книги / Отопление и вентиляция. Отопление-1

Общая длина ветви — 23 м; расчетная длина ее без замыкаю­ щих участков будет равна 23—1,39-5= 16,05 м.

Местные сопротивления на ветви (не считая на замыкающих участках) состоят из сопротивления двух вентилей «Косва» 2£=6.- Местных сопротивлений, между замыкающими участками нет.

Характеристика ветви sT без замыкающих участков будет:

s.t= A ( J L /+ 2 С )= 1,08-10-4 (2,7• 16,05 + 6 )=

= 49,08-Ю-4 кг/м2/(кг/ч)2.

Тогда потери давления ртсоставят:

/?Т= 5 Т0 2=49,08-10~4-2002 = 196 кг/м2.

Общие потери давления в ветви, включая потери в пяти замы­ кающих участках, будут равны:

р„= Рт +Д/>з.у-5 = 196+ 10,6-5 = 249 кг/м2.

§ 22. ДЕТАЛИ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВОДЯНЫХ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ

Расширительный сосуд в водяной системе отопления с естест­ венной циркуляцией и с верхней разводкой служит трем целям: для удаления воздуха из системы; для размещения прироста объ­ ема воды, вследствие расширения ее при нагревании; в качестве конт­ рольного прибора при наполнении системы водой: систему наполняют до тех пор, пока через сигнальную линию расширителя не пойдет вода.

Отсюда видно, что расширитель­ ный сосуд является обязательной принадлежностью системы водяного отопления (за исключением систем, присоединенных к тепловым сетям при теплофикации города).

В системе водяного отопления с нижней разводкой и во всех систе­ мах с насосной Циркуляцией расши­

рительный сосуд служит для размещения прироста воды, получаю­ щегося при нагревании, и для контроля за уровнем воды в системе отопления при наполнении системы водой.

Устройство Расширительного сосуда показано на рис. IV.21. Со­ суд имеет четыре штуцера для присоединения труб: 1 — расшири­ тельный; 2 — контрольный (сигнальный) ; 3 — переливной (воз­ душный) и 4 — Циркуляционный.

На рис. IV.22 показана схема присоединения расширительного сосуда к систему водяного отопления с верхней разводкой и естест­ венной циркуляцией. Контрольная и переливная трубы отведены в

раковину котельной, циркуляционная присоединена к подающей горячей магистрали. Контрольная труба, присоединенная к расши­ рительному сосуду в 200 мм от дна бака, служит контролем при наполнении системы водой.

Появление воды из контрольной трубы сигнализирует о том, что система наполнилась водой до отметки присоединения этой трубы

крышки на болтах для периодической очистки сосудов. Устанавли­ вается сосуд выше самой высокой точки системы на чердаке отап­ ливаемого здания в утепленной будке. Кроме того, во избежание замерзания расширительный сосуд и его трубы изолируют.

Полезную емкость расширительного сосуда определяют в м3 по объему прироста воды ДУ, получающегося вследствие расширения при нагревании ее

ЛV = аК сД

где aV — прирост объема воды, м3; а — коэффициент объемного расширения воды, принимаемый равным 0,0006; Vc — объем воды в системе отопления, м3; A t—разность между расчетной темпера­ турой горячей воды /г в системе отопления и температурой воды /с в системе перед пуском ее в работу.

Объем воды в системе будет равен

где Vu — объем воды в генераторе тепла, м3; Vn— то же, в нагре­ вательных приборах; VT— то же, в трубах.

Получаемый прирост объема воды должен разместиться в рас­ ширительном сосуде между патрубками контрольной и переливной труб, т. е. в пределах активной высоты расширительного сосу­ да Накт.

Принимая, что при пуске системы отопления жилых и общест­ венных зданий в действие вода может нагреваться с 20 до 95° С,, найдем прирост объема воды

д1/ = ад/1/с= 0,0006 (95-20) 1/с=0,0451/с.

Полный объем расширительного сосуда определяют из выражения

у = йУ + Уг + У2,

где V\ — часть объема расширительного сосуда от дна до конт­ рольной трубы; V2— то же, от отметки переливной трубы до крыш­ ки расширительного сосуда.

Для определения объема воды в системе VI можно воспользо­ ваться данными табл. IV. 10.

