ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮШАЯ АРМАТУРА
Общие сведения
Особенность современных систем отопления состоит в широком применении автоматической (активной) запорно-регулирующей арматуры. К ней относят, прежде всего, терморегуляторы, регуляторы перепада давления, регуляторы расхода, перепускные клапаны (рис. 4 и 5). Ручная (пассивная) запорно-регулирующая арматура — вентили, краны, клапаны «Баттерфляй» (рис. 6 и 7) — тоже повсеместно используется вэтих системах. Существует также арматура с возможностью дальнейшей поэтапной модернизации — изменения функциональности. Так, например, комплект арматуры ручного регулирования USV-I + USV-M, путем дополнения мембранным элементом и импульсной трубкой, превращают в комплект арматуры автоматического регулирования перепада давления USV-I + USV-PV.
Одни из главных отличий современной арматуры — это многофункциональность, повышенная надежность эксплуатации, высокая точность регулирования заданных параметров. Изменились и функциональные требования к ней, перечень которых представлен в табл. 2. I Наличие автоматической арматуры требует несколько иных подходов проектировании. Отечественная практика применения арматуры основывалась на обеспечении квазистационарного гидравлического режима работы системы отопления. Современные системы имеют переменный гидравлический режим, в условиях которого следует обеспечить управляемость потоками теплоносителя. В заграничной практике проектирования обеспечение эффективной работы автоматической арматуры осуществляют путем соблюдения рекомендованных значений авторитета. Аналогом данного термина может быть коэффициент управления, который показывает долю регулируемого потока от имеющегося (см. п. 3.2.4).
В отечественной практике проектирования центрального отопления устанавливали на трубах до 50мм муфтовую запорно-регулирующую арматуру, при больших диаметрах — фланцевую, что было вызвано, прежде всего, возникающей нагрузкой на соединения и обеспечением их герметичности. Сегодня при использовании нестальных труб такой тенденции не существует; поэтому любой тип арматуры представлен широким спектром диаметров и соединений. Характерной особенностью крупногабаритной арматуры является уменьшение ее металлоемкости. К ней относят бесфланцевую, устанавливаемую между трубными фланцами. Так, например, клапаны (дисковые поворотные затворы) Данфосс «Баттерфляй» при диаметре 150мм имеют вес 8,2кг, что почти в 9 раз меньше задвижек клиновых с выдвижными шпинделями,
|
Рис. 4. Общий вид термостатических клапанов «Данфосс»
а диаметр присоединения находится в диапазоне 25...300 мм. Применение запорной арматуры пониженного сопротивления улучшает условиярегулирования терморегуляторами потоков теплоносителя (смотри дальше разъяснение относительно авторитетов терморегулятором поскольку основные потери давления должны приходиться на них, и уменьшает эксплуатационные затраты.
Многофункциональность арматуры упрощает проектирования монтаж и эксплуатацию систем, уменьшает их металлоемкость и инерционность. В особенности это касается спускной арматуры. Почти вся запорно-регулирующая арматура, предлагаемая фирмой «Данфосс» выполняет данную функцию, реализуемую тремя способами:
• специально предусмотренными отверстиями в корпусе, изначально укомплектованными пробками, вентильками или краниками значительно меньшего размера от основной арматуры (в табл. 2 функция указана без скобок);
• специально предусмотренными отверстиями в корпусе с закрытыми пробками, которые могут быть заменены спускной арматурой по заказу (эта и другие функции, предусмотренные дополнительной комплектацией, в табл. 2 указаны в одинарных скобках);
• дополнительным спускным устройством, поставляемым по заказу например, спускным вентилем для вентилей RLV и RLV-K или сервисным устройством шлюзового типа для терморегуляторов всех типов (в табл. 2 функция обозначена двойными скобками).
При необходимости использования запорно-регулирующей арматуры без спускной функции используют спускной шаровой кран, присоединяемый к трубопроводу через тройник.
Отличием ручной регулирующей арматуры вентильного типа, например, RLV, RLV-S, RLV-K. ASV-I, MSV-i'm MSV-F, является градирование ее гидравлических характеристик (создаваемого сопротивления) по подъему штока. Отсчет настройки начинают от закрытого положения. Каждый полный оборот открытия отвечает изменению значения настройки на единицу, неполный — на доли единицы. Наличие такой арматуры позволяет отказаться от практики применения диафрагм (дроссельных шайб).
