Гидравлика систем отопления и охлаждения

ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ

4.1. Конструкции

Терморегулятор системы обеспечения микроклимата здания (со­кращенно терморегулятор или термостат) — запорно-регулирующая арматура автоматического регулирования тепловым потоком теплооб­менного прибора на уровне, соответствующем установленной пользо­вателем температуре воздуха в помещении. Он автоматически поддер­живает заданную температуру путем количественного регулирования теплоносителя, поступающего в теплообменный прибор. Его отличи­тельной чертой в сравнении с вентилем и краном ручного (пассивного) регулирования являются стабильность и точность поддержания тем­пературы воздуха на уровне теплового комфорта в соответствии с рис. 1.2. Это достигается техническими характеристиками терморегу­лятора и обеспечением на стадии проектирования системы оптималь­ных условий его эффективной работы.

_ Технические параметры терморегуля-

торов систем отопления регламентирова - ны стандартом EN 215 [16]. Терморегуля - торы, отвечающие данной норме, имеют Щ Щ знак соответствия, изображенный на

■ ■ рис. 4.1. Его изображают на термостатиче-

1 Ш ской головке и на термостатическом

клапане.

Терморегулятор состоит из двух со-

Рис. 4.1 Знак соответствия

единенных воедино частей — термостати-

нормам CEN

г ческой головки и термостатического кла­

пана, которые разграничены соответственно стрелками а и б на рис. 4.2.

Основным элементом термостатической головки является датчик. Он отслеживает температуру воздуха в помещении и реагирует на ее из­менения. Представляет собой замкнутую тонкостенную цилиндрическую оболочку с продольной гофрированной боковой поверхностью, называе­мую сильфоном. Сильфон заполнен эксклюзивным веществом. Реагируя на изменение температуры воздуха, он расширяется и сжимается (подоб­но пружине). Через нажимной штифт воздействует на шток и затвор клапана. Затвор перекрывает проход теплоносителю, осуществляя коли­чественное регулирование тепловым потоком теплообменного прибора.

Отличительной особенностью терморегуляторов Данфосс является то, что сильфон заполнен газоконденсатной смесью. Т. к. теплоемкость газа ниже, чем веществ в ином агрегатном состоянии, это делает термо­регулятор с непревзойденной реакцией на изменение температурной

Рис. 4.2. Терморегулятор а - регулятор (термостатическая

со встроенным головка):

датчиком: 1 - ограничительные кольца;

2 - термостатический латчик (сенсор);

13 14

ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ

3 - сильфон;

4 - шкала настройки;

5 - пружина настройки;

6 - нажимной штифт;

7 - уплотнительное кольцо;

б - термостатический клапан:

8 - шток;

9 - лроссель;

10 - конус клапана (затвор);

11 - корпус клапана;

12 - стабилизатор потока;

13 - накилная гайка;

14 - патрубок (хвостовик)

обстановки. Давление газоконденсатной смеси внутри сильфона выве­рено при заполнении и сбалансировано силой упругости настроечной пружины. При увеличении температуры воздуха вокруг датчика кон­денсат переходит в газоподобное состояние. Увеличивается давление в сильфоне, и он перемещает шток. При снижении температуры воздуха сильфон сжимается и шток поднимается.

Терморегуляторы Данфосс комплектуют регуляторами различных конструкций. Выбор осуществляют в зависимости от типа помещения, места установки теплообменного прибора, вида системы обеспечения микроклимата и степени ее автоматизации. Основные типы терморегу­ляторов представлены на рис. 4.3.

На рис. 4.3,а показан терморегулятор со встроенным датчиком. В корпусе термостатической головки расположены регулятор температу­ры (пружина настройки) и сильфон, выполняющий также роль датчика температуры воздуха. Применяют такой регулятор в том случае, если термостатическую головку свободно обтекает поток воздуха и она не подвержена тепловому облучению от торцевой части теплообменного прибора (радиатора), а также действию конвективных потоков от труб.

