Использование в системе отопления двух открытых рас­ширительных баков в случае, например, реконструкции при расширении здания или строительстве новых зданий может быть допущено с соблюдением определенных условий. Для выявления этих условий рассмотрим возможные слу­чаи присоединения двух баков к теплопроводам системы отопления:

А) два расширительных бака присоединяются к одной точке системы отопления, которая является общей точкой постоянного давления. Вода в обоих баках находится на одном уровне. Все ранее сделанные выводы в этом случае остаются в силе;

Б) два расширительных бака устанавливаются на одном' уровне и присоединяются к двум различным точкам си­стемы отопления последовательно по направлению движе­ния воды (рис. 7.14). Новый бак //, присоединенный в точ­ке Б, отличается по объему от старого бака I. На рисунке нанесены пьезометрические линии в статическом (штрих - пунктирные) и динамическом (сплошные линии) режимах.

В этом случае до пуска общего циркуляционного насоса в действие вода в баках находится, по закону сообщающихся сосудов, на одном уровне. При работе насоса приходим к заключению, помня о постоянстве объема воды в системе и о существовании только одной точки постоянного давления в замкнутом циркуляционном кольце, что «нейтральная» точка О расположится между точками Б а А (рис. 7.14). Тогда в точке Б, попавшей в зону нагнетания насоса, гидро­статическое давление увеличится, а в точке А — в зоне вса - сывания — уменьшится. Соответственно уровень воды в баке II повысится, а в баке I понизится (баки уподобятся водяным манометрам). Разность уровней воды в баках по

Рис. 7.14. Эпюра гидростати­ческого давления в системе во­дяного отопления с двумя от­крытыми расширительными баками, последовательно при­соединенными к теплопрово­дам

О— точка постоянного давле­ния- Alt Аг — площадь по­перечного сечения соответст­венно баков / и //; Лъ Л, — величина понижения и повы­шения уровня воды соответст­венно в баках lull

Установленной выше зависимости пропорциональна поте­рям давления в теплопроводе между точками Б и А [см. формулы (7.7) и (7.8)].

В частном случае, когда объемы и площади поперечного сечения баков A i и А u равны и трубы к бакам и между точ­ками Б и А одинакового диаметра, повышение уровня воды в одном баке H-2 равно понижению Hi в другом, а точка посто­янного давления О находится посередине участка Б — А.

При различной вместимости баков, выраженной в нашем случае различной площадью их поперечного сечения, боль­ше изменится уровень воды в баке, имеющем меньшую пло­щадь поперечного сечения. Понижение уровня воды в перво­начальном расширительном баке I (рис. 7.14) составит

H Aps-А АП (7л4)

Pgr А{+АП'

Где Ар в-л — потери давления в теплопроводе от точки Б до точки А.

Аналогичный вид имеет выражение для определения по­вышения уровня воды в новом расширительном баке II

ДР5-л А г (7Л5

Р? А[+Ап-

Видно, что положение точки постоянного давления О, как и изменение уровня воды в баках, при прочих равных условиях зависит от соотношения площадей поперечного сечения расширительных баков. При дальнейшем увели­чении площади бака II точка О будет перемещаться по на­правлению к точке его присоединения (к точке Б на рис. 7.14). Если бак II сделать столь большим, что можно пренебречь изменением уровня воды в нем, то точка О соль­ется с точкой Б, а поднятие уровня в баке I малой площади

Достигнет максимальной величины

А РВ-А_ (7.16)

Практически это случай, когда в расширительный бак, присоединенный к общей обратной магистрали, выводится воздушная труба от верхней точки подающей магистрали системы отопления (рис. 7.15). Такая воздушная труба 3 фактически является вторым расширительным баком с весь­ма незначительной площадью поперечного сечения, при­соединенным в точке А зоны нагнетания. При действии на­соса в воздушной трубе произойдет поднятие уровня воды, пропорциональное потерям давления от точки А до точки постоянного давления О, почти совпадающей с точкой при­соединения расширительного бака. При этом потери дав­ления могут оказаться столь большими, что в воздушной трубе вода будет не только подниматься, но и выливаться в бак, а затем по соединительной трубе 4 возвращаться в сис­тему. Такое добавочное циркуляционное кольцо может на­рушить нормальное действие системы. Следовательно, та­кой способ удаления воздуха из системы допустим лишь при предварительном рассмотрении изменения давления.

В) Два расширительных бака устанавливаются на одном уровне и присоединяются к двум различным точкам А и Б Системы отопления параллельно. Это значит, что точки А и Б находятся в различных циркуляционных кольцах систе­мы. В каждом параллельном циркуляционном кольце, как уже установлено, существует своя точка постоянного дав­ления (точки Oi и 02 на рис. 7.16). Из условия постоянства объема воды в системе следует, что если после пуска насоса уровень воды в одном расширительном баке (например, в баке /) повысится, то в другом (баке //) он понизится. Баки, как водяные манометры, присоединенные в точках А и Б, покажут создаваемое насосом дополнительное давле­ние в точке А и разрежение в точке Б. В нашем примере это означает, что точка А находится перед точкой постоянного давления Oi своего циркуляционного кольца, т. е. в зоне нагнетания, а точка Б — после точки постоянного давления 02, т. е. в зоне всасывания.

