Учебник для вузов

Отопление

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Использование в системе отопления двух открытых расширительных баков может быть допущено с соблюдением определенных условий. Для выявления этих условий рассмотрим возможные случаи присоединения двух баков к трубопроводам системы отопления.

1.         Два расширительных бака присоединены к одной точке теплопроводов системы отопления. Эта точка является точкой постоянного давления, вода в обоих баках находится на одном уровне. Все ранее сделанные выводы в этом случае остаются в силе.

2.         Два расширительных бака присоединены к двум точкам А и Б теплопровода последовательно по движению воды. На рисунке нанесены пьезометрические линии в статическом (штрихпунктирные) и динамическом (сплошные линии) режимах.

В этом случае до пуска циркуляционного насоса в действие вода в баках по закону сообщающихся сосудов находится на одном уровне. Помня о постоянстве объема воды в системе и о существовании только одной точки постоянного давления в замкнутом циркуляционном кольце, приходим к заключению, что при работе насоса «нейтральная» точка О располагается между точками Л и Б. Тогда в точке Л, попавшей р зону нагнетания насоса, гидростатическое давление увеличивается, а в точке Б— в зоне всасывания — уменьшается. Соответственно уровень воды в баке / повышается, а в баке // понижается (баки уподобляются водяным манометрам). Разность уровней воды в баках по установленной выше зависимости пропорциональна потере давления в теплопроводе между точками А и Б

Если площади поперечных сечений баков Fj и Fn равны и трубы к бакам и между точками А и Б одинакового диаметра, то величина поднятия уровня воды в первом баке hi равна величине его понижения h2 во втором, а точка постоянного давления О находится посередине участка Л—Б.

При разных площадях поперечного сечения баков меньше изменится уровень воды в баке, имеющем большую площадь поперечного сечения.

Положение точки постоянного давления О, как и изменение уровня воды в баках, при прочих равных условиях зависит от» соотношения площадей поперечного сечения расширительных баков.

При увеличении размеров одного из баков (например, бака //) точка О перемещается по направлению к точке его присоединения (к точке Б). Если бак // сделать столь большим, что можно пренебречь изменением уровня воды в нем, то точка О сольется с точкой Б, а поднятие уровня в баке / малых размеров достигнет максимальной величины

Практически это случай, когда в расширительный бак, присоединенный к общей обратной магистрали, выводится воздушная труба от верхней точки подающей магистрали системы отопления. Такая воздушная труба 2 фактически является вторым расширительным баком весьма незначительного поперечного сечения, присоединенным в точке А зоны нагнетания. При действии насоса в воздушной трубе произойдет поднятие уровня воды, пропорциональное величине потери давления от точки А до точки постоянного давления О, почти совпадающей с точкой присоединения расширительного бака. При этом потеря давления может оказаться столь большой, что в воздушной трубе вода будет не только подниматься, но и выливаться в бак, а затем по соединительным трубам / возвращаться в систему. Такое добавочное циркуляционное кольцо может нарушить нормальное действие системы. Следовательно, этот способ удаления воздуха из системы допустим лишь при предварительном рассмотрении изменения давления.

3. Два расширительных бака присоединены к двум точкам Л и £ в системе отопления параллельно. Следовательно, точки А п Б находятся в различных циркуляционных кольцах системы.  В каждом параллельном циркуляционном кольце, как уже установлено, существует своя точка постоянного давления. Из условия постоянства объема воды в системе следует, что если после пуска насоса уровень воды в одном расширительном баке (например, в баке /) поднимется, то в другом (баке //) он опустится. Баки, как водяные манометры, присоединенные в точках А я Б, показывают создаваемое насосом дополнительное давление в точке А и разрежение в точке Б. В нашем примере это означает, что точка А находится перед точкой постоянного давления

Если площадь одного из баков (весьма велика по сравнению с площадью другого, то точка постоянного давления 02 переместится к точке Б, а положение «нейтральной» точки Oi будет зависеть от разности потери давления на отрезках теплопроводов В—Б и В—А. Когда эта разность положительна, уровень воды в баке / повысится, а точка 0\ расположится после точки А (по направлению движения воды); когда она отрицательна, уровень воды в баке / понизится, а точка О] будет находиться перед точкой А.

В частном случае при равной потере давления Дрв_Б =Лрв_А точки постоянного давления совпадут с точками Л и £ и уровень воды в баках при действии насоса не изменится, каковы бы ни были площади их поперечного сечения.

Практически возможен случай, когда при наличии одного расширительного бака потребуется параллельное присоединение второго дополнительного бака к новой ветви системы отопления. Наличие второго бака влияет на гидростатическое давление в теплопроводах ранее существовавшей системы отопления.

Рассмотрим изменение гидростатического давления в системе отопления в этом случае. Гидростатическое давление в теплопроводах системы отопления группы зданий в статическом режиме (штрихпунктирная линия) и в динамическом режиме, когда к ранее существовавшей ветви системы слева от тепловой станции (т. с ) с тремя зданиями /—/77 и расширительным баком / добавлена новая ветвь справа с тремя зданиями IV—VI и вторым баком 2. Первый бак установлен в здании ///, изменение гидростатического давления в одной левой ветви показано сплошными линиями. Второй дополнительный бак помещен в здании VI на одном уровне с первым. Характер изменения гидростатического давления в обеих ветвях системы изображен пунктирными линиями.

Из рисунка видно, что точки постоянного давления 0\ и Ог не совмещаются с точками присоединения расширительных баков к теплопроводам. При этом происходит понижение уровня воды в баке / на величину hi и повышение уровня в баке 2 на величину h2, что может привести к утечке воды через бак 2 и нарушению отопления здания ///.

Следует отметить недостаток установки двух расширительных баков в удалении друг от друга. При этом почти всегда происходит изменение уровня воды в них, а это вызывает уменьшение полезной емкости того бака, в котором уровень воды повышается. Потеря полезной емкости одного из баков связана с потерей давления в теплопроводах между точками присоединения к ним баков.

Следовательно, при использовании двух расширительных баков их суммарный объем почти всегда должен приниматься больше объема одного общего бака, и это различие в объеме будет возрастать по мере удаления второго бака от первого.

Из рассмотрения динамики давления в насосной системе водяного отопления с двумя расширительными баками можно сделать вывод о необходимости проверки изменения уровня воды в баках. Без такой предварительной проверки колебание уровня воды в баках, даже при точном монтаже и правильной эксплуатации системы отоплений, может вызывать нарушение циркуляции воды.

Очевидно, что предпочтение следует отдавать присоединению к системе отопления одного расширительного бака. Однако и при использовании одного открытого бака место его присоединения к теплопроводам, особенно в системе отопления группы зданий, необходимо выбирать с учетом динамики давления.

Система водяного отопления может быть и без открытого расширительного бака в том случае, когда обеспечивается необходимое гидростатическое давление во всех ее элементах при различных режимах эксплуатации. При этом на тепловой станции можно применить закрытый расширительный бак, находящийся под естественным или искусственно повышенным гидростатическим давлением, а также специальный насос или клапан, одновременно восполняющий потерю воды в системе.