Jak zauważają kompetentni inżynierowie, główną wadą systemu grzewczego z naturalnym obiegiem chłodziwa jest niskie ciśnienie krążącego płynu, w wyniku czego należy zadbać o zwiększoną średnicę rur. W takim przypadku wystarczy popełnić niewielki błąd przy średnicy podczas instalacji odpowiednia rura, ponieważ płyn chłodzący nie będzie już w stanie pokonać oporu hydraulicznego.

Nie musisz koniecznie wykonywać zbyt wiele pracy, aby system grzewczy znów zaczął działać. Wystarczy tylko uwzględnić na schemacie pompa obiegowa i przesuń zbiornik wyrównawczy z biegu do powrotu. Chociaż warto zauważyć, że drugi punkt nie zawsze jest konieczny. W przypadku prostego remontu, np. remontu mieszkania, zbiornik można pozostawić na miejscu i nie dotykać. Jeśli system zostanie ponownie zainstalowany globalnie, zbiornik zostanie wymieniony z otwartego na zamknięty i przeniesiony do przewodu powrotnego.

Generalnie warto wspomnieć o jeszcze jednym przypadku, w którym z pomocą może przyjść pompa obiegowa. Właściciele prywatnego domu z własnym systemem grzewczym mogą zauważyć, że ciepło jest rozprowadzane nierównomiernie w całym domu. W pomieszczeniach oddalonych od kotła zimą może być po prostu zimno, gdyż pomieszczenia te nie są dostatecznie ogrzane. Oczywiście tutaj możesz wymienić cały system grzewczy, instalując nowy z rurami o większej średnicy. Ale jak pokazuje praktyka, metoda ta jest znacznie droższa i nie do końca uzasadniona.

O rodzajach pomp i ich zasilaniu

Dla systemy domowe Do ogrzewania stosuje się pompy o zużyciu energii 60-100 watów. Można to porównać do normalnego żarówka. Dlaczego zużycie energii jest tak niskie? Fakt jest taki pompa obiegowa nie podnosi wody, ale tylko pomaga mu pokonać lokalny opór w systemy grzewcze Oh. Mówiąc najprościej, pompę obiegową można porównać do śruby napędowej statku. Śruba zapewnia ruch statku poprzez wypychanie wody, ale woda w oceanie nie opada i równowaga zostaje zachowana.

Jednak jest tu pewien minus. W przypadku dłuższej przerwy w dostawie prądu, właściciela domu może spotkać wyjątkowo niemiła niespodzianka. Przegrzanie płynu chłodzącego może spowodować zniszczenie obwodu, a zatrzymanie cyrkulacji doprowadzi do późniejszego rozmrożenia.

Dlatego też w przypadku przerwy w dostawie prądu system musi zachować możliwość działania w podanych warunkach naturalny obieg. W tym celu jest to konieczne zminimalizować wszystkie możliwe zakręty i zagięcia konturu, ważne jest również stosowanie nowoczesnych zaworów kulowych jako zaworów odcinających. W przeciwieństwie do swoich odpowiedników śrubowych, zapewniają minimalny opór przepływu płynu po otwarciu.

W obiegu instalacji grzewczej można zastosować dwa typy pomp:

• okólnik;
• promocje.

Pompa obiegowa wypycha wodę i niezależnie od tego, jak bardzo ją wypchnie, z drugiej strony przepłynie do niej taka sama ilość wody. Obawy, że pompa może przepchnąć płyn chłodzący przez otwarty rozprężacz, są bezpodstawne. Systemy grzewcze mają pętla zamknięta a ilość wody w nich jest zawsze taka sama.

Również w instalacjach centralnego ogrzewania pompy wspomagające mogą być dołączone, które bardziej poprawnie można by nazwać pompami, ponieważ podnoszą wodę poprzez zwiększenie ciśnienia. Użyjmy analogii z wentylatorem. Nie ważne ile zwykły fan Bez względu na to, ile powietrza krąży po mieszkaniu, ilość powietrza nie ulegnie zmianie. Tworzy się tylko lekki wietrzyk i cyrkulacja powietrza. Ciśnienie atmosferyczne pozostanie takie samo.

Ważne niuanse działania

W wyniku stosowania cyrkulacji wody pompowanej zwiększa się promień instalacji grzewczej, a średnice rur maleją. Możliwe staje się podłączenie do kotłów o podwyższonych parametrach. Aby zapewnić stały obieg wody, należy zainstalować co najmniej dwa takie urządzenia. Jeden będzie głównym, działającym, a drugi będzie zapasowym.

W systemie grzewczym taka pompa jest stale napełniana wodą i doświadczenie ciśnienie hydrostatyczne po obu stronach- od strony rur ssawnych i tłocznych (wylotowych).

Pompy wykonane z łożyskami smarowanymi wodą można jednak umieszczać na zasilaniu i rurociąg powrotny. Jednak ich najczęstsze zastosowanie można znaleźć na linii powrotnej. Chociaż zdarza się to bardziej z przyzwyczajenia, ponieważ wcześniej sensowne było instalowanie pompy obiegowej na powrocie, ponieważ po umieszczeniu w bardziej zimna woda Zwiększyła się żywotność łożysk. Teraz, oceniając obiektywnie, miejsce instalacji nie jest znaczące.

Aby jednak zapobiec przedostawaniu się śluz powietrznych do łożysk bez chłodzenia i smarowania, wał silnika musi być ustawiony ściśle poziomo. Tak, konstrukcja urządzenia jest taka wirnik i wał z łożyskami muszą być stale chłodzone aby nie wystąpiły nieprzewidziane awarie. Na ciele tego sprzętu zwykle wskazują strzałkę wskazującą kierunek, w którym powinien poruszać się płyn chłodzący w układzie.

Jest wysoce pożądane, ale nie konieczne, zainstalowanie zbiornika ściekowego przed pompą. Zadaniem tego sprzętu jest odfiltrowywanie nieuniknionego piasku i innych cząstek ściernych. Mogą zniszczyć wirnik i łożyska. Ponieważ Średnica nacięcia jest zwykle dość mała, wystarczy zwykły filtr szorstkie czyszczenie. Beczka do zbierania zawiesiny powinna być skierowana w dół – tak aby nawet częściowo napełniona wodą nie zakłócała ​​jej cyrkulacji. Filtry są często oznaczone strzałką. Jeśli to zignorujesz, będziesz musiał czyścić filtr znacznie częściej.

Zasilanie rezerwowe

Gdy system grzewczy jest zainstalowany na zasadzie wymuszonego obiegu, warto zadbać również o zapasowe źródło prądu. Zwykle instaluje się go z założeniem, że w przypadku przerwy w dostawie prądu jego działanie będzie trwało kilka godzin. W przybliżeniu ta ilość czasu zwykle wystarcza specjalistom w celu ustalenia przyczyny wyłączenie awaryjne prądu i przywrócenia funkcjonowania. Aby wydłużyć czas pracy zasilacza rezerwowego, należy będziesz potrzebować zewnętrznych baterii które się z nim łączą.

Kabel odporny na ciepło

Podłączając urządzenia elektryczne do instalacji grzewczej, należy wykluczyć możliwość przedostania się wilgoci lub kondensatu do skrzynki zaciskowej. Jeśli płyn chłodzący nagrzeje się w systemie grzewczym o więcej niż 90 stopni, wówczas stosuje się kabel żaroodporny. W żadnym wypadku nie jest dozwolony kontakt kabla ze ściankami rury, obudową pompy lub silnikiem. Kabel podłącza się do skrzynki zaciskowej po lewej lub prawej stronie. W takim przypadku wtyczka jest przestawiona. Jeśli skrzynka zaciskowa znajduje się z boku, kabel jest zasilany wyłącznie od dołu. W takim przypadku naturalnym środkiem bezpieczeństwa jest zapewnienie uziemienia.

Objazd

Popularny schemat instalacji pompa okrągła na obejściu, które jest odcięte od instalacji głównej za pomocą dwóch kranów. Taki instalacja może pomóc w naprawie lub wymianie urządzenia bez uszkodzenia całego systemu grzewczego domu. Poza sezonem wszystko może działać bez pompy, która jest wyłączana za pomocą tych samych zaworów. Wraz z nadejściem mrozu jego praca zostaje wznowiona. Po prostu otwórz to zawory odcinające wzdłuż krawędzi i zamknij zawór kulowy znajdujący się na obwodzie głównym.

