Как найти естественное давление в двухтрубной системе.

 

Изменения температуры воды в системе происходят в основном в котле, откуда поступает нагретая вода, и в нагревательных приборах, где она охлаждается. В связи с этим часть трубопроводов системы от котла до нагревательных приборов постоянно заполнена нагретой водой, а от приборов до котла – охлажденной, несмотря на то, что вода непрерывно движется в замкнутом контуре трубопроводов.

На примере простейшей схемы (рисунок 86) определим значение возникающего естественного (гравитационного) циркуляционного давления ΔР_е, Па. В подающем трубопроводе, вода имеет температуру t_г, °С, и плотность ρ_г кг/м³. Трубопровод с охлажденной водой температурой t₀ и плотностью ρ₀. Взаимное расположение отдельных элементов системы отопления показано на схеме высотами h₀, h₁,h₂, h₃ и h₄.

Принято, что нагрев воды, происходит в середине котла – точка нагрева (т.н.); охлаждение ее – в середине нагревательного прибора – точка охлаждения (т.о.); вода в трубопроводах не охлаждается.

Определим гидростатические давления воды, действующие на сечение А – А справа и слева. Разностью этих давлений будет избыточное циркуляционное давление, под влиянием которого происходит движение воды в замкнутом контуре трубопроводов системы.

Рисунок 86 – Схема к определению естественного циркуляционного давления для двухтрубной системы водяного отопления

Давление столба воды справа, Па,

 

.

Давление столба воды слева, Па,

 

.

 

Разность между ними, Па,

 

.

 

Отсюда следует, что естественное (гравитационное) циркуляционное давление в замкнутом контуре трубопроводов с произвольно расположенными в нем точками нагрева и охлаждения равно высоте над источником теплоты, умноженной на ускорение силы тяжести и разность плотностей воды в точке охлаждения и точке нагрева.

 

115. Как влияет на распределение воды по этажам двухтрубной системы?

 

Естественное давление для разных этажей (рисунок 86).

Для прибора 1 этажа .

Для прибора 2 этажа .

Высота h₁меньше, чем h₂, поэтому и естественное давление на первом этаже меньше, чем на втором. А так как вода идет по пути, на котором проталкивающее ее давление больше, то в приборе второго этажа будет больший расход воды, чем в нижнем. Соответственно, в верхнем помещении будет перегрев, тогда как в нижнем – недогрев.

Для получения расчетных расходов воды в контур верхнего прибора надо ввести дополнительное сопротивление в виде крана, шайбы или балансировочного клапана.

Чем больше этажей в здании, тем больше разница естественных давлений. Так, например, в 5 этажном доме в кольце пятого этажа она в 20 раз больше, чем на первом. Поэтому схему такого типа желательно применять с терморегуляторами в приборных узлах. А это возможно только с насосной циркуляцией, т.к. терморегуляторы имеют большое гидравлическое сопротивление.