книги / Отопление и вентиляция. Отопление

устранен в схеме с замыкающими участками, так как благо­ даря замыкающим участкам при выключении из работы части приборов вода продолжает поступать в остальные приборы через замыкающие участки. Однако особенность-

этой схемы состоит в том, что температура воды, поступаю­ щей в нижележащие приборы, при выключении вышележа­ щих будет подниматься, так как вода в вышележащих при­ борах охлаждаться не будет. Из изложенного выше стано­ вится понятным, почему на стояках /, II и /// у нагрева­ тельных приборов регулировочные краны отсутствуют (регу­ лировка будет все время сбиваться).

Правда, на стояке проточной системы, имеющем двух­ стороннее включение нагревательных приборов (стояк I), можно поставить регулировочные краны, например у левых приборов (см. стояк VI на рис. 80). Тогда правые нагрева­ тельные приборы будут исполнять роль замыкающих уча­ стков, и циркуляция воды через стояк при закрытии кранов не прекратится. Таким образом, при двухстороннем присое­ динении подобная схема дает возможность в известной мере регулировать общую теплоотдачу каждой пары нагреватель­ ных приборов.

В однотрубных системах вместо замыкающего участка можно использовать ближайший к стояку радиатор. В этом случае между этим и остальными радиаторными элементами (рис. 31) нужно установить дроссельклапан (см. рис. 15,<?).

94

Рис. 32

98

Отличительной особенностью этой схемы является оди­ наковое направление движения воды в лежаках, по которым

движения воды приходится обычно прокладывать два лежака для охлажденной воды, что видно из рис. 33.

На этом рисунке показана попутная горизонтальная двух­ трубная система (для приборов верхнего этажа) и двухтруб­ ная вертикальная попутная система (столбовая) для приборов двух нижних этажей. Легко убедиться, что длина циркуля­ ционных колец для всех приборов одного и того же этажа одинакова, вне зависимости от степени удаленности прибора от котла.

Преимуществом систем с попутным движением воды является возможность более легко получить равенство со­ противления всех колец циркуляции. Тем самым обеспечи­ вается одинаковое нагревание всех приборов данного этажа, в то время как при тупиковых системах приборы, лежащие ближе к котлу, греют лучше, чем те, которые более удалены от котла. Существенным недостатком системы с попутным движением воды является большой расход трубопроводов.

§13. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА СИСТЕМ, ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

СЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

Предположим (рис. 34), что имеется система с шестью нагревательными приборами, котлом К и сетью трубопрово-

U 1 2

9 в

Рис. 34

Ч

дов. Высота расположения нагревательных приборов, при­ соединенных к трем стоякам, различна.

Задача проектировщика заключается в том, чтобы рас­ считать поверхность нагрева приборов отопления и диаметры труб. При этом все количество тепла, вырабатываемого котлом, должно распределяться по отдельным приборам так, чтобы тепловыделение последних соответствовало теплопотере тех помещений, в которых они установлены.

Возможны два варианта расчета, принципиально отличаю­ щиеся друг от друга.

Вариант первый. Сначала расчетом определяют необхо­ димую поверхность нагрева отдельных приборов и количе­ ство воды, которое должно проходить через них. Затем

них соответствует определенный расход воды. Нагреватель­ ные приборы на схеме не показаны. Как видно из рисунка, суммарные расходы воды в отдельных частях системы раз­ личны. Очевидно, различным суммарным расходам воды будут соответствовать различные диаметры труб. Разбив всю сеть на участки, будем иметь: участки к-1, 1-2, 2-3,

95

подобрать так, чтобы был обеспечен расход воды, необходи­

одно давление (например, в точке 1 или в точке 2). Исходя из этого, потери давления в порции воды, циркулирующей по кольцу К-1-10-6-11-9-К, и в порции, циркулирующей по коль­ цу К-1-2-8-9-К, в пределах, общих для обоих колец, участков к-1, 1-2 и 9-к должны быть одинаковыми. Излишек давления, имеющийся во втором кольце из-за более высокого располо­ жения нагревательного прибора, можно погасить сопротивле­ нием трубопроводов только в пределах тех участков, кото­ рые не являются общими для обоих колец и которые будем называть индивидуальными.

Труднее всего обеспечить необходимую циркуляцию (необходимый расход) при наибольшей длине кольца и наи­ меньшем действующем давлении, т. е. для кольца самого удаленного от котла и наиболее низко расположенного прибора. Таким кольцом будет кольцо к-1-2-3-4-5-7-8-9-к.