Т а б л и ц а IV. 10

Объем воды в элементах системы водяного отопления при перепаде температур 95—70° С

Если объемы воды в элементах отопительной системы в целях упрощения расчетов отнесены к 1000 ккал/ч, тогда прирост объема

где Q — потери тепла зданием, ккал/ч.

Пример. Определить объем расширительного сосуда для систе­ мы водяного отопления с естественной циркуляцией при ,Q = = 100 000 ккал/ч, с радиаторами типа М-140, чугунными котлами и температуре горячей воды /Г=95°С.

Р е ш е н и е . 1. Прирост объема воды в расширительном сосуде определяем по формуле

д К =0,045 (V'K+ V'a + Vr).

2: К установке принимаем расширительный сосуд цилиндриче­ ской формы диаметром 0,70 м. Тогда высота расширительного со­

ной трубе до дна расширителя, м; 0,1 — то же, к расширительному

в трубах пренебрегаем.

Из табл. IV. 11 видно, что давление в точке 1 останется неизмен­ ным, работает насос или нет. Объясняется это тем, что уровень во­ ды в расширительном сосуде остается неизменным в обоих случаях. Так как уровень воды в расширительном сосуде при любой про­ изводительности насоса (по свойству замкнутых систем) не может быть изменен, в точке 1 и не может быть другого полного давле­ ния, кроме Pa+^iy.

Рассмотрим ту же схему отопления, но с расширительным сосу­ дом, присоединенном перед насосом (рис. IV.24). Внесем в табл. IV. 12 величины полных давлений в точках /, 2, «3, 4 при без­ действующем и работающем насосе.

Из табл. IV. 12 видно, что точки циркуляционного кольца систе­ мы отопления 1У2, 3 и 4 находятся под положительным давлением насоса, равным гидравлическим потерям на участках от рассматри­ ваемой точки до точки 4 (место присоединения расширительного сосуда), т. е. давления, создаваемые насосом в рассматриваемых точках, будут равны:

Р\ — Л а с —2 [RI + Z )о—2—1;

Рч= Лас 2 {Ш+ ^)o-2Î

Рг = Л ас — 2 (Я/ 4" Z )о—2—1—з ;

Л = (Л 2 + Л3ÎY-

Из приведенных выражений видно, что только на точку 4 (ме­ сто присоединения расширительного сосуда) не будет распростра­ няться действие насоса, т. е. точка 4 является нейтральной в систе­ ме с расширительным сосудом, присоединенном перед насосом. Гидравлические потери на участок 4—0 преодолеваются за счет всасывающего действия насоса.

Взаключение следует отметить, что в насосных системах отоп­ ления давление в трубопроводе зависит от места присоединения расширительного сосуда. В целях обеспечения положительного давления по всему циркуляционному кольцу (кольцам) расшири­ тельный сосуд следует присоединять перед всасывающим отверсти­ ем насоса, на обратном трубопроводе.

Вслучае, если расширительный сосуд нельзя присоединить на обратном трубопроводе перед насосом (в районных системах отоп­

ления), последний нужно поднять над верхней точкой розлива го­ рячей воды на высоту h (рис. IV.25), определяемую в м из выра­ жения

где h — высота от верхней точки горячего розлива до патрубка

трубопроводами от места включения в систему расширителя (р) до насоса (полуконтур 4, 5, 6, /); 1, 1— запас давления. Трассы 1, 2, 3, 4 работают под давлением, создаваемым насосом.

Шодная Манометры

Подбор насоса. Назначение насоса — создать давление, необхо­ димое для циркуляции воды в системе, и потому насос в системах отопления обычно называют циркуляционным.

Внасосных системах отопления насос не служит для подъема воды на высоту. Ввиду этого давление, развиваемое насосом, отно­ сительно невелико; количество же воды, перемещаемое по системе, значительно. Давление, развиваемое насосом, определяют как раз­ ность показаний манометров на нагнетательном и всасывающем патрубках насоса.

Вкачестве циркуляционных насосов применяют центробежные,

создающие непрерывный поток воды. При этом насос включают в обратную магистраль, так как при перемещении более холодной воды меньше изнашиваются его роторное колесо и подшипники и исключается вскипание воды. В практике устанавливают два цир­ куляционных насоса с тем, чтобы их можно было эксплуатировать

ствляться циркуляция воды. Она, кроме того, может служить одним из средств количественного регулирования системы отопления пу­ тем пропуска части воды, т. е. переводом насоса на частичную ра­ боту «на себя».