Повышения надежности работы запорно-регулирующей арматуры достигают за счет использования высокоточных технологий и конструктивного упрощения, применения высококачественных уплотнителей. Так, например, в арматуре ASV-P, ASV-PV, RLV всех типов ASV-M, ASV-I, MSV-M, MSV-I регулирование или запирание осуществляется без промежуточных элементов (тарелки с уплотнительной прокладкой), а непосредственно специально подготовленной торцевой поверхностью штока, которая точно подогнана к поверхности седла. Это дает возможность также обеспечить точность поддержания гидравлических параметров на протяжении всего срока эксплуатации.
Широкий диапазон температур теплоносителя определяет соответствующие условия эксплуатации. Так, для разных конструкций шаровых кранов максимальные рабочие температуры составляют 80...200 °С, клапанов «Баттерфляй» — 85...200 "С, терморегуляторов и автоматических регуляторов — 120 °С. Следует отметить, что запорно-регулирующая арматура «Данфосс» для стояков и приборных веток поставляется в упаковке, которая используется как теплоизоляционная оболочка при температуре теплоносителя до 80 0С, при теплоносителе с температурой до 120 0С заказывается теплоизоляционная оболочка из стиропора ЕРР
Размещение арматуры на стояках, приборных ветках, подводках к отопительным приборам многовариантное, что рассмотрено в дальнейших соответствующих разделах.
Современная запорно-регулирующая арматура многофункциональна, чтоупрощает проектирование, монтаж и эксплуатацию систем отопления.
Запорно-регулирующая арматура имеет конкретное назначение и взаимоувязку между собой. Использование арматуры не по назначению выводит систему отопления из строя. Так, например, применение шаровых кранов (запорной арматуры быстрого действия) для регулирования теплопередачи отопительных приборов повышает вероятность образования гидравлического удара.
3.2. ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ
3.2.1. Конструкции и установка
Терморегулятор автоматический отопительного прибора системы водяного отопления здания (сокращенно терморегулятор или термостат) - запорно-регулирующая арматура автоматического регулирования теплоотдачи отопительного прибора на уровне, соответствующем установленной потребителем температуры воздуха. Он автоматически поддерживает заданную температуру воздуха в помещении путем количественного) регулирования теплоносителя, поступающего в отопительный прибор. Стабильность и точность поддержания необходимой температуры воздуха в помещении на уровне индивидуального теплового комфорта является принципиальным отличием от вентилей и кранов ручного (пассивного) регулирования, традиционно используемых в отечественных системах отопления. Выбор качественных терморегуляторов и обеспечение на стадии проектирования системы оптимальных условий для их эффективной работы экономят в процессе эксплуатации здания 15...25% тепловой энергии.
В Украине отсутствуют нормативы, регламентирующие характеристики терморегуляторов. До принятия соответствующих отечественных
стандартов рекомендуется при выборе терморегуляторов ориентироваться на европейскую норму EN 215 [12|. Терморегуляторы, отвечающие данной норме, имеют знак, изображенный на рис. 8, и на термостатическом клапане, и на термостатической головке. Конструктивные составляющие терморегулятора показаны на рис. 9.
Датчик — часть терморегулятора, отслеживающая температуру воздуха. Представляет собой, как правило, сильфон, заполненный у каждого производителя эксклюзивным веществом. Изменение температуры воздуха вызывает соответствующее изменение объема сильфона — удлинение или сокращение. Через передаточное звено сильфон двигает шток и конус клапана. Изменение расстояния между седлом и конусом клапана приводит к количественному регулированию теплоносителя.
Типы терморегуляторов изображены на рис. 10. На рис. 10,а — терморегулятор со встроенным датчиком. В нем смонтированы в одном корпусе датчик, передаточный механизм и регулятор температуры. Устанавливают такие регуляторы при наличии свободного обтекания термостатической головки потоком воздуха, а также при условии невлияния на нее облучения от торцевой части отопительного прибора (радиатора) и конвективных потоков от труб его обвязки. Схема установки таких терморегуляторов показана на рис. 11,а.
При возможности свободного доступа к терморегулятору, но несоответственном его восприятии температуры воздуха помещения (закрытии занавесками, чрезмерной строительной глубине отопительного прибора...), применяют терморегулятор со встроенным регулятором температуры и выносным датчиком, изображенным на рис. 10,6. Он имеет регулятор температуры, объединенный с передаточным механизмом и термостатическим клапаном в одном корпусе. Датчик отдален от передаточного механизма и сообщается с ним передаточным звеном (капиллярной трубкой). Схема установки показана на рис. 11,6 и в.
