книги / Отопление и вентиляция Ч. 1 Отопление

Давление на сечение I—/ с левой стороны будет следующим:

*. Д*» + Тп"' + А ,Т „, + <1Л ГО|.,

а разность давлений

Таким образом, циркуляционное давление равно вертикаль­ ному расстоянию от середины котла до середины нагреватель­ ного прибора, умноженному на разность объемных весов охлаж­ денной и нагретой воды.

Формула (V.1) показывает, что величина естественного дав­ ления зависит от высоты расположения нагревательного прибора над котлом: чем выше будет расположен прибор по отношению к котлу, тем большее давление возникнет в циркуляционном кольце этого прибора. Кроме того, из этой формулы очевидно что атмосферное давление и высота расположения расширитель­ ного сосуда никакого влияния на величину циркуляционного дав­ ления не оказывают.

При выводе формулы (V.1) допускают, что вода охлаждается только в нагревательном приборе. В действительности охлажде­ ние ее происходит не только в приборах, но и в трубопроводах

врезультате их теплоотдачи в окружающую среду. Понятно, что

внеизолированных трубах вода охлаждается больше, чем в изо­ лированных.

Вследствие охлаждения труб, по которым вода движется вниз, естественное циркуляционное давление увеличивается; при охлаждении труб, по которым вода движется вверх, циркуля­ ционное давление уменьшается.

Рассмотрим, какое влияние на величину циркуляционного давления оказывает точка охлаждения трубопровода, располо­ женная ниже точки нагрева. На рис. V.2 показана схема, где

сотой Аш создают давление, действующее по направлению «сни­

зу вверх», т. е. в сторону, обратную основной циркуляции.

Если в кольце трубопровода создать дополнительные точки нагрева, которые будут находиться выше основной точки нагре­ ва (рис. V.3), то циркуляционное давление также уменьшится.

Основная точка нагрева на рис. V.3 находится в точке А. На­ гретая здесь вода поступает в точку 1, где охлаждается. К ох­ лажденной воде в точке 2 подмешивают горячую воду; точка 2

по существу будет служить точкой нагрева, в результате чего Yg будет больше у3, а циркуляционное давление составит:

я = Л,(у2- у 1) + Л п (Уз — Yi)-

Если в точке 2 не подмешивать горячую воду, то циркуляция

в трубопроводе будет происходить под влиянием циркуляцион­ ного давления:

Я = ( Л. + AI I ) ( Y 2- Y 1).

Таким образом, циркуляционное давление в трубопроводе без дополнительной точки нагрева будет больше на величину

АН — Ап ( Y2 Уз)-

На схеме рис. V.4 рассмотрим, как влияет на циркуляцию охлаждение воды в трубопроводах. На этом рисунке циркуляци­ онное кольцо трубопроводов с точкой нагрева А идеально изо­ лировано, кроме участка БВ. Из точки нагрева вода поступает в точку Б с температурой, которой соответствует объемный вес YropНа участке БВ вода охлаждается в результате отдачи теп­ ла окружающему воздуху и приходит в точку В, а затем в точ­ ку А с большим объемным весом Уохл-

Разность давлений правого и левого столбов воды равна:

Рпр— Ра = H = h ,b „ + h , 'l™ + y"‘> ~

— (/ii + hi) Yrop najM2 или мм вод. cm.

После преобразования получим:

H = {hx + (Уохл — Угор) кг1м2 или мм вод. cm.

Из рис. V.4 видно, что fti+-^-=/i, т. е. вертикальному рас­

стоянию от точки нагрева А до середины высоты участка БВ.

Таким образом, циркуляционное давление, возникающее в ре­ зультате охлаждения воды в каком-либо участке трубопровода, равно разности объемных весов воды в его конечных точках, ум­

моженной на вертикальное расстояние от точки нагрева (середи­ на котла) до середины этого участка.

Для горизонтальных участков, в которых происходит охлаж­ дение воды, циркуляционное давление будет также равно раз­ ности объемных весов в конце и начале участка, умноженной на вертикальное расстояние от точки нагрева до середины

горизонтального участка.

Все применяемые схемы систем водя­ ного отопления подразделяются на две основные группы.

В системах первой группы горячая вода проходит параллельно через все на­ гревательные приборы. Из каждого при­ бора она возвращается в котел, не захо­ дя в другие приборы. Такие системы на­ зываются двухтрубными.

Если пренебречь охлаждением воды в трубах, то можно считать, что в двух­ трубной системе вода поступает с одина­ ковой температурой во все нагреватель­ ные приборы.

Ко второй группе относятся системы, в которых горячая вода распределяется по нагревательным приборам последова­

тельно: охладившись в одном нагревательном приборе, она по­ ступает в другой. Такие системы называют однотрубными.

§17. Двухтрубные системы водяного отопления

сестественной циркуляцией

На рис. V.5 и V.6 показаны схемы водяных двухтрубных си­

стем отопления с естественной циркуляцией.

При пуске системы в действие ее заполняют холодной водой до уровня контрольной трубы в расширительном сосуде. Перед наполнением системы открывают всю установленную на трубо­ проводах запорную и регулирующую арматуру: задвижки, вен­ тили, пробочные краны и краны двойной регулировки. Закры­ тым оставляют только кран на спускной линии 13. Когда из конт­

рольной трубы потечет вода, это покажет, что система заполнена водой. После этого вентиль на водопроводной линии 12 и кран 11

закрывают и начинают растопку котла.

Если потребуется спустить воду из какого-либо стояка в ле­ вой части системы (для ремонта или прочистки), то для этого нужно закрыть на стояке вентили или краны 14, после чего вы­ вернуть пробки из тройников 15. Через тройник 15 в нижней

части стояка из него спускают воду, а через тройник в верхней части стояка в него впускают воздух.

