Динамика Давления в системе отопления

Гидравлическое давление в каждой точке замкнутого контура систе­мы отопления в течение отопительного периода подвержено непрерыв­ному изменению. Давление изменяется вследствие непостоянства плот­ности воды и циркуляционного давления, которое обусловлено качест­венно-количественным регулированием, т. е. изменением температуры и расхода воды при эксплуатации системы отопления.

Итак, в системе отопления наблюдается динамический процесс из­менения гидравлического давления. Исходное значение давления со­ответствует гидростатическому давлению в каждой точке при покое воды. Наибольшее изменение давления происходит при циркуляции мак­симального количества воды с температурой, достигающей предельного значения при расчетной температуре наружного воздуха. Рассматривая и сравнивая крайние значения при этих двух гидравлических режи­мах, можно судить о динамике давления в каждой точке цри действии системы отопления в течение отопительного периода.

Анализ динамики гидравлического давления делается с целью выяв­ления в системе отопления мест с чрезмерно низким или высоким дав­лением, вызывающим нарушение циркуляции воды или разрушение от­дельных элементов. На основе такого анализа намечаются мероприя­тия, обеспечивающие нормальное действие системы отопления.

Для установившегося движения потока воды — капельной несжимае­мой жидкости — уравнение Бернулли имеет вид:

где р— плотность воды, кг/м3;

g— ускорение свободного падения, м/с2;

h — высота положения оси или сечения потока воды над плоскостью сравнения, м;

р—давление в потоке воды, Па;

w — средняя скорость движения потока воды, м/с.

По уравнению Бернулли, представляющему собой частный случай записи общего закона сохранения материи в природе, полная энергия потока состоит из кинетической и потенциальной энергии.

Кинетическая энергия движения потока воды измеряется гидроди­намическим давлением.

При скорости движения воды в теплопроводах насосной системы отопления 1,5 м/с гидродинамическое давление составляет:

Потенциальная энергия потока воды складывается из энергии поло­жения потока и энергии давления в потоке.

В каком-либо сечении потока воды энергия положения измеряется высотой положения сечения потока над плоскостью сравнения, энер­гия давления — пьезометрической высотой, на которую может поднять­ся вода над рассматриваемым сечением. В замкнутой системе отопления проявляется энергия давления, рассматриваемая как гидростатическое давление, вызывающее циркуляцию воды.

Гидростатическое давление в вертикальной трубе при изменении по­ложения потока только на 1 м возрастает или убывает на величину

Очевидно, что изменение гидростатического давления по высоте си­стемы отопления даже одноэтажного здания более чем на целый поря­док превышает максимальное значение гидродинамического давления. Поэтому в дальнейшем для характеристики изменения гидравлического давления в системе отопления будем учитывать изменение только гид­ростатического давления, приближенно считая его равным полному.

Рассмотрение динамики давления проведем в системе водяного отоп­ления с естественной и искусственной циркуляцией воды как при нали­чии расширительного бака, так и без расширитель­ного бака.