Однотрубная система отопления с нижней разводкой обеих магистралей

(с П-образными стояками)

На рис. 7.21 приведена расчетная схема части такой системы с тупиковым движением воды в магистралях со стояками для трехэтажного здания при теплоснабжении деаэрированной водой. В стояке 1 применены проточнорегулируемые узлы с трехходовыми кранами (типа КРТ), в стояке 2 - узлы со смещенными замыкающими участками и проходными регулирующими кранами (типа КРП), На приборах верхнего этажа установлены воздушные краны.

Число приборов на одном этаже здания часто бывает нечетным. Для непарных приборов устраивают П-образные стояки с "холостой" восходящей трубой, либо Т-образные стояки с одной восходящей и двумя нисходящими трубами. Иногда стояки замоноличивают в наружные стены или во внутренние перегородки. Там, где это сделано, стояки фактически превращаются в дополнительные монолитные проточные отопительные приборы, а основные приборы установлены открыто и присоединены к специально предусмотренным патрубкам на стояках.

Рис. 7.21. Расчетная схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с нижней разводкой обеих магистралей (с П-образными стояками):

Ст.1 - проточнорегулируемый стояк; Ст.2 - стояк с замыкающими участками

Естественное циркуляционное давление в любом стояке находят как разность гидростатического давления в нисходящей и восходящей частях стояка. Например, для проточнорегулируемого стояка I.

(8)

Естественное давление в малых циркуляционных кольцах приборов в стояке 2 находят по формуле (7). В нисходящей (правой на рис. 7.21) части стояка 2 естественное давление в каждом малом циркуляционном кольце, как было отмечено, способствует затеканию воды в отопительные приборы. Напротив, в восходящей (левой) части стояка, где центры охлаждения выше соответствующих центров охлаждения воды в приборах, оно противодействует затеканию воды и относительно уменьшает расход воды в приборах, что вызывает увеличение их площади. Формула (8) относится также к бифилярной схеме стояков.

Однотрубная система отопления с "опрокинутой" циркуляцией воды

(с нижней разводкой подающей магистрали и верхней прокладкой обратной магистрали)

 На рис. 7.22 изображена расчетная схема части такой системы с тупиковым движением воды в магистралях со стояками, имеющими проточные приборные узлы (стояк 1), про- точно-регулируемые узлы с кранами типа КРТ (стояк 2) и узлы с замыкающими участками и кранами типа КРП (стояк 3). Обходные и замыкающие участки делают, как правило, смещенными от оси стояков.

Рис. 7.22. Расчетная схема вертикальной однотрубной системы водяного отопления с "опрокинутой" циркуляцией воды: Ст.1 - проточный стояк; Ст.2 - проточно-регулируемый стояк; Ст.З - стояк с замыкающими участками

Расход и температуру воды в стояках определяют по формулам (7.23) и (7.24). Естественное циркуляционное давление рc.пр находят по формуле (7.28) или как разность гидростатического давления в главном обратном стояке (Г.ст на рис. 7.22) и в рассматриваемом стояке в здании, имеющем N этажей:

(9)

По формуле (9) можно дополнительно учесть отличие плотности воды при температуре tN+1, в рассматриваемом стояке, от плотности воды при температуре t0 в главном обратном стояке.

Естественное циркуляционное давление в малом циркуляционном кольце каждого отопительного прибора стояка 3 (см. рис. 7.22) вычисляют по формуле (7). В данной системе это давление противодействует затеканию воды во все вертикальные приборы, что приводит к относительному увеличению площади их теплоотдающей поверхности.

Для большинства рассмотренных вертикальных однотрубных систем отопления характерно одностороннее присоединение приборов к стоякам. Это, хотя и увеличивает число стояков, однако позволяет унифицировать узлы обвязки приборов, как по диаметру, так и по длине труб, что необходимо для интенсификации производства при массовом обезличенном изготовлении деталей. Кроме того, отопительные приборы из гладких труб малого диаметра (здесь им уподобляются трубы стояков) имеют повышенный коэффициент теплопередачи по сравнению с другими видами отопительных приборов; Следовательно, при увеличении числа открыто прокладываемых стояков уменьшаются размеры основных отопительных приборов.

На основании полученных формул можно сделать следующие выводы:

- в циркуляционных кольцах вертикальных однотрубных систем водяного отопления естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, возрастает с увеличением числа последовательно соединенных отопительных приборов и действует как единая величина, влияющая в равной степени на циркуляцию воды через все отопительные приборы каждого стояка;

- в малых циркуляционных кольцах отопительных приборов в вертикальных однотрубных системах с замыкающими участками возникает дополнительное естественное циркуляционное давление, зависящее от высоты прибора и степени охлаждения воды в нем. Это давление способствует затеканию воды в приборы при движении воды в стояке сверху вниз и противодействует ему при движении воды снизу - вверх.

Вертикальные СВО

Рис. 7.23. Расчетная схема вертикальной двухтрубной системы водяного отопления: а - с верхней разводкой подающей магистрали; б - с нижней разводкой обеих магистралей

В кольцах двухтрубных систем как с верхней, так и с нижней разводкой возникает одинаковое естественное циркуляционное давление. Его значение в каждом циркуляционном кольце определяется вертикальным расстоянием между центрами охлаждения и нагревания.

(10)

где h₁ - вертикальное расстояние между центром охлаждения воды в приборах на первом этаже и центром ее нагревания в системе отопления.

При нижней разводке в кольцах через отопительные приборы на верхнем N-м этаже действует максимальное естественное циркуляционное давление

(11)

В циркуляционном кольце какого-либо прибора, расположенного выше другого, возникает дополнительное естественное давление, пропорциональное вертикальному расстоянию между центрами охлаждения воды в этих приборах. Положение центра охлаждения в верхних отопительных приборах на рис. 7.23, 6 установлено по оси подводок к ним. Неоднородность плотности воды по высоте этих приборов вызывает лишь внутреннюю циркуляцию в приборах и не отражается на циркуляции воды в стояке.

Вывод, что в вертикальных двухтрубных системах водяного отопления естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения воды в отопительных приборах, различно по значению и независимо по действию для циркуляционных колец приборов, находящихся на разной высоте. Следовательно, в таких системах естественное давление неодинаково влияет на циркуляцию воды через каждый прибор, что в результате может нарушать заданное (расчетное) распределение по приборам воды, подаваемой в стояки насосом. В этом причина наблюдаемой на практике вертикальной тепловой неустойчивости не отрегулированных систем отопления с двухтрубными стояками.