Рис. 4.3. Тип терморегулятора: а - со встроенным латчиком; 6-е выносным латчиком; в - с выносным регулятором темпе­ратуры; г-с выносным латчиком и регулятором температуры; л - с программатором и термо - приволом; е - комбинированный электромеха­нический; ж - с листанционным волновым уп­равлением; з - с листанционным компьютерным управлением

ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ

ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ

м

Терморегулятор со встроенным регулято­ром температуры и выносным датчиком изо­бражен на рис. 4.3,6. В термостатической го­ловке расположены регулятор температуры и сильфон. Датчик температуры отдален от сильфона и сообщен с ним передаточным зве­ном (капиллярной трубкой). Датчик выполнен в виде цилиндра, объём которого сообщен с объёмом сильфона через капиллярную трубку. Датчик воспринимает температурные условия в месте установки и передает возникающие объемные изменения вещества, которым он за­полнен, через капиллярную трубку в сильфон. Эту конструкцию применяют при различных температурных условиях в помещении и в зоне установки терморегулятора, которые возника­ют при расположении теплообменного прибо­ра за занавесками, в углублении стен (нишах) и т. д.

Терморегулятор с выносным регулятором температуры и датчиком в одном корпусе представлен на рис. 4.3,в. Выносной регулятор соединен через капиллярную трубку с сильфо - ном на термостатическом клапане. Такую кон­струкцию используют при отсутствии свобод­ного доступа к термостатическому клапану. Это возникает при скрытой установке теплооб­менных приборов за декоративными панелями, в строительных конструкциях, например, охла­дительных панелей либо фенкойлов в подвес­ном потолке. Размещают их в доступном месте:

на стене, передней панели напольных фенкойлов с декоративно закры­тыми подводящими трубопроводами и т. п.

Терморегулятор с разделенным выносным датчиком и регулято­ром температуры показан на рис. 4.3,г. Датчик и регулятор соединены капиллярными трубками с сильфоном в термостатической головке. Применяют этот терморегулятор при ограниченности доступа к тер­мостатическому клапану, либо при необходимости расположения ре­гулятора в другом помещении, а также для создания удобства пользо­вания регулятором в нехарактерной температурной зоне помещения.

Повышения удобств пользования терморегулятором и получения до­полнительного энергосберегающего эффекта достигают использованием электронного управления тепловым комфортом в помещении. Для этого применяют терморегуляторы, показанные на рис. 4.3,д...4.3,з. Электронный программатор, прикрепленный стационарно к стене, дистанционно воздей­ствует на термопривод (Т) либо микромотор (М), которые перемещают шток клапана. Управление ими осуществляется либо по проводам (рис. 4.3,д), либо электромагнитными волнами (рис. 4.3,ж). У терморегуля­тора, показанного на рис. 4.3,е, программатор съемный, что удобно для про­граммирования теплового режима помещения, например, сидя в кресле.

При централизованном управлении тепловым режимом помещения (рис. 4.3,з) применяют терморегуляторы с термоприводами. Термопри­вод представляет собой сильфон, заполненный парафином. Встроенный электронагреватель разогревает парафин. При этом происходит расши­рение сильфона. Термоприводы изготавливают нормально открытыми либо нормально закрытыми. Электропитание осуществляют от сети по­стоянного либо переменного тока напряжением с 10 до 230 В в зависи­мости от модификации. Управление термоприводом выполняет цент­ральный компьютер по датчику температуры воздуха в помещении и по заданной программе регулирования системы обеспечения микроклима­та. Компьютеры управляют либо по кабельным коммуникациям, либо по радиомодемам. В обоих случаях значительно упрощается эксплуатация систем обеспечения микроклимата здания за счет сокращения обслужи­вающего персонала и своевременного реагирования на изменение тепло­вой обстановки в помещениях.

Терморегулятор — неотъемлемый элемент современной системы обеспечения микроклимата, предназначенный для поддержания теплового комфорта в помещении и экономии энергоресурсов.

Каждая конструкция терморегулятора соответствует применяемой степени автоматизации системы обеспечения микроклимата.

4.1.1. Регуляторы

Регуляторы предназначены для поддержания заданной пользовате­лем температуры воздуха в помещении путем воздействия на термоста­тический клапан. Данфосс производит два типа регуляторов температу­ры для систем обеспечения микроклимата (табл. 4.1):

• регуляторы прямого действия;

• электронные регуляторы.