Funkcje do wyboru

Aby bezpiecznie ogrzać dom, z reguły nie ma sensu kupować ogromnego urządzenia o niebotycznej mocy. Takie urządzenie stworzy wielka ilość hałas. Będzie to nieprzyjemne dla mieszkańców prywatnego domu. Między innymi będzie to kosztować o rząd wielkości więcej. Jeśli chodzi o dostarczanie ciepła podczas ogrzewania, odpowiednia jest również tańsza opcja o niższej mocy. Dlatego zapotrzebowanie na potężną pompę zasadniczo znika do codziennego użytku.

Ważne jest jednak obliczenie potrzebnej mocy. Ważne parametry to średnica rurociągu, temperatura wody i poziom ciśnienia chłodziwa. Aby obliczyć natężenie przepływu chłodziwa, należy je porównać z natężeniem przepływu wody w kotle. Trzeba wiedzieć jaka jest moc kotła. Ile chłodziwa może przejść przez system na minutę.

Wskaźniki mocy pompy obiegowej zależą bezpośrednio od długości rurociągu. Mówiąc wprost, na dziesięć metrów instalacji grzewczej potrzeba pół metra ciśnienia pompowania.

Pompy dzielą się na dwa typy:

• suchy;
• mokry.

Te pierwsze nie mają kontaktu z płynem chłodzącym podczas pracy, natomiast te drugie są w nim zanurzone. Pompy suche zwykle dość głośno dlatego ten typ pompy nadaje się do instalacji:

• w firmach;
• w warsztatach produkcyjnych;
• w przedsiębiorstwach.

Drugi typ nadaje się do ich montażu domy wiejskie. W poprawna wersja ich korpusy są wykonane z brązu lub mosiądzu, z częściami ze stali nierdzewnej.

Zakończenie instalacji

Po skończeniu Roboty instalacyjne system jest napełniony wodą. Powietrze usuwa się poprzez odkręcenie centralnej śruby na pokrywie obudowy. Gdy tylko pojawi się woda, będzie to oznaczać, że z urządzenia usunięto pęcherzyki powietrza. Teraz można uruchomić pompę.

Prawidłowo zainstalowana pompa obiegowa w systemie grzewczym pomoże bardzo efektywnie ogrzać dom. Należy jednak pamiętać o złożoności systemu typ pompy. Być może byłoby to o wiele rozsądniejsze rozwiązanie skorzystaj z usług kompetentnych specjalistów którzy pomogą Państwu w montażu i doborze sprzętu. Awaria systemu grzewczego z powodu niewłaściwej obsługi może kosztować znacznie więcej niż skontaktowanie się z wykwalifikowanym specjalistą.

Jeśli zdecydujesz, że rozumiesz wystarczająco niuanse ogrzewania domu, zwróć uwagę na szczegóły, dokładnie przestudiuj schemat instalacji pompy obiegowej, sporządź dokładny plan działania, w tym w nieprzewidzianej sytuacji, i nie zapomnij o bezpieczeństwie środki.

Jak już kilkakrotnie wspomniano, główną wadą systemu grzewczego z naturalnym obiegiem chłodziwa jest niskie ciśnienie w obiegu (szczególnie w systemie apartamentowym) i w efekcie zwiększona średnica rury. Wystarczy popełnić drobny błąd w doborze średnic rur, a płyn chłodzący jest już „wyciśnięty” i nie jest w stanie pokonać oporów hydraulicznych. Układ można „odpiąć” bez większych przeróbek: włączyć pompę obiegową (rys. 12) i przesunąć naczynie wzbiorcze z zasilania na powrót. Należy zaznaczyć, że nie zawsze konieczne jest przeniesienie ekspandera na linię powrotną. W przypadku zwykłej zmiany prostego systemu grzewczego, na przykład ogrzewania mieszkania, zbiornik można pozostawić na swoim miejscu. Z odpowiednią rekonstrukcją lub urządzeniem nowy system zbiornik zostaje przeniesiony do przewodu powrotnego i wymieniony z otwartego na zamknięty.

Ryż. 12. Pompa obiegowa

Jaką moc powinna mieć pompa obiegowa, jak i gdzie ją zamontować?

Pompy obiegowe do domowych systemów grzewczych mają niskie zużycie energii elektrycznej - około 60–100 watów, czyli jak zwykła żarówka, nie unoszą wody, a jedynie pomagają jej pokonać lokalny opór w rurach. Pompy te można porównać do śruby napędowej statku: śruba wypycha wodę i zapewnia ruch statku, ale jednocześnie woda w oceanie nie zmniejsza się ani nie zwiększa, czyli ogólny bilans wodny pozostaje ten sam. Pompa obiegowa podłączona do rurociągu wypycha wodę, ale niezależnie od tego, jak bardzo ją wypycha, z drugiej strony dociera do niej ta sama ilość wody, czyli obawy, że pompa przepchnie płyn chłodzący przez otwarty ekspander. daremne: system grzewczy jest obiegiem zamkniętym i ilość wody w nim jest stała. Oprócz obiegu w systemy scentralizowane można włączyć pompy wspomagające, które podnoszą ciśnienie i są w stanie podnieść wodę, właściwie należałoby je nazwać pompami, ale pompy obiegowe, przetłumaczone na ogólnie zrozumiały język, trudno nazwać pompami - więc... wentylatorami. Nieważne, ile jeździ zwykły człowiek wentylator domowy powietrze wokół mieszkania, jedyne, co potrafi, to wytworzyć bryzę (cyrkulacja powietrza), ale nie jest w stanie się zmienić Ciśnienie atmosferyczne nawet w szczelnie zamkniętym pomieszczeniu.

W wyniku zastosowania pompy obiegowej znacznie zwiększa się promień działania instalacji grzewczej, zmniejsza się średnica rurociągów i powstaje możliwość podłączenia instalacji do kotłów o podwyższonych parametrach chłodziwa. Aby zapewnić cicha praca system podgrzewania wody z obiegiem pompy, natężenie przepływu chłodziwa nie powinno przekraczać: w rurociągach ułożonych w głównym pomieszczeniu budynki mieszkalne, o nominalnych średnicach rur odpowiednio 10, 15 i 20 mm lub więcej 1,5; 1,2 i 1 m/s; w rurociągach układanych w pomieszczeniach pomocniczych budynków mieszkalnych - 1,5 m/s; w rurociągach układanych w budynkach pomocniczych - 2 m/s.

Aby zapewnić cichą pracę systemu i dostarczenie wymaganej objętości chłodziwa, konieczne jest wykonanie małych obliczeń. Wiemy już, jak z grubsza określić wymaganą moc kotła (w kilowatach), biorąc pod uwagę powierzchnię ogrzewanego pomieszczenia. Optymalne natężenie przepływu wody przez kocioł, zalecane przez wielu producentów wyposażenia kotłowego, oblicza się za pomocą prostego wzoru empirycznego: Q=P, gdzie Q jest natężeniem przepływu chłodziwa przez kocioł, l/min; P - moc kotła, kW. Na przykład dla kotła o mocy 30 kW natężenie przepływu wody wynosi około 30 l/min. Aby określić natężenie przepływu chłodziwa w dowolnej sekcji pierścienia cyrkulacyjnego, używamy tego samego wzoru, znając moc grzejników zainstalowanych w tej sekcji, na przykład obliczamy natężenie przepływu wody dla grzejników zainstalowanych w jednym pomieszczeniu. Załóżmy, że moc grzejników wynosi 6 kW, co oznacza, że ​​natężenie przepływu płynu chłodzącego będzie wynosić około 6 l/min.

Na podstawie przepływu wody określamy średnice rurociągów (tabela 1). Wartości te odpowiadają praktycznie przyjętej zgodności między średnicami rur a natężeniem przepływu chłodziwa przepływającego przez nie z prędkością nie większą niż 1,5 metra na sekundę.

Tabela 1

Następnie określamy moc pompy obiegowej. Na każde 10 metrów długości pierścienia cyrkulacyjnego wymagane jest 0,6 metra ciśnienia pompy. Na przykład, jeśli długość całkowita pierścień rurociągu wynosi 90 metrów, ciśnienie pompy powinno wynosić 5,4 metra. Idziemy do sklepu (lub wybieramy go z katalogu) i kupujemy pompkę z ciśnieniem, które nam odpowiada. W przypadku zastosowania rur o średnicach mniejszych niż zalecane w poprzednim akapicie należy zwiększyć moc pompy, ponieważ im cieńsze rury, tym większy jest ich opór hydrauliczny. I odpowiednio przy użyciu rur duże średnice moc pompy może zostać zmniejszona.

