ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛИРОВОЧНОГО КРАНА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ПОДВОДКЕ К НАГРЕВАТЕЛЬНОМУ ПРИБОРУ

В водяных системах отопления для регулирования теплоотдачи возникает необходимость изменять количество поступающей воды в нагревательный прибор (количественная местная регулировка). Этот способ регулирования основан на изменении гидравлического сопротивления проходу воды в прибор с помощью крана, установленного на подающей подводке.

При изменении проходного сечения в кране давление жидкости в трубопроводе снижается вследствие внезапного расширения потока.

Потери давления можно определить в кг/м2 по формуле Борда — Карно, согласно которой потеря при внезапном расширении равна скоростному давлению потерянной скорости

Определение величины гидравлического сопротивления, возникающего в зависимости от степени закрытия крана двойной регулировки. Для решения этой задачи произведем расчеты для трубы с краном двойной регулировки d= 15 мм. Примем скорость потока в трубе V = 0,3 м/с и о2=0,1 м/с (v2— скорость воды в кране).

Воспользуемся формулой Борда — Карно (пренебрегая другими потерями в кране) для определения А р. Результаты расчетов приведены в табл. XII.5.

В табл. XII.5 f2 — площадь отверстия в кране после дросселирования; f 1 — площадь сечения трубы (или отверстия в полностью открытом кране); 1—f2/f—относительная величина площади закрытой части отверстия в кране после дросселирования.

Из таблицы и рис. XI 1.4 следует, что кран не является совершенным прибором для регулирования: ощутимое гидравлическое сопротивление кран создает, будучи закрытым более чем на половину, — при скорости воды в подводящей трубе, равной 0,3 м/с, когда отверстие в ней закрыто на 60%, а также при скорости потока в трубе 0,1 м/с, когда она закрыта на 80%.

О месте установки крана регулирования нагревательного прибора. Кран регулирования можно устанавливать в водяных системах на подающей и обратной подводках к нагревательному прибору.

Где же лучше его устанавливать? Кран действует как запорное и регулирующее устройство, хотя и не совсем совершенное, будучи установленным и на подающей, и на обратной подводках. Как показали наблюдения, если кран установлен на подающей подводке и даже полностью закрыт, возможна циркуляция воды через обратную подводку. В ней устанавливается двухфазное течение потока с взаимно противоположным направлением. Циркуляция эта незначительна — при ней в приборе происходит незначительный теплообмен, что практически всегда допустимо.

Для полного отключения прибора и лучшего регулирования теплоотдачи кран предпочтительнее устанавливать на обратной подводке. Однако кран двойной регулировки на обратной подводке может служить причинами засора и недостаточного прогрева прибора. Заметим также, что кран двойной регулировки целесообразнее устанавливать на горизонтальной трубе шпинделем горизонтально. В этом случае из подводки легче удаляется воздух, задерживаемй перед краном вследствие особенностей его конструкции.

Автоматизация систем отопления. Анализ работы систем отопления показал, что качественная эксплуатация их практически неосуществима без широкого внедрения во все ее звенья надежной автоматики.

От принципа стабилизации температурного режима отапливаемых помещений целесообразен переход на программное регулирование отпуска тепла, что дает возможность изменять температуру воздуха в течение суток по заданной программе с учетом требуемых условий теплового комфорта.

В связи с ожидаемым широким внедрением в практику эксплуатации отопительных систем программного регулирования тепла следует критически пересмотреть принципиальные схемы отопительных устройств с целью перевода их на автоматическое регулирование с минимальными затратами. В этом плане целесообразно применять пофасадное количественно-качественное регулирование. Индивидуальные комнатные терморегуляторы при этом могут дополнить пофасадное регулирование температуры в перманентно перегреваемых помещениях.

Опыт эксплуатации Мосэнерго по регулированию отпуска тепла на отопление путем применения на абонентских вводах регуляторов местных пропусков с датчиками внутренней температуры в трех специальных помещениях отапливаемого здания подтвердил принципиальную возможность использования такого метода регулирования при определенных условиях. При внедрении этого метода встретились трудности, связанные с выбором эталонных помещений для установки датчиков внутренней температуры, свободных от случайных факторов (открытые форточки, внутренние тепловыделения).

Одной из схем автоматического регулирования отпуска тепла на отопление, не имеющей отмеченных недостатков, может служить схема с использованием модели здания. При создании такой модели требуется обеспечить равенство коэффициентов аккумуляции модели и здания, а также постоянство соотношения между расходами тепла модели здания и здания при установившемся режиме. При этих условиях температура воздуха внутри модели будет изменяться по такому же закону, как и температура воздуха внутри помещения. Электрическая мощность нагревателя, установленного в модели, изменяется пропорционально только разности температур воды в подающей и обратной линиях.

Опыт показывает, что автоматическое управление системами отопления, кроме обеспечения лучшего комфорта, дает экономию тепловой энергии. Так, по исследованиям Челябинскгражданпроекта и Челябинского политехнического института, в результате применения автоматического регулирования пофасадными системами отопления с количественно-качественным регулированием была получена экономия тепловой энергии на 25—30% по сравнению с расходом ее в домах с неавтоматизированными системами отопления. Существенно экономится топливо за счет полезного использования солнечной энергии в помещениях, расположенных на южных и западных фасадах.

Дроздов В. Ф. Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит, вузов. М., «Высш. школа», 1976