Системы водяного отопления с принудительным побуждением
Широкое распространение получили системы водяного отопления с принудительным побуждением (рис. 1). Они позволяют обогревать большое количество помещений от одного центрального источника теплоты. В системах такого типа теплоноситель (вода) перемещается циркуляционным насосом или водоструйным эжектором (элеватором). В системах водяного отопления, работающих от домовых и квартальных котельных, устанавливают расширительные баки объемом, равным увеличению объема воды в процессе ее расширения.
Рисунок 1. Системы водяного отопления с принудительным побуждением: а - от насоса; б - с помощью водоструйного элеватора; 1 - циркуляционные насосы; 2 - обводная линия; 3 - котел; 4 - расширительный бак; 5 - контрольная труба; 6 - переливная труба; 7 - циркуляционная труба; 8 - расширительная труба; 9 - воздухосборник; 10 - отопительный прибор; 11 - манометры; 12 - водоструйный элеватор
Циркуляционные насосы в основном приводятся в движение электродвигателями (электронасосы), резервные насосы на ТЭЦ - паровыми турбинами (турбонасосы). Соединение вала насоса с валом двигателя обычно осуществляется при помощи муфты (рис. 2).
Рисунок 2. Циркуляционный насосный агрегат: 1 - насос; 2 - подшипники; 3 - муфта; 4 - электродвигатель; 5 - рама
Турбонасосы работают с большой частотой вращения (75... ...100 с-1), электронасосы - с меньшей (25...50 с-1). Регулирование турбонасоса производится изменением частоты вращения вала турбины. Отработавший в турбине пар используют для подогрева питательной воды.
Для переключения насосов применяют задвижки, а для контроля циркуляции воды - манометры, устанавливаемые на трубопроводе до и после насоса. Правильность показаний рабочих манометров проверяют контрольным манометром, который подключают с помощью трехходового манометрического крана, специально установленного перед каждым манометром. На случай аварийной остановки насосов предусматривают обводную линию (байпас) для подачи теплоносителя. При открытии задвижки байпас обеспечивает циркуляцию воды за счет естественного побуждения.
Элеватор (рис. 3) состоит из сопла 1, обратной трубы 2, смесительной камеры (смесителя) 3 и диффузора 4. Работа элеватора основана на использовании энергии воды, вытекающей с высокой скоростью из сопла 1 для подсоса охлажденной воды из обратного трубопровода системы. Поток смешанной воды поступает в камеру 3, где происходит выравнивание скорости воды по сечению. За счет плавного снижения скорости в диффузоре 4 происходит повышение статического давления; в результате разности давлений в конце диффузора и в обратном трубопроводе обеспечивается циркуляция воды в системе отопления.
Рисунок 3. Водоструйный элеватор: 1 - сопло; 2 - обратная труба; 3 - смеситель; 4 - диффузор
Для элеватора основной расчетной характеристикой является коэффициент смешения и, представляющий собой отношение расходов подсасываемой Gп и сетевой Gcводы, поступающей в сопло:
 | (1) |
Расчет элеватора сводится к определению диаметров смесительной горловины dr и сопла dc. Диаметр горловины находят по формуле:
 | (2) |
где :Gпр - приведенный расход воды с учетом расчетной потери напора в отопительной системе.
По вычисленному диаметру горловины подбирают соответствующий серийный элеватор.
Серийные элеваторы имеют следующие диаметры горловины:
| Номер элеватора | |||||||
| dr, мм |
Минимальный диаметр сопла dc во избежание засорения принимают равным 4 мм.
Необходимое давление сетевой воды перед элеватором, кПа, определяют по формуле:
 | (3) |
где :Δh - расчетная потеря напора в отопительной системе.
Элеватор можно подобрать по номограмме (рис. 4), в которой по оси абсцисс отложен расход воды Gnp, а по оси ординат - диаметрdi сопла. Номограмма представляет собой кривые, соответствующие различным значениям коэффициента смешения u.
Рисунок 4. Номограмма для выбора элеватора