Билет №43. Расчет системы водяного отопления с естественной циркуляцией

Естественное циркуляционное давление является одним из составляющих расчетного циркуляционного давления в системе водяного отопления. Причина его возникновения выше уже рассматривалась.

Нагревание и охлаждение воды в циркуляционных кольцах системы создает неоднород­ное распределение ее плотности. В строго горизонтальной системе отопления это явление не вызывает циркуляции воды. Естественная циркуляция воды возникает только в верти­кальной системе и в ее вертикальных элементах (двухтрубных стояках, приборных узлах с замыкающим участком однотрубных стояков и пр.). Значение естественного давления, вызывающею циркуляцию воды, определяется разностью гидростатического давления двух столбов воды одинаковой высоты.

Охлаждение теплоносителя в системе водяного отопления происходит непрерывно по ме­ре удаления от теплообменника, на выходе из которого температура воды имеет наивыс­шее значение, и заканчивается при возвращении ее к теплообменнику. Постепенное осты­вание воды в теплопроводах сменяется быстрым охлаждением ее в отопительных прибо­рах. Поэтому общее естественное циркуляционное давление, возникающее в системе, можно рассматривать как сумму двух величин: давления, образующегося вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, и давления, вызываемого охлаждением воды в трубах

При рассмотрении значений естественного циркуляционного давления используют поня­тие о центре охлаждения теплоносителя. В центре охлаждения фактически постепенное изменение температуры (и плотности) воды по длине теплопровода или отопительного прибора принимают условно скачкообразным. С введением такой условной границы ох­лаждения можно считать, что на каждой половине длины отрезка теплопровода или при­бора вода имеет свою постоянную плотность. При этом гидростатическое давление не должно изменяться. Подобную условную границу изменения температуры воды в генера­торе теплоты или теплообменнике системы отопления называют центром нагревания.

Можно сделать вывод: значение естественного давления, возникающего вследствие ох­лаждения воды в трубах циркуляционного кольца, состоящего из N участков, складывает­ся из произведений высоты h; расположения центра охлаждения или нагревания над неко­торой условной плоскостью на разность плотности воды в концах участка, включающего этот центр.

Видно, что естественное циркуляционное давление больше, если выше расположены центры охлаждения над центром нагревания (обычно за плоскость отсчета принимают плоскость, проходящую через центр нагревания). При расположении хотя бы одного из центров охлаждения ниже центра нагревания естественное циркуляци­онное давление уменьшается.

Следовательно, в системе отопления с верхней разводкой давление всегда больше, чем в сис­теме с нижней разводкой, за счет увеличения вертикального расстояния от центров охла­ждения в верхней магистрали до центра нагревания.