14.1 Общие сведения и понятия гидравлической и тепловой устойчивости водяных систем отопления

Рассчитывая системы отопления, принимают расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха, то есть такие условия, когда тепловая мощность системы достигает своего максимума

Эти условия наблюдаются в течение очень короткого времени, исчисляемого сутками. В продолжение всего остального времени отопительного сезона в нагревательные приборы должна подаваться вода с температурой ниже расчетной и непрерывно-переменной по величине, в зависимости от изменения внешних условий: температуры воздуха, скорости ветра, солнечной радиации

Изменение температуры воды вызывает в свою очередь изменение ряда величин, на которых, как и на постоянных, был основан расчет. Меняются температурные напоры и коэффициенты теплопередачи нагревательных приборов, кинематическая вязкость воды — число Рейнольдса, коэффициенты трения в трубопроводах, которые в номограммах и таблицах приняты для t1 = 95° С, а также гравитационные давления, коэффициенты затекания и другие величины.

Идеальная увязка циркуляционных контуров при расчетных параметрах, когда изменяется температура наружного воздуха, не сохраняется. В случае новых текущих параметров количество воды, поступающее в приборы, и их мощность у одних изменяется в большей, у других в меньшей степени Такое явление называется гидравлической и тепловой неустойчивостью

Практика показывает, что вопросам работы систем отопления на режимах с пониженной температурой необходимо, по сравнению с расчетной, уделять самое пристальное внимание. Надо стремиться к тому, чтобы системы не имели свойств, вызывающих неустойчивость

При изменении температуры наружного воздуха тепловая мощность всех нагревательных приборов должна изменяться пропорционально изменению разности между температурой в помещении и наружной, сохраняя при этом постоянство внутренней температуры.

Свойство системы изменять тепловую мощность нагревательных приборов пропорционально изменению разности температуры наружного и внутреннего воздуха называется тепловой устойчивостью системы (рис 15.1а).

Свойство системы пропорционально изменять расход воды во всех нагревательных приборах при изменении общего количества воды, циркулирующей в системе, называется гидрав­лической устойчивостью системы.

Отклонение от состояния тепловой устойчивости называется тепловой неустойчивостью системы отопления.

Если тепловая мощность нагревательных приборов различных этажей при изменении наружной температуры изменяется неодинаково, то такую неравномерность называют верти­кальной неустойчивостью (рис. 15.1б)

Неравномерное изменение тепловой мощности приборов одного и того же этажа называют горизонтальной неустойчивостью (рис. 15.1в).

В практической работе систем отопления один вид неустойчивости — вертикальный или горизонтальный — встречается редко. Как правило, системы обладают одновременно обоими видами неустойчивости (рис. 15.1г)

18°С 18°С 18°С 18°С 24°С 24°С 24°С 24°С

18°С 18°С 18°С 18°С 15°С 15°С 15°С 15°С

а б

24°С 21°С 18°С 15°С 24°С 22°С 20°С 18°С

24°С 21°С 18°С 15°С 22°С 19°С 18°С 15°С

в г

Рис 15.1 Схема малоэтажного здания с температурами в отапливаемых помещениях

а — схема нормальных температур б — схема вертикальной неустойчивости в — схема горизонтальной неустойчивости, г — схема одновременной вертикальной и горизонтальной неустойчивости

График центрального управления температурой и расходом воды, обеспечивающий гидравлическую и тепловую устойчивость, называют оптимальным

Вертикальная устойчивость системы отопления зависит от того, какова ее конструкция, и от режима работы: характера действующих давлений – гравитационного и создаваемого насосом, количества циркулирующей воды.

Горизонтальная устойчивость зависит от соотношения сопротивления отдельных элементов системы: стояков, приборов и магистралей.