Aby zapewnić stały obieg wody w instalacjach grzewczych, zaleca się zainstalowanie co najmniej dwóch pomp obiegowych, z których jedna pracuje, druga (na obejściu) stanowi rezerwę. Lub jedna pompa jest zainstalowana w systemie, a druga jest przechowywana w ustronnym miejscu, na wypadek szybkiej wymiany w przypadku awarii pierwszej.

Należy zauważyć, że podane tutaj obliczenia systemu grzewczego są niezwykle prymitywne i nie uwzględniają wielu czynników i cech indywidualny system ogrzewanie. Jeśli budujesz domek ze złożoną architekturą systemu grzewczego, musisz to zrobić dokładne obliczenia. Może to zrobić wyłącznie specjalista ds. ogrzewania. Niezwykle nierozsądne jest budowanie wielomilionowej konstrukcji bez dokumentacji powykonawczej - projektu uwzględniającego wszystkie cechy budynku.

Pompa obiegowa w instalacji grzewczej napełniona jest wodą i poddawana jest równym (jeśli woda nie jest podgrzewana) ciśnieniem hydrostatycznym po obu stronach - z rur wlotowych (ssawnych) i wylotowych (tłocznych) podłączonych do rurek cieplnych. Nowoczesne pompy obiegowe, wykonane z łożysk smarowanych wodą, można umieszczać zarówno na rurociągu zasilającym, jak i powrotnym, jednak najczęściej montuje się je na powrocie. Początkowo było to spowodowane wyłącznie powód techniczny: Po umieszczeniu w zimniejszej wodzie zwiększa się żywotność łożysk, wirnika i dławnicy, przez które przechodzi wał pompy. A teraz raczej z przyzwyczajenia umieszcza się je na linii powrotnej, ponieważ z punktu widzenia wytworzenia sztucznego obiegu wody w obiegu zamkniętym lokalizacja pompy obiegowej jest obojętna. Chociaż umieszczenie ich na rurociągu zasilającym, gdzie zwykle jest niższe ciśnienie hydrostatyczne, jest bardziej racjonalne. Przykładowo naczynie wzbiorcze instalowane jest w Państwa systemie na wysokości 10 m od kotła, co oznacza, że ​​wytwarza ciśnienie statyczne wynoszące 10 m słupa wody, ale to stwierdzenie dotyczy tylko dolnego rurociągu, w górne ciśnienie będzie mniejszy, ponieważ słup wody tutaj będzie mniejszy. Gdziekolwiek umieścimy pompę, będzie ona poddana temu samemu ciśnieniu po obu stronach, nawet jeśli zostanie umieszczona na pionowym pionie zasilającym lub powrotnym, różnica ciśnień pomiędzy dwiema rurami pompy będzie niewielka, ponieważ pompy mały rozmiar.

Jednak nie wszystko jest takie proste. Pompa pracująca w obiegu zamkniętym instalacji grzewczej zwiększa cyrkulację pompując wodę do rurki cieplnej z jednej strony i zasysając ją z drugiej. Poziom wody w zbiorniku wyrównawczym nie zmieni się po uruchomieniu pompy obiegowej, ponieważ równomiernie działająca pompa zapewnia cyrkulację tylko przy stałej ilości wody. Ponieważ w tych warunkach (równomierność pracy pompy i stała objętość wody w instalacji) poziom wody w naczyniu wzbiorczym pozostaje niezmienny, niezależnie od tego, czy pompa pracuje, czy nie, ciśnienie hydrostatyczne w miejscu podłączenia ekspandera do rur systemowych będzie stała. Punkt ten nazywa się neutralnym, ponieważ ciśnienie cyrkulacyjne wytwarzane przez pompę w żaden sposób nie wpływa na wytworzone ciśnienie statyczne zbiornik wyrównawczy. Innymi słowy, ciśnienie pompy obiegowej w tym punkcie wynosi zero.

W każdym zamkniętym system hydrauliczny Pompa obiegowa wykorzystuje zbiornik wyrównawczy jako punkt odniesienia, w którym ciśnienie wytwarzane przez pompę zmienia swój znak: do tego momentu pompa, tworząc kompresję, pompuje wodę, po czym wywołując podciśnienie, zasysa wodę. Wszystkie rury cieplne systemu od pompy do punktu stałe ciśnienie(licząc w kierunku ruchu wody) będzie odnosić się do strefy tłoczenia pompy. Wszystkie rurki cieplne za tym punktem idą do strefy ssania. Innymi słowy, jeśli pompa obiegowa zostanie włożona do rurociągu bezpośrednio za przyłączem zbiornika wzbiorczego, to będzie zasysała wodę ze zbiornika i wpompowała ją do instalacji; jeżeli pompa zostanie zainstalowana przed przyłączem zbiornika, pompa będzie pompować usunąć wodę z układu i przepompować ją do zbiornika.

No i co, jakie to dla nas za różnica, czy pompa wypompuje wodę ze zbiornika, czy wpompuje ją do niego, byle tylko wirowała ją w układzie. Ale jest znacząca różnica: ciśnienie statyczne wytwarzane przez zbiornik wyrównawczy zakłóca działanie systemu. W rurociągach zlokalizowanych w strefie tłoczenia pomp należy uwzględnić wzrost ciśnienia hydraulicznego ciśnienie statyczne w porównaniu do ciśnienia wody w spoczynku. I odwrotnie, w rurociągach znajdujących się w strefie ssania pompy należy wziąć pod uwagę spadek ciśnienia, a możliwe jest, że ciśnienie hydrostatyczne nie tylko spadnie do ciśnienia atmosferycznego, ale może nawet powstać podciśnienie. Oznacza to, że w wyniku różnicy ciśnień w układzie istnieje niebezpieczeństwo zasysania lub uwalniania powietrza lub wrzenia płynu chłodzącego.

Aby uniknąć zakłóceń w obiegu wody na skutek jej wrzenia lub zasysania powietrza, przy projektowaniu i obliczaniu hydraulicznym instalacji podgrzewania wody należy przestrzegać następującej zasady: w strefie ssania w dowolnym miejscu rurociągów instalacji grzewczej musi utrzymywać się nadmierne ciśnienie hydrostatyczne gdy pompa pracuje. Istnieją cztery możliwe sposoby wdrożenia tej zasady (ryc. 13).

Ryż. 13. Schematy schematyczne systemy grzewcze z obiegiem pompowym i otwartym naczyniem wzbiorczym

1. Podnieść naczynie wyrównawcze na odpowiednią wysokość (zwykle co najmniej 80 cm). Jest to dość prosta metoda przebudowy układów z obiegiem naturalnym na obieg pompowy, wymaga jednak znacznej wysokości przestrzeń na poddaszu i staranna izolacja zbiornika wyrównawczego.
2. Przesunięcie naczynia wzbiorczego do najniebezpieczniejszego górnego punktu tak, aby górna linia znalazła się w strefie zrzutu. Niezbędne jest tutaj wyjaśnienie. W nowych systemach grzewczych rurociągi zasilające z cyrkulacją pompy są wykonane ze spadkiem nie od kotła, ale w kierunku kotła, dzięki czemu pęcherzyki powietrza przemieszczają się wraz z wodą, ponieważ siła napędowa pompy obiegowej nie pozwoli im unosić się „w stosunku do przepływ”, podobnie jak miało to miejsce w systemach z naturalnym obiegiem. Dlatego najwyższy punkt systemu nie znajduje się w głównym pionie, ale w najbardziej odległym. W przypadku rekonstrukcji starego systemu z naturalnym obiegiem do przepompowni metoda ta jest dość pracochłonna, ponieważ wymaga przeróbki rurociągów, a do stworzenia nowego systemu nie jest uzasadniona, ponieważ istnieją inne, bardziej skuteczne opcje możliwy.
3. Podłączyć rurę zbiornika wyrównawczego w pobliżu rury ssawnej pompy obiegowej. Innymi słowy, jeśli zrekonstruujemy stary system przy naturalnym obiegu, wówczas po prostu odcinamy zbiornik od przewodu zasilającego i podłączamy go ponownie do przewodu powrotnego za pompą obiegową i w ten sposób stwarzamy możliwie najlepsze warunki dla pompy korzystne warunki.
4. Odchodzimy od zwykłego schematu umieszczenia pompy na powrocie i podłączamy ją do linii zasilającej bezpośrednio za punktem podłączenia zbiornika wyrównawczego. Rekonstruując system z naturalnym obiegiem, jest to najprostsza metoda: po prostu wcinamy pompę w rurę zasilającą, nie zmieniając niczego innego. Jednak przy wyborze pompki trzeba być bardzo ostrożnym; w końcu ją umieszczamy niekorzystne warunki wysokie temperatury. Pompa będzie musiała służyć długo i niezawodnie, a tylko renomowani producenci mogą to zagwarantować.

