В районной системе водяного отопления группы зданий при теплоснабжении от собственной тепловой станции рас­ширительный бак устанавливают в самом высоком здании (с учетом рельефа местности). Соединительные трубы бака подсоединяют к наружному обратному теплопроводу, а не к внутренней магистрали здания, чтобы избежать отключе­ния бака от остальной части системы при местном ремонте.

Рассмотрим динамику давления в общей системе отоп­ления, например, четырех зданий, самое высокое из кото­рых удалено от тепловой станции (рис. 7.11).

Гидростатическое давление в теплопроводах этой систе­мы при бездействии циркуляционного насоса, находящегося на тепловой станции (штрихпунктирная линия), определя­ется положением уровня воды в расширительном баке (точ­ка О), установленном в здании IV, над рассматриваемой точкой какой-либо части системы. Наибольшим оно будет

В наружных теплопроводах и во внутренних трубах в под­валах.

При действии насоса на станции гидростатическое дав­ление изменится, как уже известно, во всех точках системы, кроме точки постоянного давления (точка О), находящейся в месте присоединения труб расширительного бака к об­ратному теплопроводу у здания IV (после выходной за­движки во внутреннем тепловом пункте). В зоне нагнета­ния от нагнетательного патрубка насоса (точка А) до точки О оно возрастет, в зоне всасывания от точки О до всасываю­щего патрубка насоса (точка И) понизится в зависимости от потерь давления в теплопроводах (сплошные наклон­ные пьезометрические линии на рис. 7.11).

Разность между гидростатическим давлением в подаю­щем и обратном наружных теплопроводах на вводе их в каждое здание определяет насосное циркуляционное давле­ние как располагаемое давление для создания циркуляции воды во внутренних системах. На рисунке это циркуля­ционное давление показано сплошными вертикальными ли­ниями. Видно, что для местной системы отопления здания IV насосное циркуляционное давление наименьшее — Apiv, для здания / — наибольшее.

Во внутренней системе отопления здания I гидростати­ческое давление должно измениться от давления в точке Б (на вводе подающего теплопровода в здание) до давления в точке 3 (в обратном теплопроводе). На рисунке давление в точке з оказалось ниже давления во внутренней системе здания I, значение которого определяется высотой системы (приблизительно высотой здания). При этом в верхней части системы возможно скопление воздуха или вскипание-воды с нарушением ее циркуляции. Во избежание таких недопус­тимых явлений необходимо повысить гидростатическое дав­ление в обратной магистрали внутренней системы отопле­ния здания I до давления в точке 2 (рис. 7.11).

Это условие может быть выполнено тремя способами. Можно поднять расширительный бак в здании IV (что кон­структивно затруднительно) и тогда пьезометрические ли­нии, а с ними и давление в точке 3, поднимутся. Можно уменьшить наклон обратной пьезометрической линии пу­тем увеличения диаметра обратного наружного теплопро­вода (что повысит стоимость его прокладки и увеличит рас­ход металла). Можно установить в тепловом пункте здания I на обратной магистрали (и это технически наиболее при­емлемо) регулятор давления типа «до себя» (см. рис. 6.11). Такой регулятор давления должен бьпь рассчитан на по­нижение давления от р2 до р3 (АРр, ц=Рг—Pa) при пропуске расчетного расхода воды из системы отопления здания I, т. е. на поддержание в обратной магистрали необходимого давления р2 до регулятора.

Гидростатическое давление со стороны подающего теп­лопровода (в точке Б) не должно превышать предельно до­пустимого (рабочего) давления для всех элементов (арма­туры, отопительных приборов) внутренней системы отоп­ления. В случае необходимости гидростатическое давле­ние в подающем теплопроводе может быть искусственно по­нижено до допустимого значения (например, pi в точке /), при котором обеспечиваются прочность этих элементов и вместе с тем необходимая циркуляция воды в системе отоп­ления. Циркуляция воды будет происходить благодаря разности давления Ар1~р1—Рг. Давление может быть по­нижено путем установки диафрагмы, причем расчетная раз­ность давления составит Л/?а=/?Б—pt.

Циркуляционный насос, установленный на тепловой сганции, создает давление, как видно из рис. 7.11, равное сумме потерь давления в зонах нагнетания АрИаР и всасы­вания Арвс. При значительной величине Л/?вс давление во всасывающем патрубке насоса может понизиться настолько, чго в насосе возникнет кавитация. Кавитация (лат. cavi - tas — пустота) — нарушение сплошности потока — заклю­чается в появлении пузырей воздуха (переходящего из растворенного состояния в свободное) и пара (из-за вски­пания воды при понижении давления до давления водяно­го пара при определенной температуре). Кавитационные пузыри, возникая и исчезая, вызывают многократные уда­ры струй воды о стенки насоса Кавитация сопровождается снижением КПД насоса, шумом и разрушением (изъязвле­нием) поверхности колеса и корпуса насоса.

Практически это нежелательное явление скорее всего может возникать в циркуляционном насосе протяженной системы отопления группы малоэтажных зданий (например, в сельских населенных пунктах).

Для исключения кавитации в насосе величина Арвс Должна быть меньше гидростатического давления в без­действующем насосе (в статическом режиме) по крайней мере на 0,05 МПа. Так, например, если разность уровней установки расширительного бака и насоса составляет 7 м (бак размещается в двухэтажном здании и гидростатиче­ское давление составляет 0,07 МПа), то потеря давления в теплопроводах зоны всасывания (от точки О до точки И на рис. 7.11) не должна превышать 0,02 МПа. Очевидно, что при малоэтажной застройке расширительный бак сле­дует помещать близ тепловой станции.

В районной системе отопления группы многоэтажных зданий скорее возможна не кавитация в насосе, а чрезмер­ное повышение гидростатического давления. Повышение давления в обратных теплопроводах, опасное для целост­ности отдельных элементов системы отопления, может произойти как при установке расширительного бака в бли­жайшем к тепловой станции высоком здании (рис. 7,12), так и при перемещении туда бака из удаленного зда­ния.

19 —765

Перемещение расширительного бака из одного здания, ближайшего к тепловой станции, в другое, несколько более высокое и удаленное от него, не вызывает заметного изме­нения гидростатического давления как при бездействии, так и при работе циркуляционного насоса. Однако пере­мещение бака в здание, более высокое и близко располо­женное к тепловой станции, вызывает значительное повы­шение давления во внутренних системах отопления удален­ных зданий (это показано на рис. 7.12). Повышение давле­ния происходит вследствие увеличения не только высоты здания, но и протяженности зоны нагнетания (если бак, как обычно, будет присоединен к обратному теплопроводу). Давление заметно повысится также в теплопроводах и обо­рудовании тепловой станции.

Для снижения давления в оборудовании тепловой стан­ции в этом случае можно перенести место включения цир­куляционного насоса из обратного в общий подающий тепло­провод (насос должен быть рассчитан на перемещение горя­
чей воды); внутренняя система отопления удаленного зда­ния (здание IV на рис. 7.12) может быть присоединена к на­ружным теплопроводам по независимой схеме (рис. 6.1).