Терморегулятор с выносным регулятором температуры и датчиком в одном корпусе (рис. 10,в) используют при невозможности доступа к термостатическому клапану (рис. 11,г). Они соединены между собой передаточным звеном (капиллярной трубкой).
Терморегулятор с отдельными выносными датчиком и регулятором температуры (рис. 10,г), каждый из которых соединен с термостатическим клапаном посредством передаточного звена (капиллярной трубкой), применяют при ограниченности доступа к помещению, удобств обслуживания регулятора и нехарактерной температурной зоне помещения, централизации обслуживания…
Схемы установки терморегуляторов, не рекомендованных к использованию, изображены на рис. 11 перечеркнутыми накрест.
Применение программаторов, соединенных передаточным звеном (электропроводами) с микромотором (М) на термостатическом клапане (рис. 10,д), регуляторов температуры с волновым управлением микромотором (рис. 10,е) и комбинированных электромеханических терморегуляторов (рис. 10,ж) осуществляют для удобств обслуживания и получения дополнительного энергосберегающего эффекта.
Датчик терморегулятора должен реагировать на характерную температуру воздуха в помещении. Его не следует устанавливать:
• вблизи источников теплоты любого типа — ламп, компьютеров электронных приборов...;
• в месте прямого попадания излучения от солнца или других источников;
• в опускающихся холодных потоках воздуха — конвективных и вынужденных охлажденных струях систем кондиционирования и вентиляции;
• в восходящих конвективных и нагретых вынужденных струях систем кондиционирования и вентиляции;
• за занавесками, мебелью и т.п.;
• вблизи внешней двери, балконной двери, внешних окон;
• на стене с камином...;
• на внешней стене.
Выносные датчики устанавливают на стене на высоте приблизительно 1,5м над уровнем пола. Желательна установка на внутренней стене на некотором расстоянии от внутренней двери.
Термостатические элементы (головки) и программаторы фирмы «Данфосс» показаны на рис. 12. Они охватывают все типы терморегуляторов. Головки RTD относятся к пропорциональным регуляторам прямого действия с вмонтированными или выносными датчиками, с защитой от несанкционированного вмешательства. Все модели защищают систему отопления от замерзания (блокировки) теплоносителя.
При подборе терморегуляторов необходимо обращать внимание на конструкцию термостатического клапана — прямоточную или угловую и проектировать таким образом, чтобы термостатические головки находились вне влияния конвективных потоков от труб.
Терморегуляторы размещают на подающей подводке к отопительному прибору при схеме движения теплоносителя «сверху — вниз». Остаточной теплопередачей отопительного прибора приблизительна 20...35% при закрытом термостатическом клапане и однотрубных системах, возникающей вследствие расслоения циркуляции теплоносителя обратной подводке, пренебрегают. Остаточная теплопередача отопительного прибора, вызванная механическим закрытием терморегулятора потребителем, обеспечивает незамерзание теплоносителя и уменьшает несанкционированный отбор теплоты от других приборов через внутренние ограждения помещения. Если эта теплопередача избыточна для всех терморегуляторов, происходит соответствующая реакция автоматики погодного регулятора в тепловом пункте на уменьшение тепло вой мощности системы отопления.
Термостатические клапаны различают по назначению — для однотрубных и двухтрубных систем отопления. Первые, по сравнению со вторыми, характеризуются повышенной пропускной способность». Вторые, как правило, объединяют в себе функцию гидравлического увязывания циркуляционных колец, осуществляемую, чаще всего встроенным дросселирующим механизмом предварительной настройки. Настройку определяют на стадии проектирования и устанавливав при монтаже системы отопления. Клапаны первого и второго типов поставляют с колпачками (на месте термостатической головки) разной цвета. Клапаны «Данфосс», отнесенные к первому типу,— RTD-G с колпачками серого цвета, второго типа — RTD-N с колпачками красной цвета.
Колпачки предназначены для защиты штока от повреждений и загрязнения. Их используют при пусковых испытаниях системы отопления.
Терморегулятор — устройство индивидуального поддержания теплового комфорта в помещении и обеспечения энергосбережения. Эффективное реагирование терморегулятора на температуру воз духа в помещении зависит от его конструктивных особенностей места установки.