Nowoczesny rynek armatury wodno-kanalizacyjnej i grzewczej umożliwia wymianę zbiorników wyrównawczych Typ otwarty do zamkniętego. W zamkniętym zbiorniku płyn układowy nie ma kontaktu z powietrzem: płyn chłodzący nie odparowuje i nie jest wzbogacany w tlen. Zmniejsza to straty ciepła i wody oraz ogranicza korozję wewnętrzną urządzeń grzewczych. Ciecz nigdy nie wyleje się z zamkniętego zbiornika.

Zbiornik wyrównawczy typ zamknięty(„expanzomat”) to kulista lub owalna kapsułka, podzielona wewnątrz szczelną membraną na dwie części: powietrzną i płynną. Mieszanka zawierająca azot jest pompowana do części powietrznej obudowy pod pewnym ciśnieniem. Przed napełnieniem instalacji grzewczej wodą należy zmierzyć ciśnienie mieszanina gazów wewnątrz zbiornika mocno dociska membranę do części wodnej zbiornika. Podgrzanie wody powoduje wytworzenie ciśnienia roboczego i zwiększenie objętości płynu chłodzącego – membrana wygina się w kierunku części gazowej zbiornika. Przy maksymalnym ciśnieniu roboczym i maksymalnym wzroście objętości wody, część wodna zbiornika zostaje napełniona i mieszanina gazowa zostaje maksymalnie sprężona. Jeśli ciśnienie nadal rośnie i objętość płynu chłodzącego nadal rośnie, następuje aktywacja zaworu bezpieczeństwa, który uwalnia wodę (ryc. 14).

Ryż. 14. Naczynie wyrównawcze typu membranowego

Objętość zbiornika dobiera się tak, aby jego objętość użyteczna była nie mniejsza niż objętość rozszerzalności cieplnej chłodziwa, a wstępne ciśnienie powietrza w części gazowej zbiornika było równe ciśnieniu statycznemu kolumny chłodziwa w system. Taki dobór ciśnienia mieszanki gazowej pozwala na utrzymanie membrany w położeniu równowagi (a nie naprężenia), gdy instalacja grzewcza jest napełniona, ale nie jest włączona.

Zamknięty zbiornik można umieścić w dowolnym miejscu instalacji, ale z reguły instaluje się go obok kotła, ponieważ temperatura cieczy w miejscu zainstalowania zbiornika wyrównawczego powinna być jak najniższa. A już wiemy, że pompę obiegową najlepiej zamontować bezpośrednio za ekspanderem, gdzie stworzone zostaną dla niej (i dla całej instalacji grzewczej) najkorzystniejsze warunki (ryc. 15).

Ryż. 15. Schematy ideowe instalacji grzewczych z obiegiem pompowym i zamkniętym naczyniem wzbiorczym

Jednak przy takiej konstrukcji systemu grzewczego stajemy przed dwoma problemami: usuwaniem powietrza i wysokie ciśnienie krwi na kotle.

Jeżeli w układach z otwartymi naczyniami wzbiorczymi powietrze usuwane było przez ekspander przeciwprądowo (w układach z naturalnym obiegiem) lub w ten sam sposób (w układach z obiegiem pompowym), to nie dzieje się tak w przypadku zbiorników zamkniętych. System jest całkowicie zamknięty i po prostu nie ma dokąd uciec powietrza. Aby usunąć kieszenie powietrzne, w górnym punkcie rurociągu instaluje się automatyczne odpowietrzniki - urządzenia wyposażone w pływaki i zawory odcinające. Wraz ze wzrostem ciśnienia zawór zostaje aktywowany i wypuszcza powietrze do atmosfery. Lub krany Mayevsky'ego są zainstalowane na każdym grzejniku. Ta część została zainstalowana urządzenia grzewcze, pozwala obniżyć śluza powietrzna bezpośrednio z grzejników. Kran Mayevsky jest dołączony do niektórych modeli grzejników, ale często jest oferowany osobno.

Ryż. 16. Automatyczny odpowietrznik

Zasada działania nawiewników (rys. 16) polega na tym, że w przypadku braku powietrza pływak wewnątrz urządzenia utrzymuje zawór wydechowy w pozycji zamkniętej. W miarę gromadzenia się powietrza w komorze pływakowej poziom wody w otworze wentylacyjnym spada. Pływak opada i otwiera się zawór wylotowy, przez który powietrze jest uwalniane do atmosfery. Po wypuszczeniu powietrza poziom wody w nawiewniku podnosi się, a pływak unosi się na wodzie, co powoduje zamknięcie zaworu wydechowego. Proces trwa do momentu ponownego zebrania się powietrza w komorze pływakowej i obniżenia poziomu wody, co spowoduje obniżenie pływaka. Produkowane są automatyczne nawiewniki różne projekty, kształtach i rozmiarach i może być instalowany zarówno na głównym rurociągu, jak i bezpośrednio ( W kształcie litery L) na grzejnikach.

Zawór Mayevsky'ego w odróżnieniu od odpowietrznika automatycznego to na ogół zwykły korek z kanałem odpowietrzającym i wkręconą w niego stożkową śrubą: poprzez przekręcenie śruby następuje odblokowanie kanału i wypuszczenie powietrza. Obracanie śruby zamyka kanał. Istnieją również nawiewniki, w których zamiast stożkowej śruby zastosowano metalową kulkę blokującą kanał wylotu powietrza.

Zamiast automatyczne nawiewy wentylacyjne i krany Mayevsky'ego, możesz włączyć separator powietrza do systemu grzewczego. Urządzenie to opiera się na zastosowaniu prawa Henry'ego. Powietrze obecne w instalacjach grzewczych występuje częściowo w postaci rozpuszczonej, a częściowo w postaci mikropęcherzyków. Gdy woda (wraz z powietrzem) przepływa przez system, przedostaje się do obszarów różne temperatury i ciśnienie. Zgodnie z prawem Henry'ego w niektórych obszarach z wody będzie uwalniane powietrze, a w innych będzie się w niej rozpuszczać. W kotle płyn chłodzący nagrzewa się do wysokiej temperatury, więc to w nim zostanie uwolniona woda zawierająca powietrze największa liczba powietrze w postaci drobnych pęcherzyków. Jeśli nie zostaną natychmiast usunięte, rozpuszczą się w innych miejscach instalacji, gdzie temperatura jest niższa. Jeżeli zaraz za kotłem usuniemy mikropęcherzyki, to na wylocie z separatora otrzymamy odpowietrzoną wodę, która wchłonie powietrze do różne miejsca systemy. Efekt ten wykorzystywany jest do pochłaniania powietrza w systemie i uwalniania go do atmosfery poprzez połączenie kotła i separatora powietrza. Proces trwa w sposób ciągły, aż do całkowitego usunięcia powietrza z układu.

Ryż. 17. Separator powietrza

Działanie separatora powietrza (rys. 17) opiera się na zasadzie stapiania się mikropęcherzyków. W praktyce oznacza to, że małe pęcherzyki powietrza przyklejają się do powierzchni specjalnych pierścieni i gromadzą się, tworząc duże pęcherzyki, które mogą się rozdzielić i unieść w powietrze. komora powietrzna separator. Gdy przepływ cieczy przechodzi przez pierścienie, rozchodzi się on w wielu różnych kierunkach, a konstrukcja pierścieni jest taka, że ​​cała ciecz przechodząca przez nie styka się z ich powierzchnią, umożliwiając przyleganie i łączenie się mikropęcherzyków.

