С естественной циркуляцией

Принцип действия системы водяного отопления с естественной циркуляцией воды (рисунок 15) заключается в следующем.

Горячая вода из котла 1направляется по подающему (горячему) трубопроводу 2 в нагревательный прибор 3, где происходит ее охлаждение. Остывшая в приборе вода возвращается в котел по обратному трубопроводу 4.В действующей системе отопления такая циркуляция воды происходит непрерывно.

Так как в системе отопления объем воды при нагревании увеличивается, то во избежание повышения давления и возможных при этом аварий (разрыв котлов, трубопроводов и т.п.) в самой высокой точке системы устанавливают расширительный сосуд 5, при помощи которого система сообщается с атмосферой. Расширительный сосуд должен вмещать весь прирост объема воды, получившийся при ее нагревании. В системах с естественной циркуляцией расширительные сосуды служат также для отвода воздуха, поэтому их присоединяют к подающим магистралям. Для удаления из системы воздуха и для выпуска из нее воды трубопроводы прокладывают с уклонами. Направление уклонов труб на рисунке 15 показано стрелками.

В системе, изображенной на рисунке 15, движение воды по подающим и обратным трубопроводам происходит только за счет разности давлений столбов нагретой и охлажденной воды.

Нагретая в котле вода поднимается вверх по трубопроводу 3, а на смену ей в котел снизу поступает охлажденная вода по трубопроводу 4. Таким образом, циркуляция воды происходит вследствие разности ее объемных весов в подающих и обратных трубопроводах.

Для определения величины циркуляционного давления, возникающего в системе, допустим, что вода, нагреваемая в котле, охлаждается только в нагревательном приборе.

Рассматривая давление, действующее на сечение I–Iобратного трубопровода (см. рисунок 15), можно убедиться, что с правой стороны на это сечение давит столб охлажденной, а следовательно, более тяжелой воды; с левой же стороны сечение испытывает давление столба нагретой, более легкой воды. Под влиянием разности этих давлений в системе и возникает циркуляция воды.

В правом и левом столбах воды имеются участки с одинаковой температурой, которые не могут создавать разности давлений; кним относятся участки высотой h₁ и h₅. Таким образом, разность давлений в сечении I - I создается только участками столбов воды высотой h₂, h₃, h₄ .

Давление воды в сечении I- I с правой стороны равно:

h₂g₀+ h₃g₀+ h₄ , (25)

где g₀ – вес 1 м³ охлажденной (обратной) воды в кг;

g_г – вес 1 м³ нагретой в котле воды в кг.

Давление в сечении I – Iс левой стороны равно:

h₂ + h₃g_г+ h₄g_г, (26)

Тогда разность давлений

H= hg₀ - hg_г = h(g₀ -g_г) кгс/м², или мм вод. ст., (27)

где h =

Таким образом, циркуляционное давление равно вертикальному расстоянию от середины котла до середины нагревательного прибора, умноженному на разность объемных весов охлажденной и нагретой воды.