Исходя из равенства сопротивлений колец при одинако­ вом действующем давлении, можно написать для прибора, находящегося на участке 4-5-7, и прибора, находящегося на участке 10-6-11 (см. рис. 34 и рис. 35),

одинаковы, то, сократив соответствующие слагаемые, полу­ чим:

*-*1-2 "Ь *“*2-3 + *-*3-4 "Ь *-*4-5-7 + *-*7-8 *-*8-9 = *-*1-10 + *^10-6-11 Т *^11-9*

96

Исходя из этого равенства, заключаем, что при одинако­

вых действующих давлениях в двух кольцах циркуляции

сопротивления суммы индивидуальных участков обоих колец должны быть одинаковы. Иными словами, сопротивление на пути участка 1-6-9 должно быть равно сопротивлению на пути участка 1-5-9.

Сравнив между собой кольца к-1-2-8-9-к и к-1-2-3-6-7-8- 9-к, можем на основании аналогичных рассуждений вывести заключение, что сопротивление на пути 2-8 должно быть равно сопротивлению на пути 2-3-6-7-8.

Рассмотрим теперь циркуляцию воды через приборы 1, II и III (см. рис. 34). Действующие давления Р в кольцах цир­ куляции этих приборов будут различны, причем Рт > Р„ > Р, .

Предположим, что диаметры труб циркуляционного кольца нагревательного прибора 1 подобраны так, что сопротивле­ ние кольца циркуляции этого прибора к-1-2-3-4-5-7-8-9-к

участков должно быть больше сопротивления индивидуаль­ ных участков кольца нагревательного прибора /, т. е. участ­

Таким образом, сумма сопротивлений индивидуальных участков кольца циркуляции, в котором действует бблыпее давление, должна быть равна сумме сопротивлений индиви­ дуальных участков кольца, в котором действует меньшее давление, и разности действующих в обоих кольцах дав­ лений.

Вариант второй. Задавшись произвольными диаметрами труб отдельных участков в соответствии с монтажными со­ ображениями (например, одинаковыми диаметрами), можно определить сопротивление труб при различных расходах воды. Далее, рассматривая кольца циркуляции отдельных нагрева­ тельных приборов, можно подобрать такой расход, чтобы сопротивление прохождению воды по данному кольцу было

равно гравитационному давлению, создаваемому прибором. Дело в том, что при одной и той же температуре tT воды, входящей в прибор, температура охлажденной воды будет тем выше, чем больше воды проходит через прибор.

Это легко видеть из следующего примера. Теплоотдача прибора 5000 кдж/час. Температура входящей воды 95°. Тем­ пературу охлажденной воды легко получить из уравнения (30)

При расходе воды g, проходящей через нагревательный прибор, имеем следующие значения tQ:

Таким образом, чем больше будет расход воды, тем выше окажется температура охлажденной воды и тем меньше гра­ витационное давление. Путем последовательного подбора можно подыскать такой расход воды, при котором сопротив­ ление станет в точности равным действующему давлению. Далее, зная требуемую теплоотдачу прибора, можно при известных температурах tT и t0 и известном расходе g подо­ брать поверхность нагрева прибора, исходя из средней тем-

или, как ее часто называют, «перепад температур в приборе*, будет для различных приборов неодинаковой. Поэтому дан­ ный метод, впервые выдвинутый А. И. Орловым, называют

тором перепады температур принимаются для всех приборов одинаковыми.

Расчет по методу скользящих перепадов обычно является весьма сложной задачей, так как при изменении расхода в индивидуальном участке любого кольца циркуляции изме­ няется расход и на всех общих участках. Действительно, различному расходу воды, например на участке 2-8 (см. рис. 34), будет соответствовать различные расходы на участ­ ках к-1, 1-2, 8-9 и 9-к. Следует предполагать, что при ис­ пользовании счетно-решающих машин, з!адачу расчета можно сделать практически осуществимой. В настоящее же время подобный метод расчета удается применять только для про­ стейших случаев.

У8

прибора работали в равных условиях, стояки должны огибать ответвления, а не наоборот. Двойной выгиб трубы (так на­ зываемую скобу) следует учитывать как местное сопротивле­ ние стояка;

б) в системах с верхней разводкой охлаждение воды в так называемом главном стояке, по которому вода из котла

нии стояков, по которым вода движется сверху вниз, увели­ чивается разность весов воды и тем самым увеличивается действующее давление. Поэтому главный подъемный стояк в системах с верхней разводкой снабжают обычно хорошей

чивает действующее давление. Поскольку одно нейтрали­

ваемой в стояк, равна tT, а уходящей из стояка /0, то, обоз­ начив теплоотдачу нагревательного прибора Q кдж/час, можно легко найти количество воды Ост, проходящей по проточному стояку, из выражения

где EQ — сумма теплоотдач всех нагревательных приборов, питаемых данным стояком, кдж/час.

Температуру воды t Bы х, после прохождения ею любого нагревательного прибора, можно определить по формуле

тельный прибор;

g — расход воды, проходящей через него, кг/час.

1 0 0