Ryż. 18. Schematy ideowe instalacji grzewczych z obiegiem pompowym, zamkniętym naczyniem wzbiorczym i separatorem powietrza

Teraz odpocznijmy trochę od powietrza i wróćmy do pompy obiegowej. W instalacjach grzewczych z długimi rurociągami i w rezultacie dużymi stratami hydraulicznymi często wymagane są dość mocne pompy obiegowe, wytwarzające ciśnienie na rurze tłocznej większe niż to, dla którego zaprojektowano kocioł grzewczy. Innymi słowy, umieszczając pompę na powrocie bezpośrednio przed kotłem, może dojść do nieszczelności połączeń w wymienniku ciepła kotła. Aby temu zapobiec, mocne pompy obiegowe instaluje się nie przed kotłem, ale za nim - na rurociągu zasilającym. I od razu pojawia się pytanie: gdzie umieścić separator powietrza, za pompą czy przed nią? Wiodący producenci systemów grzewczych rozwiązali ten problem i proponują zamontowanie przed pompą separatora (rys. 18), aby zabezpieczyć ją przed uszkodzeniem przez pęcherzyki powietrza.

Przyjrzyjmy się teraz bardziej szczegółowo systemom grzewczym z obiegiem pomp.

Zasada działania obiegu cyrkulacyjnego

Ruch produktów spalania przez kanały kotła odbywa się dzięki podciśnieniu wytwarzanemu przez odciąg dymu. W górnej części paleniska podciśnienie wynosi nie więcej niż 30 mm słupa wody, a przed odciągiem dymu 200 mm. Dlatego też, aby wyeliminować zasysanie zimnego powietrza na całej długości przewodu kominowego, wykładzina kotła jest starannie uszczelniona. Powietrze potrzebne do spalania dostarczane jest poprzez nagrzewnicę powietrza do paleniska kotła za pomocą dmuchawy. Podaj wodę, przeszłość wstępne przygotowanie wprowadzany do ekonomizera, gdzie jest podgrzewany do temperatury nasycenia, a następnie podawany do korpusu kotła. W bębnie miesza się z wodą kotłową, następnie rurami opuszczającymi dostaje się do kolektora dolnego, z którego woda, a następnie mieszanina parowo-wodna, unosi się z powrotem do bębna poprzez wznoszące się rury sitowe. W bębnie mieszanina pary i wody zostaje rozdzielona na parę wodną i wodę. Para gromadzi się w górnej części bębna, a następnie kierowana jest do węzłów cieplnych, gdzie jest podgrzewana do zadanej temperatury. Woda znajdująca się na dnie bębna kierowana jest ponownie do rur spustowych. Ten zamknięty obieg składający się z bębna dolnych rur rozgałęźnych i wznoszących się rur ekranowych nazywany jest obiegiem cyrkulacyjnym kotła

Ruch wody w rurach opadowych oraz mieszaniny pary i wody w podgrzewanych rurach odparowujących następuje na skutek różnicy gęstości wody i mieszaniny pary i wody. W rurach pionowych powstaje mieszanina pary i wody pod wpływem ciepła emitowanego przez palnik i gorących produktów spalania. Unosząca się do bębna mieszanina parowo-wodna rozdziela się na parę wodną i wodę, przy czym para gromadzi się w górnej części bębna, a pozostała woda jest kierowana z powrotem do rur spustowych, którymi spływa do dolnego kolektora, a jest następnie przesyłany do rur pionowych. W obiegu cyrkulacyjnym woda jest w stanie nasycenia. Wysokość konturu dla kotłów o różnych wydajnościach jest bardzo różna. Dla kotłów o małej mocy wynosi ona od 3 do 5 m, dla kotłów o średniej wydajności do 12 m, a dla kotłów o wysokiej wydajności 30-40 m. Ze względu na tak dużą wysokość woda znajduje się w dolnej części obwodu ulega pewnemu przegrzaniu ze względu na ciśnienie statyczne słupa wody.

PRZYKŁAD. Kocioł o ciśnieniu 13 atm, wysokość obwodu wynosi 10 m, co oznacza, że ​​ciśnienie w dolnej części będzie wynosić 14 atm. Ciśnienie 13 atm odpowiada temperaturze nasycenia 194 st. C, a ciśnienie 14 atm odpowiada 197 st. C. Zatem w dolnym kolektorze temperatura wody w kotle będzie o 3 stopnie niższa od temperatury nasycenia. Dlatego w dolnej części rur pionowych woda jest podgrzewana do temperatury nasycenia. Nie zachodzi tu parowanie i dlatego ta część nazywana jest częścią ekonomizera. Wysokość rur grzewczych zmniejsza się, a zawartość pary wzrasta.

Siła napędowa naturalnego krążenia zdefiniowane:

S dv = H*(ρ 1 – ρ pv)*g H-wysokość konturu; ρ 1 - gęstość wody w rurach spustowych; ρ pv – średnia gęstość mieszaniny pary i wody

Naturalne ciśnienie cyrkulacyjne może sięgać nawet 0,5-0,8 atm. Kotły pracujące na skutek różnicy gęstości wody i mieszaniny parowo-wodnej nazywane są kotłami z naturalnym krążeniem. Jeśli siła napędowa Jeżeli cyrkulacja nie jest wystarczająca do zapewnienia wymaganego stopnia rozprężania w kotle, wówczas w obiegu cyrkulacyjnym instalowana jest dodatkowa pompa obiegowa. Takie kotły nazywane są kotłami z wiele razy wymuszony obieg . W przypadkach, gdy kotły mają bardzo wysokie ciśnienie a różnica gęstości wody i mieszaniny pary wodnej staje się nieznaczna, a wysoka temperatura nie pozwala na zastosowanie pompy obiegowej do wytworzenia pary, stosuje się kotły przelotowe, w którym nie ma obiegu cyrkulacyjnego.

Cyrkulacja wody to ruch wody w zamkniętej pętli. W ramach obiegu obiegowego, w przypadek ogólny, obejmuje takie elementy konstrukcyjne kotły, takie jak bębny, kolektory, podgrzewane i nieogrzewane rury powierzchni grzewczych. Woda może przepływać przez obwód wielokrotnie lub raz, przemieszczając się przez powierzchnie grzewcze od wlotu do wylotu.

W zależności od przyczyn powodujących ruch wody, obieg dzieli się na naturalny i wymuszony.

Naturalny obieg występuje w kotły parowe, ponieważ ciśnienie napędowe w obwodzie powstaje w wyniku różnicy gęstości wody i pary. W takim przypadku każdy kg wody może stopniowo zamienić się w parę, wielokrotnie przechodząc przez obwód lub zamienić się w parę podczas jednego przejścia przez powierzchnię grzewczą.

Wymuszony obieg wody odbywa się za pomocą pompy. Jest używany w kotły na ciepłą wodę oraz ekonomizery wody i ma przepływ bezpośredni.

Przy każdym rodzaju obiegu i sposobach jego organizacji woda i para powstająca w obwodzie muszą niezawodnie chłodzić metal, co jest niezbędne do bezproblemowej pracy kotłów.

Naturalny obieg wody w kotłach parowych. Rozważmy zasadę działania obiegu naturalnego na przykładzie obwodu cyrkulacyjnego bocznego ekranu pieca (ryc. 10).

Ryż. 10. Schemat najprostszego obwodu obiegu naturalnego:

1 - kolektor; 2 - rura spustowa; 3 - górny bęben; 4 - rury ekranowe (podnoszące).

Wodę zasilającą wprowadza się do górnego bębna kotła 3. Z niego woda spływa rurą spadową 2 i wpływa do kolektora 1. Na tym odcinku obwodu ciepło nie jest dostarczane do wody (rura jest izolowana termicznie ściana szamotowa), a temperatura wody utrzymuje się poniżej temperatury nasycenia przy danym ciśnieniu pary w kotle

Z kolektora woda wpływa do podgrzewanych rur ekranu 4 i unosząc się przez nie, podgrzewa się do wrzenia, wrze i częściowo zamienia się w parę. Powstałą mieszaninę pary i wody wprowadza się do bębna, gdzie zostaje rozdzielona na wodę i parę. Para opuszcza kocioł, a woda miesza się z wodą zasilającą i ponownie wchodzi do obiegu cyrkulacyjnego.

Sekcja rur wznoszących, w której woda jest podgrzewana do wrzenia, nazywa się ekonomizerem, a sekcja zawierająca parę nazywa się parą. Wysokość tego ostatniego jest kilkakrotnie większa niż wysokość sekcji ekonomizera.