Подбирают насосы по их характеристикам.

В характеристику насоса входят графическое изображение за­ висимости давления р, развиваемого насосом, коэффициента полез­ ного действия г) и -мощности N от производительности G насоса, т. е. характеристика, представляет собой семейство кривых

/>=/(<?); л г = /( 0 ) ; л = / ( 0 )

при постоянном числе оборотов п.

Насосы для систем отопления подбирают по их производитель­ ности и давлению, необходимому для преодоления гидравлических потерь трубопроводами системы.

Производительность насоса определяют в кг/ч или м3/ч по фор­

насоса, м3/ч; Q — тепловые потери зданием, ккал/ч; At — принятый

Мощность двигателя для насоса определяют в кВт из выражения

где р — давление, развиваемое насосом, кг/м2; г)н— к. п. д. насоса; Лрп — к. п. д. ременной передачи.

Ввиду того, что характеристики центробежных насосов получе­ ны на определенное число оборотов двигателя (при п=1000„ 1400 и 2900), не всегда удается для заданных V н р подобрать насос с уже представленной в каталоге характеристикой. Величины V и р по каталогу обычно существенно отличаются от заданных. Вслед­ ствие этого возникает необходимость в определении нового числа оборотов, при которых производительность и давление максималь­ но приближались бы к заданным значениям V и р.

Определение нового числа оборотов называют пересчетом ха­ рактеристики насосов.

Теоретическое рассмотрение работы насоса позволяет устано­ вить, что при изменении числа оборотов насоса от п\ до «г, т. е. в ni//i2 = i« раз, производительность V изменится также в in раз; величина давления р в in2 и величина расходуемой мощности N — в in3. При работе насоса на одну и ту же систему расход воды из­ меняется пропорционально изменению числа оборотов насоса

П1

In*

G2 пъ

Давления меняются прямо пропорционально квадрату измене-

Расходуемые мощности (без учета мощностей на трение в под­ шипниках и сальниках, на ременную передачу и т. д.) меняются прямо пропорционально изменениям числа оборотов в кубе

Ni =

ЛГГ п \"

При этом имеется в виду, что к. п. д. насоса не изменяется. Имея характеристику при каком-либо одном числе оборотов пи

при других значениях производительности можно с помощью ука­ занных выше равенств получить характеристику насоса при другом числе оборотов, т. е.

Устройства для спуска воздуха из систем водяного отопления. Содержание воздуха в воде в общем виде определяется зависи­ мостью

воды.

Существенным условием, влияющим на удаление воздуха из системы, является скорость движения воды. При неизменном дав­ лении и температуре, но с увеличением скорости v условия для удаления воздуха затрудняются.

Воздух 'выделяется из воды с понижением р, возрастанием t и снижением v. Указанную зависимость интенсивности выделения воздухаиз воды используют при выявлении рациональных спосо­ бов удаления воздуха из систем водяного отопления.

Вбодяном отоплении с естественной циркуляцией со скоростью движения воды, не превышающей 0,2 м/с, удаление воздуха проис­ ходит в системах с верхней разводкой через расширительный сосуд,

всистемах с нижней разводкой — через специально устроенные воздушные линии, которые подводят воздух к автоматическим воздухоотводчикам (рис. IV.27).

Вводяном отоплении с насосной циркуляцией, со скоростью движения воздуха больше 0,2 м/с, воздух удаляется в системах с верхней разводкой через воздухоотводчики, в системах с нижней разводкой — через специально устраиваемые воздушные линии,

которые подводят воздух к автоматическим воздухоотводчикам, т. е. аналогично системам с нижней разводкой и естественной цир­ куляцией.

Принципиальная схема устройства автоматических воздухоотводчиков была показами на рис. IV.27. Поплавок 7, обычно свобод­

но пропускающий воздух в отверстие 2, закрывает его, всплывая при заполнении корпуса водой. При понижении уровня воды по­ плавок опускается и открывает отверстие 2 для выхода воздуха.

В насосных системах автоматические воздухоотводчики ре­ комендуется устанавливать на проточных воздухосборниках

♦ .