4. Я столкнулся с тем, что узлы обвязки и управления нагревателей изображают по-разному. Например, кроме основной перемычки с трехходовым клапаном применяют еще одну: или до (по ходу воды), или после основной. Различаются места установки водяного регулирующего клапана и циркуляционного насоса — на подающей или обратной. В чем здесь дело? Ваш вопрос вполне резонный. Чтобы найти правильный ответ, надо помнить о том, что в этом узле (а, точнее, подсистеме) одновременно и взаимосвязанно протекают аэродинамические, гидравлические и тепловые процессы (рис. 1). Клапан на корпусе имеет маркировку, указывающую его тип: смесительный (на подающей) либо разделительный (на обратной). Из условия опасности кавитации, которую проверяют расчетом [1, п. 5.19], желательна установка клапана на обратной воде, где температуры ниже. По этому же условию на обратной лучше устанавливать и циркуляционный насос. Что касается гидравлических режимов, то они зависят, прежде всего, от соотношения перепада р1 – р2 между подающей и обратной и давления насоса рн. Если р1 – р2 >> рн, то вместо обычного дросселирования, изменяющего одновременно как р1 – р2, так и расход внешней воды лучше применять гидравлический «шунт», перепуская воду по перемычке, предшествующей основной. Другую перемычку (после основной) применяют для перепуска воды мимо основной перемычки, если расчет в режиме, опасном по замерзанию, указывает на то, что возможны автоколебания плунжера клапана вблизи его закрытия (h < 3 мм), когда срабатывает автоматическая защита. О том, как это узнать, пользуясь характеристикой клапана с разными плунжерами, кратко описано в ответе на вопр. 5. 5. При выборе и расчете нагревания воздуха приходится анализировать разные режимы работы аппарата при разных температурах воздуха и воды. Существует ли способ, как это делать в более общем виде, но при этом наиболее просто и наглядно? Да, такой метод разработан автором этих строк и представлен номограммой в книге проф. А.Г. Сотникова [1, Т. I, гл. 5, рис. 5.33], она показана на рис. 2 на четырех квадрантах и взаимосвязанных построений на них. Основу анализа составляют: выбор нагревателя в расчетном и любом промежуточном режимах при известных tн, tk и tw.н = f2(tн) от ТЭЦ или котельной (этот график обычно не соблюдается), а также график зависимости tk = f1(tн), которая постоянна или переменна в случае воздушного отопления. Кроме того, наносят график (линию) или поле (на рис. 2 заштриховано) зависимости tw.н = f2(tн). Для оценки характерности режима наносят соответствующую кривую повторяемости температур: Во втором квадранте строят линию: если принять расход нагреваемого воздуха Lnp = const, и линиюqв.н = (tk – tн) = (tw.н – tн) = varпри нескольких определенных значениях наружной температуры. В третьем квадранте строят прямую относительного расхода внешней (горячей) воды по двум точкам: при tн.px и tн = tпр, когда нагрев прекращается и G_w = 0.Наконец, в четвертом квадранте в любом режиме нагрева и относительном расходе определяют искомое положение плунжера с линейной или логарифмической характеристикой при относительном сопротивлении клапана S = 0,1–1, оценивают степень его закрытия и опасность замерзания воды при автоколебаниях вблизи закрытия. Подробный пример такого анализа приведен в цитируемой книге (пример 5.11), а результаты графических построений показаны в виде линий на рис. 2. Если оказывается, что даже при логарифмическом плунжере возможно его положение вблизи закрытия, то применяют дополнительную перемычку кроме основной, и по ней перепускают в таком режиме часть воды. На подобной номограмме возможно производить анализ режимов работы воздухоохладителя. 6. Я занимаюсь проектированием и, к сожалению, давно запутался в том, как описано замерзание воды в трубках, его многочисленные причины и сопутствующие факторы. Часто это явление объясняют «на пальцах», без формул, цифр и каких-либо серьезных обоснований. Правильно ли это, и как здесь разобраться? Да, во много вы правы, есть путаница, бессистемность и противоречивость в описаниях этого явления в силу его многофакторности. На основании ряда работ (Зингерман И.И., Рымкевич А.А., Минин В.Е. и др.) нужно системно разделить основную причину и факторы во взаимосвязи с методом управления нагревателем. Основная физическая причина замерзания — малая скорость воды в трубках (0,1–0,2 м/с), ламинарный режим движения, отсутствие перемешивания частиц и переохлаждение воды при соединении трубок последовательно. Однако такие причины были характерны для прошлого, до середины 1990х гг., когда процессом нагревания управляли расходом воды, иначе, скоростью в трубках. В отечественных аппаратах трубки соединяли последовательно, а время движения воды могло достигать одну-две минуты. К факторам замерзания воды относили неправильную методику расчета процесса, значительный запас поверхности, недостатки конструкции и эксплуатации, несанкционированные действия. Сейчас ситуация коренным образом изменилась. При наличии циркуляционных насосов на разные расходы и давления и значительной линейки трехходовых водяных клапанов скорость в трубках значительна, и в этом смысле замерзание воде не грозит. Однако, такой вывод не совсем верен, просто срабатывание защиты и опасность замерзания относится к другому режиму, когда при малой эффективности нагрева, например, qв.см < 0,1, уменьшенном расходе воздуха и малом расходе внешней (горячей) воды плунжер находится вблизи закрытия, и происходят автоколебания в системе регулирования. Не находя равновесия, плунжер в какой-то момент садится на седло, закрывает доступ горячей воде, поэтому циркулирующая вода начинает быстро остывать, и ее температура за время 30–60 с достигнет значения «уставки» датчика защиты [1, пример 5.14]. При срабатывании защиты поступит сигнал оператору, который на месте должен убедиться, что трубки не потекли, и вручную включить установку в работу. Спустя некоторое время такая ситуация может повториться. О том, как это избежать написано выше. Конечно, при таком кратком описании многие тонкости и детали опущены, оставлено для понимания только главное. Хочется отметить и ошибки в схеме защиты. Она должна работать по-разному в рабочее и нерабочее время. Датчик, как в любой системе защиты, должен быть не усредненный по воздуху после аппарата, а в критической точке перед аппаратом, откуда идет опасность, и где температура воздуха в нерабочее время наинизшая [2]. 1. Сотников А.Г. Процессы, аппараты и системы кондиционирования воздуха и вентиляции / Теория, техника и проектирование на рубеже столетий. — СПб.: ATPubliсhing, Т. I, 2005; Т. II, Ч. 1, 2006; Т. II, ч. 2, 2007. 2. Стрижонок О.Г. Качество автоматической защиты калориферов // Водоснабжение и санитарная техника, №1/1985.