Расчетное циркуляционное давление в насосной СВО

Под расчетным понимают то значение общего циркуляционного давления, которое выбрано для поддержания расчетного гидравлического режима в системе отопления. Расчетное циркуляционное давление выражает располагаемую разность давления (насосного и естественного), которая в расчетных условиях может быть израсходована на преодоление гидравлического сопротивления движению воды в системе отопления.

Разность давления, создаваемая насосом (насосное циркуляционное давление), постоянна в определенной рабочей точке его характеристики. Естественная разность давления (естественное циркуляционное давление) переменна и подвержена непрерывному изменению в течение отопительного сезона из-за возрастания или убывания различия в плотности воды в разных частях системы. Следовательно, общее циркуляционное давление также переменно, и задачей является выбор его значения в качестве расчетного.

Расчетное циркуляционное давление в СВО в общем виде можно определить по формуле

(1)

Б - поправочный коэффициент, учитывающий значение естественного циркуляционного давления в период поддержания расчетного гидравлического режима в системе (Б≤1).

Воздействие переменного естественного циркуляционного давления вызывает отклонение от расчетного гидравлического режима системы, что отражается на количестве протекающей воды и в итоге на теплопередаче приборов.

По характеру воздействия естественного циркуляционного давления на расход воды все насосные системы отопления многоэтажных зданий можно разделить на две группы:

вертикальные однотрубные и бифилярные;

горизонтальные однотрубные и бифилярные, двухтрубные системы. Расчетный гидравлический режим в этих группах систем приурочен к различным периодам отопительного сезона.

Под тепловой устойчивостью системы, структура которой не нарушается (не проводятся отключения частей, изменения площади приборов и т.п.), понимается ее свойство пропорционально изменять теплоотдачу всех отопительных приборов при изменении температуры и расхода теплоносителя в течение отопительного сезона.

Большей тепловой устойчивостью отличаются системы первой группы - вертикальные однотрубные и бифилярные. Однако, чтобы обеспечить достаточно устойчивую их работу, при эксплуатации этих систем нужно уменьшать расход циркулирующей воды одновременно с понижением ее температуры. Так, в теплый период отопительного сезона расход воды в стояках следует уменьшать до приблизительно 60 % расчетного (рис. 7.25). Для такого изменения параметров теплоносителя необходимо проведение автоматического качественно-количественного регулирования в течение всего отопительного сезона.

В большинстве случаев автоматического количественного регулирования не предусматривают и роль естественного регулятора расхода воды предоставляют выполнять естественному циркуляционному давлению. Его значения уменьшаются по мере уменьшения разности температуры горячей и охлажденной воды (на рис. 7.25, например, от 25 °С при tн = -30 °C до 6,5 °С при tн=10 °C). При этом сокращается расход воды во всех отопительных приборах каждого стояка. Этим объясняется, что при определении расчетного циркуляционного давления в вертикальных однотрубных и бифилярных насосных системах отопления к насосному давлению прибавляется максимальное значение естественного циркуляционного давления (Б=1).

Это положение можно пояснить рис. 7.26, где показаны характеристика циркуляционного насоса и отрезок суммарной характеристики двух "насосов" (механического и естественного), вызывающих циркуляцию воды в системе. В рабочей точке А пересечения суммарной характеристики с характеристикой системы отопления (см. §3.4) под совместным влиянием давления двух "насосов" (Δрн + ре) обеспечивается расчетный расход воды в системе Gc (при расчетной для отопления температуре наружного воздуха). По мере повышения температуры наружного воздуха естественное циркуляционное давление уменьшается (вследствие уменьшения Δt, см. рис. 7.25), сокращается и расход воды в системе (точка А на рис. 7.26 стремится к точке Б). В рабочей точке Б расход воды минимален и равен Gн (естественное давление равно нулю). Понятно, что, используя в качестве "регулятора" изменение естественного циркуляционного давления, можно лишь приблизиться (в среднем наполовину) к надлежащему количественному регулированию вертикальных однотрубных систем отопления, а оптимальный гидравлический режим в них достижим только при автоматическом регулировании.

Рис. 7.26. Характеристика насоса (рабочая точка Б) и суммарная характеристика (с учетом естественного циркуляционного давления ре, рабочая точка А) применительно к вертикальной однотрубной системе отопления (расход воды изменяется от Gн до Gc)

Меньшая тепловая устойчивость присуща горизонтальным однотрубным и бифилярным и, особенно, вертикальным двухтрубным системам отопления. В циркуляционных кольцах этих систем в результате изменения различного по величине естественного циркуляционного давления заметно нарушается расчетный гидравлический режим отопительных приборов. Вода, подаваемая циркуляционным насосом в стояки, перераспределяется между ветвями и приборами. В холодный период отопительного сезона (tн<tcp.o.c) значительно увеличивается расход воды в верхней части систем при сокращении расхода в нижней части. В теплый период (tн>tcp ос) возрастает расход воды в нижней части за счет верхней.

Таким образом, в этих системах неизбежно возникает вертикальное гидравлическое и, как следствие, тепловое разрегулирование - нарушение тепловой устойчивости.

Выбор расчетного циркуляционного давления создает условия для длительного действия отопительных приборов горизонтальных однотрубных и бифилярных, вертикальных двухтрубных насосных систем в расчетном гидравлическом режиме с сохранением тепловой устойчивости. Такой подход к выбору ∆Рр способствует также уменьшению величины вертикального теплового разрегулирования при низкой и высокой температуре наружного воздуха и сокращению продолжительности этих периодов в процессе эксплуатации систем отопления.