На рис. 7.16 нанесены пьезометрические линии, выра­жающие изменение давления в зонах нагнетания и всасы­вания и уровня воды в расширительных баках.

Рис. 7.16. Эпюра гидростатического давления в системе водяного отопления с дву­мя открытыми расширительными баками, параллельно присоединенными к тепло­проводам

Qi и Q2 — точки постоянного давления; Аи Аг — площадь поперечного сечения соответственно баков / и //; ft,, ht — величина повышения и понижения уровня воды соответственно в баках lull

Изменение уровня воды в баках / и II по-прежнему бу­дет пропорционально потерям давления в теплопроводах от точек их присоединения Л и Б до соответствующих то­чек Oi и 02. Положение последних и изменение уровня воды связаны также с соотношением площадей поперечного сече­ния баков А, и АП. Отсюда можно выразить высоту подъ­ема воды Hi в баке I, ближнем к общей точке В системы отоп­ления,

Арл-о.+ Ароа-Д Л» (7,17)

H t = .

Ai + An

Или в более удобном для вычислений виде

АрВ-Б — крв~_А_ (7-17а)

Pg Л!+/1п,

Аналогичный вид будет иметь и формула для определе­ния величины опускания воды /га в баке //.

Если площадь одного из баков (например, бака II) весь­ма велика по сравнению с площадью другого, то точка по­стоянного давления 02 переместится к точке Б, а положение «нейтральной» точки Ох будет зависеть от разности потерь давления на отрезках теплопроводов В—Б и В—А. Когда эта разность положительна, уровень воды в баке I повысится, а точка С^ расположится после точки А (по на­правлению движения воды). Когда она отрицательна, уро­вень воды в баке I понизится, а точка 0t будет находиться перед точкой А.

В частном случае, при равных потерях давления АРв-Б— — Арв-А точки постоянного давления совпадут с точками А и Б, и уровень воды в баках при действии насоса не из­менится, каковы бы ни были площади их поперечного сече­ния.

Практически возможен случай, когда при наличии одно­го расширительного бака потребуется параллельная уста­новка второго дополнительного бака во вновь присоеди­ненной системе отопления. Применение второго бака влияет на гидростатическое давление в теплопроводах ранее су­ществовавшей системы отопления.

Рассмотрим изменение гидростатического давления в районной системе отопления для этого случая. На рис. 7.17 показано гидростатическое давление в теплопроводах сис­темы отопления группы зданий в статическом режиме (штрихпунктирная линия) и в динамическом режиме, ко­гда к ранее существовавшей системе слева от тепловой стан­ции (т. с, ) с тремя зданиями I—II! и расширительным ба­ком 1 добавлена новая система справа с тремя зданиями IV—VI и вторым баком 2. Первый бак установлен в зда­нии III, изменение гидростатического давления в одной ле­вой системе показано сплошными линиями. Второй допол­нительный бак помещен в здании VI на одном уровне с пер­вым. Характер изменения гидростатического давления в обеих частях объединенной системы изображен пунктирны­ми линиями.

Видно, что точки постоянного давления 0t и 02 не со­вмещаются с точками присоединения расширительных ба­ков к теплопроводам. При этом происходит понижение уровня воды в баке 1 на величину hi и повышение уровня в баке 2 на величину H2, что может привести к утечке воды через бак 2 и нарушению отопления здания ///.

Отметим недостаток, связанный с установкой двух рас­ширительных баков в удалении друг от друга. При этом почти всегда происходит изменение уровня воды в них, а это влечет за собой уменьшение полезного объема того из ба­ков, в котором уровень воды повышается. Потеря полезно­го объема одного из баков связана с потерями давления в теплопроводах между точками присоединения к ним баков. Чем больше потери давления в теплопроводах между дву­мя последовательными (по движению воды) точками при­соединения [формула (7.14)1 или чем больше различие в по­терях давления до двух параллельных точек присоедине­ния [формула (7.17а)], тем значительнее сократится полез­ный объем одного из баков.

Следовательно, при использовании двух расширитель­ных баков их суммарный объем почти всегда должен вы­бираться больше объема одного общего бака и это разли­чие в объеме будет возрастать по мере удаления второго бака от первого.

Из рассмотрения динамики давления в насосной системе водяного отопления с двумя расширительными баками мож - "" но сделать вывод о необходимости проверять изменение уровня воды в баках. Без такой предварительной проверки колебание уровня воды в баках, даже при точном монтаже и правильной эксплуатации системы отопления, может вы­зывать нарушение циркуляции воды.

Очевидно, что предпочтение следует отдавать присоеди­нению к системе отопления одного расширительного бака. Однако и при использовании одного открытого бака место его присоединения к теплопроводам, особенно в районной системе отопления группы зданий, должно выбираться с учетом изменения давления в динамическом режиме.

Система водяного отопления может устраиваться и без открытого расширительного бака в том случае, когда обес­печивается необходимое гидростатическое давление во всех ее элементах при различных режимах эксплуатации. При этом возможно применение на тепловой станции закрытого расширительного бака, находящегося под естественным или искусственно повышенным гидростатическим давлением, а также специального насоса или клапана, одновременно осу­ществляющего подпитку системы.