Rambler's Top100
статистика посещений


Ежедневные курсы валют в Республике Казахстан


 ВОДЯННОЕ ОТОПЛЕНИЕ / ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ


Динамика давления       Гидравлическое давление в каждой точке замкнутых циркуляционных колец системы отопления в течение отопительного сезона непрерывно изменяется вследствие непостоянства плотности воды и циркуляционного давления.

      Исходное значение давления соответствует гидростатическому давлению в каждой точке системы в состоянии покоя. Наибольшие изменения давления в системе происходят при циркуляции максимального количества воды, температура которой достигает предельного значения при расчетной температуре наружного воздуха. Сравнивая крайние значения при этих двух гидравлических режимах, можно судить о динамике давления в каждой точке при действии системы отопления в течение отопительного сезона.

      Изменение гидравлического давления рассматривают с целью выявления в системе отопления мест с чрезмерно низким или высоким давлением, вызывающим нарушение циркуляции воды или разрушение отдельных элементов. На этой основе предусматривают мероприятия, обеспечивающие нормальное действие системы.

Динамика давления в системе отопления с расширительным баком

      В вертикальной системе отопления с открытым расширительным баком с ненагреваемой водой при бездействии циркуляционного насоса избыточное гидростатическое давление одинаково на любом рассматриваемом уровне.

      На поверхность воды в открытом расширительном баке действует давление, равное атмосферному. Свободную поверхность воды в баке примем за плоскость сравнения для определения избыточного гидростатического давления и будем считать уровень, на котором находится вода в баке, неизменным при определенных объеме и температуре воды в системе отопления. Тогда в каждой точке системы можно определить избыточное гидростатическое давление в зависимости от высоты столба воды, расположенного над рассматриваемой точкой.

      В системе отопления при циркуляции с постоянной скоростью движения давление в потоке воды изменяется по длине труб. Вязкость и деформации потока обусловливают сопротивление движению воды. Они вызывают потерю давления в потоке движущейся воды, переходящего в результате трения (линейная потеря) и вихреобразования (местная потеря) в теплоту. Следовательно, в горизонтальной трубе гидростатическое давление уменьшается в направлении движения воды. В вертикальной трубе при движении воды снизу вверх гидростатическое давление убывает не только из-за линейной и местной потери давления, но и вследствие уменьшения высоты столба воды. В вертикальной трубе при движении воды сверху вниз гидростатическое давление не только не убывает, а возрастает по мере увеличения высоты столба воды, несмотря на попутную потерю давления.

      Гидростатическое давление в точке присоединения трубы расширительного бака к магистрали, при постоянном объеме воды в системе измениться не может. Эта точка называется точкой постоянного давления или «нейтральной» точкой системы. Во всех остальных точках системы гидростатическое давление при движении воды изменяется вследствие попутной потери давления.

      Можно констатировать, что при циркуляции воды в замкнутом кольце гравитационной системы отопления гидростатическое давление изменяется во всех точках, за исключением одной точки присоединения к системе трубы расширительного бака.

      Перейдем к рассмотрению динамики давления в системе отопления с нагреваемой водой при действии циркуляционного насоса — в насосной системе отопления.

      Насос, действующий в замкнутом кольце системы отопления, усиливает циркуляцию, нагнетая воду в трубы с одной стороны и засасывая с другой. Уровень воды в расширительном баке при пуске циркуляционного насоса не изменится, так как равномерно работающий лопастной насос обеспечивает лишь циркуляцию в системе неизменного количества практически несжимаемой воды. Поскольку при указанных условиях — равномерности действия насоса и постоянстве объема воды в системе уровень воды в расширительном баке сохраняется неизменным (безразлично, работает насос или нет), то гидростатическое давление в точке присоединения бака к трубам системы будет постоянным. Эта точка попрежнему остается «нейтральной», т.е. на гидростатическое давление в ней не влияет давление, создаваемое насосом (давление насоса в этой точке равно нулю).

      Следовательно, точка постоянного давления является местом, в котором давление, развиваемое насосом, меняет свой знак: до этой точки насос, создавая компрессию, воду нагнетает, после нее он, вызывая разрежение, воду всасывает. Все трубы системы от насоса до точки постоянного давления (считая по направлению движения воды) будут относиться к зоне нагнетания насоса, все трубы после этой точки — к зоне всасывания.

