ТЕМА 4.Водяне опалення з природою

циркуляцією. Динаміка тиску в системах

опалення. Схемі з природною циркуляцією.

1 .Студент повинний знаті:

1.1 .Особливість систем з природною циркуляцією.

1.2.Що заставляє рухатись теплоносій після труб.

1.3 .Як визначається тиск в системах з природною циркуляцією

1.4.Схеми систем опалення.

1.5.Їх недоліки

1.6.Де приміняють системи з природною циркуляцією.

2.Студент повинний вміти:

2.1.Визначати розрахунковий тиск у системах з природною циркуляцією.

2.2.Вміти виконати гідравлічний розрахунок: попередній, тепловий, уточнюючий.

Тема 4. ВОДЯНЕ ОПАЛЮВАННЯ З ПРИРОДНОЮ ЦИРКУЛЯЦІЄЮ

Принципова схема системи складається з казана 1, подаючого трубопроводу 2, нагрівальних приладів 4, зворотного трубопроводу 5 і розширювальної судини 3 .Нагретая в казані вода поступає в нагрівальні прилади

віддає в них частина своєї теплоти на компенсацію втрат теплоти через зовнішні огорожі опалювальної будівлі, потім повертається в казан і далі циркуляція води повторюється. Її рух відбувається під дією природного імпульсу, що виникає в системі при нагріві води в казані. Щоб з'ясувати причину виникнення цієї спонуки і його величину, припустимо, що:

1) всі трубопроводи системи мають таку теплову ізоляцію, що
температура води в них між казаном і приладами не змінюється;

2) у верхніх половинах казана і приладів температура шах t_г з щільністю p_г, а
в нижніх половинах казана і приладів вона розрахункова min t_o з p_o.

За цих умов визначимо силу, що примушує краплю води а переміщатися по зворотному трубопроводу 5 до казана 1. Причиною переміщення може бути тільки нерівність маси стовпів води, що діють на краплю з обох боків. Розтинаючи по висоті систему на 3 зони над віссю приладу 4, між осями приладу і казана і нижче за вісь казана 1, можна встановити наступне:

1) у зоні I спонука не створюється, оскільки висота вертикальних
трубопроводів, що знаходяться в цій зоні, і щільність води p_г в них
однакові, і отже, однаково і тиск, що діє
відповідними стовпами води на краплю а;

2) у зоні III спонука не створюється з тієї ж причини, що і в зоні I;

3) у зоні II спонука виникає, оскільки в лівому трубопроводі гаряча вода має щільність меншу, ніж охолоджена в правому трубопроводі. Зліва на краплю а тисне стовп води масою ghp_е, а справа-ghp_o

Величина спонуки, що примушує краплю пересуватися, Па

Р = g(hp₀- hp_г )= hg(p_o – p_г)

З цієї формули виходить, що природний імпульс в системі водяного опалювання буде тим вище, чим більше відстань по висоті між (t_г - t_o) і відповідно (p_o - p_г).

У системах з природною циркуляцією зазвичай t_г = 95° p_г = 961.9 кг/м1

t_o=70° p_o= 977.8 кг/м3 Висота зазвичай h = 3 м Тогда Р= 3*( 977.8 - 961.9) *9.8 = 480 Па

Проте цей розрахунок виконаний при умові, що температура води не

зменшується по довжині. Практично теплота в них втрачається і температура

,води у міру видалення від казана зменшується, що створює додаткове тиск Р. Його величина залежить від горизонтальної відстані в і від числа поверхів в будівлі.

Р = gh (p_o - p_г)+Р

Оскільки Р набагато менше Р його враховують тільки при розрахунку квартирних систем опалювання.

Циркуляційне тиск, таке, що створилося при роботі системи, витрачається на преодаление опори руху води по трубах (від тертя води об стінки труб) і на місцеві опори (у відведеннях...).

Величина опорів збільшується із зростанням швидкості ( ).

При збільшенні швидкості в 2 рази втрати тиску зростає в 4 . Тому в таких системах приймають великі d щоб були менше V. Збільшується витрата металу. Щоб система була економічною в < 30 м, а h повинна бути > 3 м. Розширювальний бак встановлюється на головному стояку.