W sekcji ekonomizera woda przepływa ze stałą prędkością, a w sekcji zawierającej parę stale wzrasta, ponieważ ilość pary wytwarzanej w rurach pionowych stale rośnie. Prędkość, jaką ma woda w sekcji ekonomizera, nazywana jest prędkością cyrkulacji. Jednym z nich jest współczynnik cyrkulacji, ze względu na jego stałość ważne cechy naturalny obieg. Jego wartość wynosi około 0,5 - 1,5 m/s.

Obecność w obwodzie obszarów z mediami o różnej gęstości powoduje powstanie różnicy ciśnień lub napędzanie ciśnienia cyrkulacyjnego w obwodzie. Ciśnienie w rurach spustowych wytwarza słup wody o określonej gęstości r V, oraz w rurach podnoszących - słup wody i mieszaniny pary i wody o gęstości w SM. Dlatego gęstszy ośrodek wypiera mniej gęsty ośrodek i w obwodzie powstaje kołowy ruch wody. Wielkość ciśnienia napędowego jest określona przez zależność postaci:

S DV = h PAR (r B - r CM) g Pa, (7,1)

Gdzie h PARA- wysokość odcinka rury pionowej zawierającej parę; g jest przyspieszeniem swobodnego spadania.

Z wyrażenia ciśnienia napędowego wynika, że ​​do cyrkulacji nie wystarczą media o różnej gęstości. Konieczne jest również, aby rury zawierające parę były ustawione pionowo.

Podczas jednego przejścia przez obwód tylko część wody zamienia się w parę. Dlatego do scharakteryzowania intensywności parowania wody stosuje się pojęcie szybkości cyrkulacji:

k = M/D,(7.2)

Gdzie M- przepływ wody przez rurę spustową, kg/h; D- ilość pary wytworzonej w ogrzewanych rurach, kg/h.

Zatem szybkość cyrkulacji pokazuje, ile razy jeden kg wody musi przejść przez obwód, aby zamienić się w parę. Dla ekranów k = 50 - 70, dla belek konwekcyjnych k = 100 - 200.

Odwrotność współczynnika cyrkulacji charakteryzuje stopień suchości mokrej pary x = 1/k. Z tego możemy wywnioskować, że na sitach tworzy się mieszanina pary i wody zawierająca nie więcej niż 0,02 lub 2% pary. Dzięki temu nawet najbardziej obciążone cieplnie powierzchnie grzewcze kotłów, jakimi są ekrany, są niezawodnie zwilżane i chłodzone wodą.

W wiązkach konwekcyjnych wszystkie rury nagrzewają się gazami, których temperatura stale spada w miarę przechodzenia przez wiązkę. Dlatego w rurach do gotowania w miarę przemieszczania się gazów zawartość pary również maleje, a gęstość mieszaniny pary i wody wzrasta. Obecność w rurach wiązki mieszaniny pary i wody o różnej gęstości wytwarza ciśnienie napędowe, które przemieszcza wodę zgodnie z następującym schematem: z górnego bębna woda wpływa do tylnych rur wiązki i przez nie wpływa do dolnego bębna kotła; Z bębna woda wpływa do pozostałych rur wiązki i wraz z parą dostaje się do górnego bębna.

Wymuszony obieg. Wymuszony obieg stosowany jest w kotłach gorącej wody, a także w ekonomizerach kotłów parowych. Ruch wody przez rury powierzchni grzewczych odbywa się za pomocą pompy. Woda wpływa do powierzchni grzewczej zimna i pozostawia ją gorącą, wykonując ruch bezpośredniego przepływu w kotle. Szybkość cyrkulacji wody jest równa jeden.

Aby zapewnić bezpośredni przepływ wody, powierzchnie grzewcze kotłów są wykonane w postaci oddzielnych paneli, które są połączone ze sobą szeregowo lub równolegle. Panel wykonany jest z jednego rzędu rur, których końce są zamknięte do kolektora dolnego (rozdzielczego) i górnego (zbiorczego). W takim przypadku rury mogą mieć zarówno konfigurację prostą (przeważnie), jak i cewkę.

W przypadku połączenia rur równolegle do kolektorów woda przepływa przez rury z nierównymi natężeniami przepływu, co wynika z różnic w opory hydrauliczne rury i nierównomierne nagrzewanie rur przez gazy. Dlatego do poszczególnych rur wpływa mniej wody, niż jest to konieczne do niezawodnego chłodzenia metalu. Możliwe jest nawet zagotowanie się wody w poszczególnych rurach, co dodatkowo ogranicza przepływ wody do takich rur.

Ruch wody w rurach może odbywać się w górę lub w dół. Aby jednak uniknąć wrzenia wody, przyjmuje się, że jej prędkość wynosi co najmniej 0,5-1 m/s. Z tych samych powodów spadek ciśnienia wody w kotłach nie powinien przekraczać 0,2 MPa.

Zastosowanie: w technologii atramentowej. Istota wynalazku: urządzenie do usuwania ciepła jest połączone rurociągami /TP/ odpowiednio zasilania i powrotu cieczy z wyjściem wtryskiwacza strumieniowego pary i jego pasywnym przewodem doprowadzającym czynnik. Na powrocie cieczy TP zamontowany jest parownik adiabatyczny. Wtryskiwacz łączy się z kolektorem wody za pomocą przewodu rozładowczego rozruchowego TP. Pływak znajduje się w kolektorze wody i jest sztywno połączony z zaworem zwrotnym /OK/ zamontowanym na końcu rozruchu i rozładunku TP. Zasilanie płynem TP na wylocie wtryskiwacza jest wyposażone w OK. Parownik wyposażony jest w OK i jest przez niego podłączony do transformatora rozruchowego i rozładowczego. Powrót cieczy TP w obszarze pomiędzy wtryskiwaczem a parownikiem wyposażony jest w OK. Uzupełniający TP jest podłączony do powrotu TP w obszarze pomiędzy wtryskiwaczem a OK. 1 pensja f-ly, 1 chory.