В системе, показанной на рис. V.5, подающие магистрали рас­ положены выше нагревательных приборов. Обычно такие маги­ страли прокладывают на чердаках, но в отдельных случаях они могут располагаться под потолком верхнего отапливаемого эта­ жа. Такую систему называют системой с верхней разводкой.

Рис. V.5. Схема двухтрубной системы водяного отопления с естественной циркуляцией и верхней разводкой

16 — задвнжкн на магистралях; 17 — предохранительный клапан

Систему, приведенную на рис. V.6, называют системой с ниж­ ней разводкой. В такой системе вода из котла поступает в подаю­ щие магистрали, расположенные ниже приборов, или в подполь­ ных каналах первого этажа, или в подвале здания; в небольших зданиях при нижней разводке подающие магистрали могут про­ кладываться над полом первого этажа, если длина их позво­ ляет выдержать необходимый уклон труб.

Всистеме с верхней разводкой воздух из котла, трубопроводов

иприборов удаляется в атмосферу через расширительный сосуд. Воздух легче воды, поэтому он всегда будет собираться в наибо­ лее высоких точках системы. Чтобы воздух мог свободно выхо­ дить из системы, трубопроводы прокладывают с уклонами не ме­ нее 0,002; уклоны подводок к приборам принимают обычно

ся из системы вода будет замерзать на холодных стенках труб, в результате чего в них образуются ледяные пробки. В связи с этим прокладка воздушных труб по чердакам не допускается. Если воздух отводится через воздушные краны, то подающие и обратные подводки присоединяют к нижним пробкам радиа­ тора (по схеме «снизу вниз»). Это дает возможность использо­ вать радиаторы в качестве воздушных сборников. При таких условиях часто выпускать воздух из воздушных кранов не тре­ буется.

На рис. V.5 и V.6 показаны различные способы расположения

стояков. На левых частях рисунков изображен наиболее целе­ сообразный и часто применяемый способ, при котором подаю­ щий и обратный стояки прокладываются рядом. Такие системы называют «столбовыми». В столбовой системе каждая пара стоя­ ков (подающий и обратный) может быть выключена вентилями или кранами 14. С правой стороны на рисунках изображены так

называемые «цепочечные» схемы расположения стояков, при ко­ торых подводки к приборам разносторонние. Из рисунков видно, что при таких схемах нельзя выключать отдельные стояки, так как все они связаны между собой через нагревательные прибо­ ры; это обстоятельство ухудшает эксплуатационные условия и усложняет монтажную регулировку системы. Применять цепо­ чечные схемы не следует.

Двухтрубная система с нижней разводкой имеет следующие преимущества перед системой с верхней разводкой:

отсутствие трубопроводов на чердаке уменьшает потери тепла; монтаж и пуск системы могут производиться поэтажно по ме­

ре возведения здания; при ремонте системы в верхних этажах здания с местной ко­

тельной не требуется прекращать отопление нижних этажей; в процессе обслуживания системы с нижней разводкой более

удобно выключать стояки, так как вентили или краны на подаю­ щем и обратном стояках находятся в одном месте.

Наряду с указанными достоинствами системы отопления с нижней разводкой имеют следующие недостатки:

охлаждение воды в подающих стояках уменьшает циркуля­ ционное давление в системе, поэтому при прочих равных усло­ виях это давление всегда меньше, чем в системе с верхней раз­ водкой;

для обслуживания воздушных кранов у приборов верхнего этажа требуется периодически обходить помещения;

при наполнении'системы водой необходимо открывать все воздушные краны у приборов верхнего этажа;

при устройстве воздушных труб их приходится проклады­ вать под потолком верхнего этажа, что ухудшает вид по­ мещений; на воздушных стояках для их выключения устанав­ ливают запорные вентили или краны, что удорожает стоимость системы.

Определяя разность этих давлений и замечая, что Аи =Л2 +А3 и что Аш =Л4 +Л5, после сокращения получим

Разность давлений Нпр и НСТ представляет собой сумму дав­ лений, возникающих в малых циркуляционных кольцах 1—2—

—3—4—1 и 5—6—7—8 — 5 в связи с тем, что столбики воды в

рассчитанными подводки к приборам. Ес­ ли же определить циркуляционное давление по кольцу через при­ боры, то окажутся нерассчитанными замыкающие участки 1—4

и5—8 (см. рис. V.8 ), так как они не входят в кольцо приборов.

Впервом случае следует дополнительно рассчитать подводки к приборам, а во втором — замыкающие участки.

Предположим, что трубопроводы рассчитаны по циркуляци­ онному давлению в кольце стояка. В результате этого расчета определены диаметры трубопроводов кольца, в том числе диа­ метры участков 1—4, и выявлены потери давления в них.

Отметим, что участок 1—4 является общим для двух колец:

для кольца стояка и для малого циркуляционного кольца. Потерю давления в замыкающем участке 1—4, равную пе­

репаду давлений в точках / и 4, обозначим 2 (Rl+Z)3ÜU, уч.

Для кольца стояка и для малого циркуляционного кольца точки 1 и 4 являются общими, поэтому можно сделать вывод,

что перепад давлений в этих точках действует также в сторону прибора. Диаметры подводок к прибору с учетом потери давле­ ния в самом приборе, казалось бы, можно определить по этому перепаду давлений, равному 2 (Д /+ 2 )Э4М.уч. Однако это было бы правильным, если бы вода в приборе и в замыкающем участ­ ке имела одинаковую температуру. В действительности, в ре­ зультате различия этих температур (см. рис. V.8 ) в малом цир­

куляционном кольце возникает дополнительное давление, кото-