Гидравлика систем отопления и охлаждения

Циркуляционное давление насоса

Циркуляция теплоносителя в трубопроводах системы обеспечения микроклимата создается работой насоса. Во время циркуляции проис­ходит изменение температуры теплоносителя, сопровождающееся воз­никновением гравитационного (естественного) давления. Естественное давление АРе, так же, как и развиваемое давление насоса АРН, является побудителем движения теплоносителя. Направления их действия на поток могут совпадать либо не совпадать. Это зависит от расположения теплообменного прибора по отношению к источнику теплоты (рис. 8.7). Если центр теплообменного прибора выше центра котла (теплообмен­ника), то направление циркуляций совпадает. Естественное давление при этом создает положительный дополнительный эффект для движе­ния теплоносителя, поэтому при выборе насоса его напор необходимо уменьшить. Если центр теплообменного прибора ниже центра котла, то направление циркуляций не совпадает. В этом случае воздействие есте­ственного давления является отрицательным, т. к. противодействует движению теплоносителя, и напор насоса необходимо увеличить. Та­ким образом, давление насоса при его подборе может быть уменьшен­ным или увеличенным на долю учитываемого естественного давления:

АРн=,..Л,5АР±БАРе, (8.1)

где 1,1...1,15 [38] — коэффициент запаса на неучтенные потери циркуля­ционного давления; АР — потери давления в основном циркуляцион­ном кольце; Б — поправочный коэффициент, учитывающий изменение естественного давления на протяжении отопительного периода при раз­ных способах регулирования.

В данном уравнении знак минус принимают при совпадении на­правления естественной (на рис. 8.7 обозначена пунктирной стрелкой) и насосной (обозначена сплошной стрелкой) циркуляции. Знак плюс — при несовпадении. В системах со взаимокомпенсирующим действием знак принимают по преобладающему естественному давлению.

Естественное давление изменяется на протяжении отопительного периода. На это реагируют терморегуляторы, увеличивая либо умень­шая сопротивление системы. Устранить влияние естественного давле­ния на терморегуляторы можно в двухтрубных системах с горизон­тальными ветками. Для этого необходимо в местах присоединения ве­ток к распределительным стоякам устанавливать автоматические регу­ляторы перепада давления. Они будут воспринимать на себя измене­ние естественного давления, поддерживая на терморегуляторах посто­янный перепад давления.

В некоторых странах для уменьшения влияния естественного дав­ления снижают перепад температур теплоносителя в системе, однако при этом увеличивается кривизна характеристики отопительного при­бора (см. рис. 6.2). В результате улучшается гидравлическая стабиль­ность системы, но ухудшается регулирование отопительных приборов. В других странах отдают предпочтение высоким перепадам температур теплоносителя. Каждый из подходов имеет свои преимущества и недо­статки. Главное при этом — обеспечение теплового комфорта в помеще­нии и экономия энергоресурсов.

В системах охлаждения влияние естественного давления незначи­тельно из-за малой разности температур холодоносителя и лишь в высотных зданиях оно начинает проявлять свое действие. При этом влияние естественного давления будет противоположно направлению, указанному на рис. 8.7.

Естественное давление теплоносителя необходимо оценивать и, при необходимости, учитывать в циркуляционном давлении систе­мы обеспечения микроклимата.

Устранения влияния естественного давления на гидравлический ре­жим системы достигают уменьшением температуры теплоноси­теля, применением автоматических регуляторов перепада давле­ния, автоматических регуляторов или стабилизаторов расхода.

Завышение располагаемого давления системы для уменьшения влия­ния естественного давления теплоносителя является энергозат­ратным проектным решением.