Wynalazek dotyczy technologii strumieniowej i może być stosowany w technologiach związanych z dostarczaniem i odprowadzaniem ciepła podczas obiegu cieczy w obiegu zamkniętym, np. w systemach podgrzewania wody, pasteryzacji żywności itp. Znane są podobne układy, w których obieg cieczy w obiegu odbywa się za pomocą pomp elektrycznych, a usuwanie i dostarczanie ciepła odbywa się za pomocą powierzchniowych wymienników ciepła. Wadami podobnych systemów są: niemożność wykorzystania energii cieplnej źródła ciepła do wytworzenia ciśnienia w obiegu, zastosowanie urządzenia mechaniczne aby wytworzyć cyrkulację płynu w obwodzie. Znany jest system, który umożliwia wykorzystanie energii pary pobranej z gorącej cieczy przed wejściem do odbiornika ciepła jako źródła energii do cyrkulacji cieczy w obiegu zamkniętym. Wadą takiego układu ogrzewania i transportu cieczy jest: niska efektywność wykorzystania pary o niskim potencjale do wytworzenia cyrkulacji (przy adiabatycznym wrzeniu gorącej cieczy w temperaturze 95 o C, wytwarza się para o ciśnieniu niższym od atmosferycznego przez 50 kPa). Z takimi niskie ciśnienia pary i przy typowej np. dla zamkniętych obiegach grzewczych temperaturze wody („zimnej”) powracającej od odbiorcy ciepła do źródła ciepła około 70 o C, praca urządzeń parowych staje się niestabilna. Wady tego systemu obejmują konieczność zwiększenia przepływu gorącej cieczy, ponieważ Przed odbiornikiem ciepła część energii cieplnej cieczy zostanie wykorzystana do wytworzenia pary, a także niemożność bezpośredniego przekształcenia części energii cieplnej dostarczanej w powierzchniowym wymienniku ciepła bezpośrednio w obwodzie w energię mechaniczną ruchu cieczy. Aby uruchomić ten system, wymagany jest stymulator krążenia płynów innej firmy. Najbliższym analogiem jest system, w którym energia pary w wtryskiwaczu pary zapewnia wymuszony ruch - cyrkulację cieczy w zbiorniku, łącząc ogrzewanie cieczy i wytworzenie ciśnienia dla jej cyrkulacji. Obecność regulatora pływakowego na linii uzupełniania zapewnianej przez system zapewnia stały poziom cieczy w zbiorniku. Wadami prototypu są: wtryskiwacz pary zapewnia ogrzewanie cieczy i wytwarza ciśnienie dla cyrkulacji cieczy w zbiorniku i nie zapewnia cyrkulacji podgrzanej cieczy do konsumenta i jej powrotu; przy wysokiej temperaturze cieczy w zbiorniku możliwa jest niepełna kondensacja pary, co doprowadzi do dodatkowych strat energii; ponieważ ciecz nagrzewa się w objętości zbiornika w wyniku powtarzającego się obiegu cieczy przez wtryskiwacz pary, zawsze będzie występowała pewna nierówność temperatury cieczy w całej objętości zbiornika, a co za tym idzie, temperatury płyn wysyłany do konsumenta; aby rozprowadzić ogrzaną ciecz do konsumenta, konieczne jest umieszczenie zbiornika na większej wysokości w stosunku do konsumenta (w analogu zapewniona jest cyrkulacja „grawitacyjna”) lub zainstalowanie pomp elektrycznych; wraz ze wzrostem wydajności systemu (przepływ podgrzanej cieczy do odbiorcy), aby utrzymać akceptowalną nierówność ogrzewania, konieczne jest zwiększenie objętości zbiornika; układ ma znaczną bezwładność cieplną ze względu na procesy podgrzewania cieczy w objętości zbiornika. Aby wyeliminować te niedociągnięcia, konieczne jest jednoczesne wykorzystanie energii pary do podgrzania cieczy i transportu jej do konsumenta i z powrotem przez obieg zamknięty. Poprawi to niezawodność i wydajność systemu jako całości; obniżyć temperaturę cieczy zwracanej od odbiornika ciepła przed wejściem do aparatu parowego, co zwiększy niezawodność i stabilność obiegu; zmniejszyć bezwładność cieplną systemu. Istota wynalazku polega na tym, że dostarczane jest ciepło i wytwarzane jest ciśnienie w celu cyrkulacji cieczy do odbiornika ciepła i z powrotem w wtryskiwaczu parowym, w którym energia pary jest jednocześnie wykorzystywana do podgrzewania cieczy i wytworzenia ciśnienia dla cyrkulacji w obiegu pętla zamknięta. Proponowany system składa się z rurociągu uzupełniającego, rurociągu doprowadzającego czynnik czynny (parę), iniektora strumieniowego pary oraz urządzenia do usuwania ciepła, połączone rurociągami odpowiednio zasilania i powrotu cieczy z wylotem wtryskiwacza i jego rurociągiem pasywnym dostarczającym czynnik, parownik adiabatyczny, kolektor wody, rurociąg rozruchowo-rozładowczy z zaworem zwrotnym i pływakiem, przy czym parownik adiabatyczny zamontowany jest na rurociągu powrotnym cieczy, wtryskiwacz łączy się z kolektorem wody poprzez rurociąg rozruchowy, pływak znajduje się w tym ostatnim i jest sztywno połączony z zaworem zwrotnym zamontowanym na końcu rurociągu rozruchowego, rurociąg doprowadzający ciecz na wylocie wtryskiwacza jest wyposażony w zawór zwrotny, parownik adiabatyczny jest wyposażony w zawór zwrotny i jest podłączony przez ten ostatni do rurociągu rozruchowo-tłocznego, rurociąg powrotny cieczy w obszarze pomiędzy wtryskiwaczem a parownikiem wyposażony jest w zawór zwrotny, a rurociąg uzupełniający łączy się z rurociągiem powrotnym na odcinku pomiędzy wtryskiwaczem i zawór zwrotny. Dla systemów z wysoka temperatura czynnik pasywny zwracany od odbiornika ciepła, układ dodatkowo wyposażony jest w eżektor parowy montowany na rurociągu doprowadzającym czynnik czynny przed wtryskiwaczem, natomiast rura doprowadzająca czynnik pasywny eżektora przechodzi przez zawór zwrotny podłączony do parownika adiabatycznego. Stabilność proponowanego układu zapewniono poprzez obniżenie temperatury cieczy na wlocie wtryskiwacza oraz wyposażenie układu Zawór bezpieczeństwa(urządzenie ograniczające ciśnienie płynu w układzie obiegowym), a także układ uzupełniania obiegu cyrkulacyjnego stosowany przy napełnianiu cieczy obiegiem zamkniętym, uruchamianiu układu oraz podczas ograniczonego rozszczelnienia obiegu. Aby poprawić niezawodność rozruchu zamknięty system obieg cieczy wyposażony jest w zawory zwrotne na wylocie podgrzanej cieczy z aparatu parowego, na wylocie pary z parownika adiabatycznego oraz pomiędzy strefą naddźwiękowego przepływu dwufazowego w aparacie parowym i atmosferą. W tym przypadku zwiększenie efektywności rozruchu układu i wyeliminowanie możliwości wycieków powietrza do obwodu obiegu cieczy odbywa się dzięki temu, że zawór zwrotny na linii komunikacyjnej naddźwiękowej strefy przepływu dwufazowego strumienia pary aparat z atmosferą umieszcza się pod poziomem cieczy w dodatkowym pojemniku, w którym znanymi metodami Minimalny dopuszczalny poziom cieczy jest zapewniany automatycznie. Przy temperaturach cieczy na wylocie urządzeń odprowadzających ciepło do 70 o C wystarczające jest zasysanie pary z parownika adiabatycznego do wtryskiwacza, co zapewni utrzymanie głębokiej próżni w parowniku, a co za tym idzie, wystarczające schłodzenie parownika. ciecz w parowniku. Przy temperaturach wylotowych cieczy powyżej 70 o C, w celu zapewnienia głębszego schłodzenia cieczy, odsysanie pary z parownika odbywa się dodatkowo za pomocą wyrzutnika pary zamontowanego na przewodzie parowym przed wtryskiwaczem. Określony element zostanie przedstawiony na rysunku. System składa się z rurociągu doprowadzającego czynnik czynny (parę) 1, połączonego poprzez zawór 2 z iniektorem strumieniowym 3 bezpośrednio lub poprzez eżektor parowy 4 z rurą 5. Wyjście z wtryskiwacza strumieniowego 3 połączone jest podgrzewanym rurociąg doprowadzający ciecz 6 do urządzenia odprowadzającego ciepło 7 i na tym rurociągu jest zainstalowany zawór zwrotny 8. Wylot cieczy z urządzenia 7 jest połączony rurociągiem powrotnym 9 z rurą 10 wtryskiwacza 3, tworząc w ten sposób zamkniętą pętlę cyrkulacyjną. Na rurociągu powrotnym 9 za zaworem 11 znajduje się parownik adiabatyczny 12, który jest połączony rurociągami z zaworami zwrotnymi odpowiednio 13, 14, 15 z wtryskiwaczem 3, eżektorem 4 i rurociągiem startowo-tłocznym 16, łączącym rurę 17 wtryskiwacza 3 z kolektorem wody 18 poprzez zawór zwrotny 19 podłączony do pływaka 20. Rurociąg uzupełniający 21 z zaworem 22 łączy się z rurociągiem powrotnym 9 pomiędzy wtryskiwaczem 3 a zaworem zwrotnym 15. Zawór bezpieczeństwa 23 jest zainstalowany na rurociągu powrotnym 9 pomiędzy urządzeniem do odprowadzania ciepła 7 a zaworem 11. Na rysunku umownie przedstawiono strefę I – strefę przepływu naddźwiękowego w eżektorze 4 oraz strefę II – strefę naddźwiękowego przepływu dwufazowego we wtryskiwaczu 3. Przy stosunkowo niskie temperatury cieczy na wylocie urządzenia do odprowadzania ciepła 7 (nie wyższe niż 70 o C), można uprościć układ pokazany na rysunku, a mianowicie wykluczyć z układu i rurociągu wyrzutnik pary 4 z zaworem zwrotnym 14 łączącym eżektor z parownikiem 12. Układ działa w następujący sposób. Aby napełnić odwodniony układ, zawór 22 jest otwierany i przez rurociąg uzupełniający 21 woda pod ciśnieniem przez rurę 10 wpływa do wtryskiwacza strumieniowego pary 3, stamtąd rurą 17 wzdłuż rurociągu rozruchowo-rozładowczego 16 do kolektora wody 18, natomiast pływak 20, który unosi się do góry wraz ze wzrostem poziomu, wywiera siłę przy otwieraniu zaworu zwrotnego 19. Przy zamkniętym zaworze 11 otwiera się zawór 2 i para jest dostarczana rurociągiem doprowadzającym czynnik aktywny 1 do wtryskiwacza strumieniowego pary 3. Już przy minimalnym dopływie pary we wtryskiwaczu 3 tworzy się naddźwiękowa strefa II przepływu gazu i cieczy, w w którym na skutek dużych przepływów powstaje podciśnienie. Na wyjściu ze strefy II w naddźwiękowym przepływie gaz-ciecz następuje przejście w poddźwiękowy przepływ cieczy w wyniku wzrostu ciśnienia z całkowitą kondensacją pary w przepływie, natomiast pod wpływem energii pary ciecz jest podgrzewana i ciśnienie jest tworzony w celu dalszego transportu przepływu, powodując otwarcie zaworu zwrotnego 8 i napełnienie całego układu do zaworu 11. Ponieważ rurociąg rozładowczy rozruchowy 16 okazuje się być połączony ze strefą próżniową II wtryskiwacza 3, to przez pływak 20, który unosi się z siłą w górę, gdy ciecz dostanie się do kolektora 18 wody, zawór zwrotny 19, ciecz ze kolektora 18 wody jest zasysana do układu aż do momentu spadku poziomu wody, wpływu pływaka 20 na zawór 19 nie zatrzyma się. Napełnianie instalacji cieczą zakończy się, gdy wzrost ciśnienia w instalacji doprowadzi do otwarcia zaworu bezpieczeństwa 23, ustawionego na określone ciśnienie zadziałania, i nastąpi wypuszczenie cieczy z instalacji, na przykład do pojemnika przeznaczonego do zbiórki. Otwierając zawór 22 i zamykając zawór 11, włącza się parownik adiabatyczny 12, a para powstająca w parowniku, jako pasywne medium tworzące cyrkulację, zostanie zassana przez zawór zwrotny 13, rurociąg 16 i rurę 17 do urządzenia 3 , po czym następuje kondensacja w wyniku gwałtownego wzrostu ciśnienia . Ciecz schłodzona w wyniku wrzenia adiabatycznego wprowadzana jest poprzez zawór zwrotny 15 i rurociągiem 9 do rury 10 wtryskiwacza 3. Obniżenie temperatury cieczy pozwala na utrzymanie naddźwiękowego przepływu gaz-ciecz II w strefie II wtryskiwacza 3. Stopień podgrzania cieczy w urządzeniu i maksymalne osiągalne ciśnienie obiegu podgrzanej cieczy zależy od ciśnienia pary przed wtryskiwaczem 3 i jest regulowane przez zawór 2. W przypadku nieszczelności w obwodzie zawór 22 może chwilowo uzupełnić system. Rolę zaworu bezpieczeństwa 23 mogą pełnić także te często stosowane w instalacjach grzewczych. zbiorniki wyrównawcze, umieszczone na wystarczającej wysokości. Przy wysokich (ponad 70 o C) temperaturach cieczy na rurociągu powrotnym 9 na wylocie urządzenia do odprowadzania ciepła 7 istnieje potrzeba głębszego ochłodzenia cieczy wpływającej do rury 10 wtryskiwacza 3. Wymaga to intensywniejszego wrzenia cieczy w parowniku 12 i zwiększenie ilości pary usuwanej z parownika. W tym przypadku jest to konieczne dodatkowe urządzenie - wyrzutnik pary 4 do odsysania oparów z parownika 12 i oprócz procesów w układzie opisanym powyżej, będą dodatkowo zachodzić następujące procesy. Po otwarciu zaworu 2 i doprowadzeniu wystarczającej ilości pary do eżektora 4 powstaje podciśnieniowa strefa naddźwiękowego przepływu pary 1, do której zasysane są pary powstałe w parowniku 12, które są ośrodkiem pasywnym w stosunku do aktywnego rurociągiem przez zawór zwrotny 14, który otwiera się pod wpływem podciśnienia w strefie 1. - para wchodząca przez zawór 2. Do wtryskiwacza doprowadzana jest woda uzupełniająca o temperaturze nie wyższej niż 40 o C i ciśnieniu nie niższym niż 50 kPa 3 przez zawór 22. Woda wpływa rurociągiem 16 do kolektora wody 18. Po otwarciu zaworu pary 2 i ciśnieniu pary przed wtryskiwaczem 3 wzrasta do 100 kPa, w wtryskiwaczu 3 pojawia się strefa naddźwiękowa II i otwiera się zawór zwrotny 8, następuje ciecz z rurociągu uzupełniającego 21 i kolektora wody 18 wpływa do rurociągu zasilającego 6, napełniając instalację. Zawór 2 zwiększa dopływ pary w celu podniesienia temperatury cieczy na wylocie wtryskiwacza 3 do wartości zbliżonej do wartości nominalnej - 95 o C. Gdy ciśnienie pary przed urządzeniem wynosi 300 kPa, następuje to temperatura zostanie osiągnięta. W tym przypadku w strefie I wtryskiwacza 4 powstaje podciśnienie o wartości 90 kPa. Po napełnieniu instalacji i podniesieniu ciśnienia cieczy przed zaworem bezpieczeństwa do 150 kPa następuje otwarcie zaworu i rozpoczęcie usuwania nadmiaru cieczy z instalacji. Po otwarciu zaworu 11 ciecz z urządzenia odprowadzającego ciepło 7 wpływa do parownika 12, gdzie wrze, a jej temperatura na wylocie z parownika do wtryskiwacza 3 spadnie z 75 o C do 45 o C na skutek zasysania oparów do eżektora 4 i poprzez rurociąg rozruchowy 16 do wtryskiwacza 3, w parowniku zostanie utrzymane podciśnienie na poziomie 90 kPa. Po zamknięciu zaworu 22, położenie zaworu 2 utrzymuje temperaturę ogrzanej cieczy przed urządzeniem odprowadzającym ciepło 7 na poziomie 95 o C. Proponowany układ pozwala na zwiększenie niezawodności i wydajności układu poprzez wykorzystanie ciepła energia pary jednocześnie do ogrzewania i wytwarzania ciśnienia dla cyrkulującej cieczy w zamkniętej pętli do ciepła odbiorcy i odwrotnie, eliminując stosowanie do tych celów urządzeń mechanicznych i wymienników ciepła intensywnie wykorzystujących metal. Zwiększa się niezawodność i stabilność obiegu płynu w obwodzie, ponieważ Za pomocą parownika adiabatycznego temperatura cieczy wchodzącej do wtryskiwacza strumieniowego pary jest obniżana w wyniku wytworzenia ciśnienia cyrkulacyjnego. Stworzono możliwości prostego i niezawodnego uruchomienia systemu bez użycia specjalnych urządzeń (stymulatorów cyrkulacji).

