ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОТОПЛЕНИЯ БЕЗ РАСШИРИТЕЛЬНОГО БАКА
Рассмотрим динамику давления во внутренних теплопроводах здания, непосредственно соединенных с наружными теплопроводами. Проделаем это в условиях присоединения здания I на рис. 7.11, для системы отопления кото - ! рого выше была отмечена необходимость изменения начального давления до рг и конечного до/?2.Внутренняя систе - *Ма отопления изображена на рис. 7.13 двойными линиями высотой H с верхней подающей магистралью и центром охлаждения в точке В.
Отсутствие расширительного бака с атмосферным давлением над свободной поверхностью воды заставляет по - иному подойти к нахождению точки постоянного давления в системе и величины гидростатического давления в ней.
Гидростатическое давление в вертикальной системе отопления, непосредственно присоединенной к наружным теплопроводам, должно быть достаточным не только для заполнения системы водой, но и для создания в наиболее высоко расположенной точке системы некоторого избыточного давления. Это необходимо для надежного удаления воздуха из системы при температуре воды /г<100 °С и предотвращения вскипания воды при ее температуре /г>100 °С.
Для выполнения этих условий в статическом режиме (в случае полного прекращения циркуляции воды) проведем на рис. 7.13 пьезометрическую штрихпунктирную линию на достаточной высоте hi над верхней подающей магистралью системы отопления. Высота hi должна соответствовать гидростатическому давлению при /Г<100°С не менее 0,01 МПа, т. е. 1 м, а при /г=150 °С — 0,4 МПа. Остальные пьезометрические штрихпунктирные линии (статический режим) наносим исходя из выбранного минимального избыточного давления в верхней подающей магистрали. В результате получаем необходимое гидростатическое давление р2 в точке Д обратной магистрали.
Если давление /?2 поддерживается на заданном уровне (например, с помощью регулятора давления «до себя»), то точка Д становится искусственной точкой постоянного дав-
19*
ления внутренней системы отопления. Давление р2 является исходным для построения пьезометрических линий в динамическом режиме (сплошные линии на рис. 7.13, выражающие, как и ранее, условно равномерные линейную и местные потери давления в системе отопления).
Найдем изменение гидростатического давления в трех характерных точках системы отопления (не считая точки Д, в которой давление р2 принято постоянным). Это точка Г Нижней обратной магистрали, наиболее удаленная от наружного обратного теплопровода, точка В верхней подающей магистрали, наиболее высоко расположенная и удаленная от ввода наружного теплопровода, и точка А в начале подающей магистрали системы.
Pz Рис. 7.13. Эпюра гидростатического давления в системе водяного отопления, непосредственно соединенной с наружными теплопроводами (без расширительного бака)Д — точка постоянного давления Рг |
А |
Lc 3 |
(7.11) |
'г-д> |
Рмакс = Р2 + ДР] |
Где Дрг-д — потери давления при перемещении воды от точки Г До точки Д (рис. 7.13). Наибольшее давление не должно превышать рабочего давления для каждого элемента системы. Поэтому выражение (7.11) служит для проверки выполнения этого условия. Если, например, давление рг близко к 0,6 МПа, то с учетом |
Гидростатическое давление в точке Г выражает наибольшее давление в нижней обратной магистрали (и в системе)
потерь давления в обратной магистрали максимальное гидростатическое давление в чугунной арматуре и отопительных приборах, расположенных на уровне ввода наружных теплопроводов и ниже его, превысит рабочее, что может привести к их разрушению.
Гидростатическое давление в точке В выражает наименьшее давление в верхней подающей магистрали (и в системе) в динамическом режиме
РВ-Д = рг+Лриин —Ро Gh, (7.12)
Где ДРВ-д— потери давления при движении воды от точки В до точки Д; р0 — плотность охлажденной воды; H — высота системы.
Выражение (7.12) служит для проверки условия невскипания высокотемпературной воды, если давление р2 Принимают без учета температуры воды.
Покажем на примере необходимость проверки минимального избыточного давления в системе отопления. Если высота системы H=20 м, Д/?а_д=0,05 МПа, а давление /?2=0,25 МПа, то минимальное давление в верхней точке при циркуляции воды в системе составит
•Рия я=0,25 + 0,05—(977.81.9,81.20) 10"в=^0,11 МПа.
Это давление будет недостаточным для предотвращения вскипания воды, имеющей температуру более 120 °С.
Наконец, гидростатическое давление в точке А (если считать, что точка А находится на одном уровне с точкой Д) выражает наибольшее давление в подающей магистрали в динамическом режиме (в точке 1 на рис. 7.11):
Р1=ра + Ар,1-Д —Pogft + Prgft или Р1 = Р2+ДРс —Дре. (7-13)
Где ДрС=Др>1_д— потери давления при движении воды от точки А до точки Д, т. е. общие потери давления в системе отопления; Дре=^й(р0—рг) — по уравнению (7.4).
Переписав выражение (7.13) в виде
Pi— Pi — B-Pc — Дре или Дрн = Дрс— Дре> (7.13а)
Приходим к уравнению (6.9), которое в данном случае означает, что разность гидростатического давления в подающем и обратном наружных теплопроводах на вводе их в здание, вызывающая циркуляцию воды во внутренней системе отопления, меньше потерь давления при движении воды в системе на величину естественного циркуляционного давления.
Рассмотренная закономерность изменения давления в теплопроводах внутренней системы водяного отопления без расширительного бака относится и к случаю применения смесительного насоса или водоструйного элеватора на тепловом вводе в здание.