      Таким образом, можно расширить вывод, сделанный ранее для гравитационной системы: при циркуляции воды в замкнутом контуре системы отопления (и гравитационной, и насосной) гидростатическое давление изменяется во всех точках, за исключением одной точки — точки присоединения трубы расширительного бака.

      Из рассмотрения динамики давления в системе отопления с открытым расширительным баком следуют выводы:
1) в каждом циркуляционном кольце системы существует только одна точка постоянного давления, в которой зона нагнетания сменяется зоной всасывания;
2) в зоне нагнетания, т. е. до точки постоянного давления по направлению движения воды, гидростатическое давление увеличивается по сравнению с давлением в состоянии покоя, а в зоне всасывания, т. е. после точки постоянного давления, оно уменьшается;
3) точка постоянного давления может быть единственной во всей системе отопления, если расширительный бак присоединяется к общей подающей или обратной магистрали. Тогда она принадлежит любому циркуляционному кольцу системы.

Динамика давления в районной системе отопления с расширительным баком

      В районной системе водяного отопления группы зданий при теплоснабжении от собственной тепловой станции расширительный бак размещают в самом высоком здании (с учетом рельефа местности). Соединительные трубы бака подсоединяют к наружному обратному теплопроводу, а не к местным магистралям здания, чтобы избежать отключения бака от остальной части системы при местном ремонте.
      Рассмотрим динамику давления в общей системе отопления, например, четырех зданий, самое высокое нз которых удалено от тепловой станции.

      Гидростатическое давление в теплопроводах этой системы при бездействии циркуляционного насоса, находящегося на станции, определяется положением уровня воды в расширительном баке, установленном в здании.

      Для отдельных систем отопления зданий возникают различные перепады давления в точках их присоединения к наружным теплопроводам. Для внутренней системы отопления здания действует наименьший перепад давления (наименьшее насосное циркуляционное давление), для здания — наибольший.

      Давление со стороны подающего теплопровода не должно превышать предельно допустимого (рабочего) давления для всех элементов (арматуры, отопительных приборов) системы отопления здания. В случае необходимости давление в подающем теплопроводе может быть искусственно понижено до допустимого давления, при котором обеспечивается прочность элементов системы и вместе с тем необходимая циркуляция воды в системе отопления здания. Циркуляция воды будет происходить благодаря перепаду давления. Давление может быть понижено путем установки диафрагмы, причем расчетная разность давления составит.

      Циркуляционный насос, установленный на тепловой станции, создает давление, равное сумме потерь давления в зонах нагнетания и всасывания. При значительной величине давление во всасывающем патрубке насоса может понизиться настолько, что в насосе возникнет кавитация — нежелательное явление, приводящее к появлению раковин и в конце концов к разрушению корпуса насоса. Практически кавитация скорее всего может происходить в циркуляционном насосе протяженной системы отопления группы малоэтажных зданий (например, в сельских населенных пунктах).

      В районной системе отопления группы многоэтажных зданий скорее возможно чрезмерное повышение гидростатического давления. Повышение давления в обратных теплопроводах, опасное для целостности отдельных элементов систем отопления, может произойти как при установке расширительного бака в ближайшем к тепловой станции высоком здании, так и при переносе туда бака из удаленного здания. Это произойдет вследствие увеличения не только высоты здания, но, прежде всего, протяженности зоны нагнетания насоса. При этом (если бак, как обычно, будет присоединен к обратному наружному теплопроводу) особенно заметно повысится давление в системе отопления наиболее удаленного от тепловой станции здания, а также в теплопроводах и оборудовании тепловой станции.

      Если два бака присоединяются к одной и той же точке теплопроводов, то эта точка является общей точкой постоянного давления, и все ранее сделанные выводы остаются в силе. Если два бака присоединяются на одном уровне к двум различным точкам теплопроводов последовательно по направлению движения воды, то следует считаться с изменением уровня воды в баках. В ближнем к станции баке уровень воды повысится, в удаленном — понизится, причем разность уровней воды в баках будет пропорциональна потере давления в теплопроводах между точками присоединения баков.

Динамика давления в системе отопления без расширительного бака

      Отсутствие бака 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 избыточного давления в наиболее высоко расположенной точке. Это необходимо для надежного удаления воздуха из системы и предотвращения вскипания воды.




 

Все права защищены © 2007-2011 за WCS Ltd IX design Studio.

Рекламодателям