Prawo

1. INSTALACJA OGRZEWANIA I TRANSPORTU CIECZY W ZAMKNIĘTEJ PĘTLI CYRKULACYJNEJ, składająca się z rurociągu uzupełniającego, rurociągu doprowadzającego czynnik czynny, iniektora parowego i urządzenia do usuwania ciepła, połączonego rurociągami odpowiednio zasilania i powrotu cieczy z wylotem wtryskiwacza i pasywny rurociąg zasilający medium, charakteryzujący się tym, że układ dodatkowo wyposażony jest w parownik adiabatyczny, kolektor wody oraz rurociąg rozruchowo-rozładowczy z zaworem zwrotnym i pływakiem, natomiast parownik adiabatyczny zabudowany jest na rurociągu powrotnym cieczy, Wtryskiwacz łączy się z kolektorem wody poprzez rurociąg rozruchowy, w tym ostatnim znajduje się pływak i jest on sztywno połączony z zaworem zwrotnym zamontowanym na końcu rurociągu rozruchowego, rurociąg doprowadzający ciecz na wylocie wtryskiwacza jest wyposażony z zaworem zwrotnym, parownik adiabatyczny wyposażony jest w zawór zwrotny i poprzez ten ostatni jest podłączony do rurociągu rozruchowo-rozładowczego, rurociąg powrotny cieczy w obszarze pomiędzy wtryskiwaczem a parownikiem wyposażony jest w zawór zwrotny, a zawór zwrotny Rurociąg górny łączy się z rurociągiem powrotnym w obszarze pomiędzy wtryskiwaczem a zaworem zwrotnym 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ dodatkowo wyposażony jest w wyrzutnik pary zamontowany na rurociągu doprowadzającym czynnik czynny przed wtryskiwaczem, natomiast przewód doprowadzający czynnik bierny eżektora połączony jest poprzez zawór zwrotny do parownika adiabatycznego.