorgungsrohr ein. Wenn das Wasser gefriert, sollte das sich ausdehnende Wasser den flexiblen Innenschlauch zusammendrücken und den Druck auf einem sicheren Niveau halten. So wie ich es verstehe, erfolgt die Ausdehnung von Wasser kurz vor dem Einfrieren, sodass der Druck durch Hydroldruck gleichmäßig verteilt werden sollte. Zu Ihrer Information würde ich vermuten, dass der innere (komprimierbare) Schlauch 5 Vol.-% aufnehmen kann. des Zuleitungsvolumens. Nähte so einfach, dass ich etwas vermissen muss.

Die Kraft des Gefrierens von Wasser in 114.000 psi (PER GOOGLE). Abgesehen davon können Sie eine Reihe der zuvor erwähnten Geräte verwenden ... eine andere Möglichkeit besteht darin, den Schaden zu "minimieren", wenn er passiert. Eine Methode ist die Verwendung einfacher Gefrierstopfen und / oder eines Kugelventils mit einem eingebauten Gefrierstopfen es.