ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ С ИСКУССТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Для наиболее неблагоприятного циркуляционного кольца системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя располагаемая разность давлений для преодоления сопротивлений по длине и местных сопротивлений выражается величиной порядка 500...600 Па. При такой разности давлений устройство систем с радиусом действия более 30 м экономически не оправданно из-за необходимости применения труб больших диаметров и увеличения в связи с этим расхода металла и бесполезных потерь тепла. Поэтому в зданиях большой протяженности устраивают системы отопления с искусственной циркуляцией теплоносителя, побудителем которой являются насосы. Установку насосов производят в местах с наиболее низкой температурой теплоносителя — на обратных магистралях.
С помощью насосов возможно получение любых давлений для обеспечения циркуляции. Ограничением в этом случае являются предельные скорости движения теплоносителя в трубах по условиям бесшумности и возможность увязки гидравлических потерь по отдельным кольцам и ветвям системы. В случаях присоединения систем отопления к тепловым сетям через элеватор разность давлений в системе зависит от коэффициента смешивания, а регламентируемое СНиП минимальное давление на вводе должно быть не менее 100—120 кПа.
Увеличение скоростей движения воды приводит к уменьшению диаметров труб и связанному с этим уменьшению затрат па устройство систем, снижению транспортных потерь тепла и увеличению радиуса действия систем. Поэтому насосные системы нашли широкое применение не только для отопления отдельных зданий, но и групп зданий, обслуживаемых из одной котельной, и целых районов городов и поселков.
Применение искусственной циркуляции в системах отопления не исключает возникновения естественного давления, которое при гидравлическом расчете должно учитываться наряду с искусственным в размере не менее 40 % от максимальной его величины. Этим учитываются условия работы систем отопления при некоторых средних температурных условиях отопительного периода.
Дополнительная естественная разность давлений, вызванная остыванием воды в отопительных приборах и трубах, учитывается в тех случаях, когда величина ее оказывается более 10 % от разности давлений, создаваемой насосом.
В насосных системах отопления расширительный бак присоединяют перед всасывающим патрубком насоса или на небольшом удалении от него. При наличии нескольких абонентов присоединение расширительного бака должно осуществляться таким образом, чтобы при выключении любого или нескольких абонентов расширительный бак оставался присоединенным к действующей системе или части ее.
Чем вызвано требование о присоединении расширительного бака в определенной точке насосной системы отопления?
Система отопления представляет собой замкнутый контур теплопроводов, и поэтому работа насоса никакого влияния на уровень воды в расширительном баке не оказывает. Отсюда следует, что в точке присоединения открытого расширительного бака к системе отопления во всех случаях (при работе насоса или его бездействии) будет поддерживаться постоянное давление, складывающееся из атмосферного давления и гидростатического давления столба воды gho, где h — расстояние по вертикали от точки присоединения расширительного бака к системе до уровня воды в нем.
Точка, в которой поддерживается постоянное давление, называется нейтральной точкой или точкой постоянного давления.
Давление, создаваемое насосом, распространяется только до нейтральной точки, а за этой точкой по ходу движения воды насос создает разрежение. На участке от точки присоединения расширительного бака, на котором потери давления достигают величины ghp, давление будет понижаться, но останется атмосферным, а после точки А (рис. 7.1, а), в которой
давление в трубах будет ниже атмосферного, что неизбежно приведет к вскипанию воды, парообразованию, разрыву потока и гидравлическим ударам. Кроме того, в местах с давлением ниже атмосферного возможны нарушения плотности соединения труб и подсасывание воздуха в теплопроводы. На рис. 7.1, а жирными линиями обозначены теплопроводы, в которых давление ниже атмосферного.
Во избежание подобных явлений расширительный бак в системах с искусственной циркуляцией теплоносителя должен присоединяться только перед всасывающим патрубком насоса. При таком присоединении теплоноситель во всех наиболее высоко расположенных теплопроводах всегда будет находиться под давлением выше атмосферного, как это видно из рис. 7.1,6, где показаны эпюры давлений в теплопроводах системы отопления с верхней разводкой. Для систем с нижней разводкой магистралей эпюры давлений будут аналогичными.
В случае вынужденного присоединения расширительного бака на значительном расстоянии от всасывающего патрубка насоса необходимо соблюдать условия, выраженные формулой (7.1), где под потерями на участке 0—А следует понимать потери давления на участке теплопроводов от места присоединения расширительного бака до всасывающего патрубка насоса.
Присоединение расширительного бака не к верхней точке главного стояка, а перед насосами исключает возможность использования его для централизованного удаления воздуха из систем.
В целях беспрепятственного удаления воздуха из систем с верхней разводкой магистральные теплопроводы следует прокладывать с подъемом в сторону движения воды, чтобы пузырьки воздуха уносились током воды, а в концах магистралей устанавливать проточные воздухосборники, из которых периодически производить выпуск воздуха. К воздухосборникам можно присоединять вантузы — устройства для автоматического выпуска воздуха. При невозможности придания уклона теплопроводам магистралей их можно прокладывать горизонтально, но для обеспечения удаления воздуха скорость движения теплоносителя в них должна быть не менее 0,25 м/с, независимо от диаметра теплопровода.
В случае присоединения системы отопления к тепловым сетям через элеватор побудителем циркуляции воды в системе является перепад давления на выходе горячей воды из элеватора и перед камерой смешивания элеватора.
Если система отопления присоединяется непосредственно к тепловым сетям без элеватора, разность давлений, обеспечивающая циркуляцию воды в системе, принимается в зависимости от располагаемой разности давлений на вводе теплоносителя в здание. При этом учитываются возможность использования этой разности давлений в системе при допустимых скоростях движения воды в теплопроводах и возможности увязки потерь давления в циркуляционных кольцах системы.
