И его значение зависит от разности плотности воды и вертикального расстояния между центрами охлаждения и нагревания воды

Где h2 — вертикальное расстояние между центрами охлаждения и нагревания воды или высота двух столбов воды — охлажденной и нагретой.

Из уравнения (8. 3 ) можно сделать выводы:

а) естественное циркуляционное давление возникает вследствие различия в значениях гидростатического давления двух столбов охлажденной и нагретой воды равной высоты (∆ P e на рис. 8.5);

б) величина естественного циркуляционного давления не зависит от высоты расположения расширительного бака (h1на рис.8.5).

В общем виде естественное циркуляционное (гравитационное) давление в системе водяного отопления равняется

∆ P e=gh(p_o – p_г) (8.4)

Под влиянием естественного циркуляционного давления в замкнутом кольце системы отопления устанавливается циркуляция воды, при которой давление ∆ P e, вызывающее циркуляцию, равно потерям давления при движении воды (∆ P с — потери давления в системе).

∆ P e=∆ P с (8.5)

Гидростатическое давление в точке присоединения трубы расширительного бака к магистрали, равное pгgh1 (см. рис. 8.5), при постоянном объеме воды в системе измениться не может. Эта точка называется точкой постоянного давления или «нейтральной» точкой системы отопления.

Во всех остальных точках теплопроводов системы гидростатическое давление при циркуляции воды изменяется вследствие попутной потери давления. Нанесем на рис. 8.5 вторую эпюру гидростатического давления в динамическом режиме — при естественной циркуляции воды в системе отопления (сплошные линии), начав построение с точки постоянного давления О.

Как видно, гидростатическое давление во всех остальных точках системы при циркуляции воды изменяется следующим образом: перед точкой О (считая по направлению движения воды) оно увеличивается, а после точки О — уменьшается по сравнению с гидростатическим давлением, предполагавшимся при отсутствии циркуляции В частности, гидростатическое давление в любой точке левого подъемного стояка (с восходящим потоком воды) возрастает, а правого опускного стояка (с нисходящим потоком) убывает.

Можно констатировать, что при циркуляции воды в замкнутом контуре 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 постоянства 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. Точка эта по-прежнему остается «нейтральной», т. е. на гидростатическое давление в ней давление, создаваемое насосом, не влияет (давление насоса в этой точке равно нулю).

Следовательно, точка постоянного давления будет 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.

Эпюра гидростатического давления в динамическом режиме — при насосной циркуляции воды в системе отопления — показана на рис. 8.6 (сплошные линии). Видно, что в зоне нагнетания насоса — от нагнетательного патрубка насоса до точки постоянного давления О — гидростатическое давление за счет компрессии насоса увеличивается во всех точках, в зоне всасывания — от точки О до всасываю­щего патрубка насоса — уменьшается в результате разрежения, вызываемого насосом.

Рис. 8.6. Эпюра гидростатического давления в системе водяного отопления при действии насоса

1 — открытый расширительный бак, 2 — циркуляционный насос; О – точка постоянного давления

Рис. 8.7. Изменение гидростатического давления в верхней подающей магистрали системы отопления

О — точка постоянного давления, А — точка в зоне нагнетания; Б — точка наибольшего разрежения, В—Г — зона разрежения

Можно расширить вывод, сделанный выше для гравитационной системы: при циркуляции воды в замкнутом кольце системы отопления — и гравитационной, и насосной — гидростатическое давление изменяется во всех точках за исключением одной точки — точки присоединения трубы расширительного бака.

Общие потери давления при движении воды в замкнутом кольце системы отопления ∆Pc выразим через потери давления в зоне нагнетания (обозначим их ∆Pнаг) и в зоне всасывания (∆Pвс) как

∆Pc=∆Pнаг+∆Pс (8.6)

С другой стороны, из формулы (6.9) следует, что ∆Pс=∆Pн+∆Pe (на рис. 8.6 показано, что ∆Pн меньше суммы ∆Pнаг и ∆Pвс на величину ∆Pе). Следовательно, общее (насосное и гравитационное) циркуляционное давление при установившемся движении воды будет затрачиваться без остатка на преодоление линейных и местных сопротивлений в зонах нагнетания и всасывания.

Сравнивая рис. 8 .6 и 8.4, можно установить степень изменения гидростатического давления, связанную с потерями давления при циркуляции воды в системе отопления:

а) увеличение давления в любой точке в зоне нагнетания насоса равно потере давления в трубах от рассматриваемой точки до точки постоянного давления, т. е.

p _{i· наг}=pgh _i +∆p _{i -o} (8.7)

б) уменьшение давления в любой точке в зоне всасывания насоса равно потере давления в трубах от точки постоянного давления до рассматриваемой точки, т. е.

p _{i· вс}=pgh _i +∆p_{о- i} (8.8)

где h i, — высота столба воды от рассматриваемой точки до уровня воды в расширительном баке.

Дата добавления: 2014-01-04