Регуляторы прямого действия воздействуют на термостатический клапан пропорционально изменению температуры воздуха в помеще­нии, т. е. между перемещением штока клапана и превышением темпера­туры воздуха установлена однозначная зависимость, называемая жест­кой обратной связью. Такими регуляторами являются RTD, FTS, FJVR, RA 2000, FED, FEK, FEV. Их называют пропорциональными регулято­рами (статическими; П-регуляторами).

П-регуляторы запаздывают с реагированием на изменение теплопос - туплений Q в помещении, обозначенных знаком "+" на рис. 4.4, и теплопо - терь, — знаком Возникающее запаздывание перемещения штока h (знак "+" означает открывание термостатического клапана; знак " — его закрывание) вызывает незначительное колебание температуры воздуха/(знак "+" означает повышение; знак " — понижение). Рассогла­сование между заданным и текущим значениями температуры воздуха не должно превышать допустимого отклонения, определяемого условиями теплового комфорта по рис. 1.2. Для этого необходимо конструктивно уменьшать время запаздывания т. Запаздывание для регуляторов Дан­фосс не превышает примерно 12 мин, что в три раза меньше допустимого значения в 40 мин по EN 215 [16]. При необходимости, в пропорциональ­ных регуляторах Данфосс можно установить рассогласование температу­ры воздуха от 0,5 °С до 2,5 °С. Чем ниже отклонение, тем выше гидравли­ческое сопротивление клапана и стоимость перекачивания теплоносите­ля. Поэтому для большинства помещений принимают отклонение в 2 °С.

Преимуществами регуляторов прямого действия являются:

• надежность конструкции;

• простота монтажа и эксплуатации;

• независимость от источников электропитания;

• дешевизна.

Несмотря на бурное развитие электронных регуляторов, регулято­ры прямого действия в силу своих преимуществ не потеряли привлека­тельности. Данфосс разработал новое поколение таких регуляторов для систем отопления и охлаждения — FED, FEK, FEV. Это дало возмож­ность управлять системами раздельно, совместно и последовательно.

Таблица 4.1. Регуляторы систем обеспечения микроклимата

Тип/система/ совместимость с клапанами

Общий вид

Конструктивные

особенности

RTD 3640

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

»>

Встроенный датчик температуры; функция защиты от замерзания тепло­носителя; диапазон температурной на­стройки 6...26 °С; устройство ограниче­ния либо фиксирования температурной настройки; "кольцо памяти" возобнов­ления предварительной температурной настройки

RTD 3642

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

т

Выносной датчик температуры; функ­ция защиты от замерзания теплоноси­теля; диапазон температурной настрой­ки 6...26 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной на­стройки; "кольцо памяти" возобновле­ния предварительной температурной настройки

RTD 3120

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

Защитный кожух от несанкционирован­ного вмешательства; вмонтированный датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диапазон температурной настройки 6...26 °С; уст­ройство ограничения либо фиксирова­ния температурной настройки

RTD 3650 МАХ

/отопление радиаторами / RTD; встроенными

Встроенный датчик температуры; функ­ция защиты от замерзания теплоноси­теля; диапазон температурной настрой­ки 6...21 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки

RTD 3652 МАХ

/отопление радиаторами / RTD; встроенными

%> 1

Выносной датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диа­пазон температурной настройки 6...21 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки

RTD Inova™ 3130

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

Встроенный датчик температуры; функция защиты от замерзания тепло­носителя; диапазон температурной на­стройки 6...26 °С; устройство ограниче­ния либо фиксирования температурной настройки; "кольцо памяти" возобнов­ления предварительной температурной настройки

Продолжение таблицы 4.1

Тип /система/ совместимость с клапанами

Общий вид

Конструктивные

особенности

RTD Inova™ 3132

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

< Л 1

Выносной датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диа­пазон температурной настройки 6...26 °С; устройство ограничения либо фиксирова­ния температурной настройки; "кольцо па­мяти" возобновления предварительной температурной настройки

RTD 3560

/отопление

радиаторами/

RTD;

встроенными

31

Выносной регулятор с датчиком темпера­туры; диапазон температурной настройки 8...28 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки

FTC /напольное отопление либо охлаждение/ RA-C; RA-N

Выносной поверхностный датчик темпе­ратуры теплоносителя; диапазон на­стройки температуры теплоносителя 15...50 °С; защита от превышения уста­новленной температуры теплоносителя

FJVR

/напольное отопление/ FHV

Встроенный регулятор ограничения температуры обратного теплоносителя в диапазоне 10...50 °С, либо 10...80 °С

RA 2000

/напольное отопление/ FHV

д>

Встроенный датчик температуры; диа­пазон температурной настройки 6...26 °С

RTD-R

/отопление ком пакт - радиаторами/ встроенный терморегулятор

Встроенный регулятор температуры воздуха в диапазоне 6...26 °С; защита от замерзания; ограничение либо фиксиро­вание температурной настройки

Термопривод

ABN /отопление радиаторами; напольное отопление: охлаждение/ RAV; VMT; RA; RAVL+адаптер

3

L

В сочетании с комнатными терморегуля­торами RMT, либо программируемыми комнатными терморегуляторами ЕК5; напряжение 24 В либо 230 В

Продолжение таблицы 4.1

Тип /система/ совместимость с клапанами

Общий вид

Конструктивные

особенности

Термопривод

AG-EIB

/охлаждение/

RA-C

й

>

С коммуникацией ЕІВ; напряжение 24...29 В

FED-FF

/охлаждение + отопление/ RA-C+ ' RA-N (RTD-N)

Выносной регулятор и датчик температу­ры воздуха; диапазон температурной на­стройки 17...27 °С; ограничение либо бло­кирование температурной настройки

FED-IF

/охлаждение + отопление/ RA-C+ ' RA-N (RTD-N)

Vl

Выносной регулятор со встроенным дат­чиком температуры воздуха; диапазон настройки 17...27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки

FEK-FF

/охлаждение/

RA-C

Піт)

Выносной регулятор и датчик температу­ры воздуха; диапазон температурной на­стройки 17...27 °С; ограничение, либо блокирование температурной настройки

FEK-IF

/охлаждение/

RA-C

'Я'

[-

Выносной регулятор со встроенным дат­чиком температуры воздуха; диапазон настройки 17...27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки

FEV-FF

/отопление / RTD; RA

І1

и

Выносной регулятор и датчик темпе­ратуры воздуха; диапазон температур­ной настройки 17...27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки

FEV-IF

/отопление / RTD; RA

9

Выносной регулятор со встроенным дат­чиком температуры воздуха; диапазон температурной настройки 17...27 °С; ог­раничение либо блокирование темпера­турной настройки

Продолжение таблицы 4.1

Тип /система/ совместимость с клапанами

Общий вид

Конструктивные

особенности

НС 75

/отопление и охлаждение/ ABN

■ ■ в НВН в.

Программируемый на 6 интервалов времени для 7 дней; встроенный датчик температуры; управление одно - и трехскоростным вентилятором; имеет аккумулятор

Seria 6000

/отопление и охлаждение/ ABN

I ’

Программируемый; для двухтрубных и четырехтрубных систем; управление одно - и трехскоростным вентилятором; электропитание 24 В, либо 230 В, либо от батарейки

RET

/отопление и охлаждение/ ABN

і

|

Дисплей LCD показания температуры воздуха; с и без переключателя день/ночь; электропитание от батарейки 1,5 В

RET

/отопление и охлаждение/ ABN

Температурная настройка на 5...30 °С; управление одно - и трехскоростными вентиляторами;электропитание от 24 В либо 230 В

ЕСС

/отопление/

ABN

Электронное регулирование двухтруб­ных систем отопления и охлаждения, а также четырехтрубных систем обеспече­ния микроклимата; электропитание от 24 В

CFZ

/напольное отопление/ ABN+ ’ распределитель CFE

і

Программируемый зональный регуля­тор; режимы работы: поддержание ком­фортной температуры по CFR, ночной, выходного дня; защита от замерзания; управляет от 1 до 6 зонами с различны­ми тепловыми режимами; выбор языка сообщений дисплея

CFR

/напольное отопление/ ABN+ распределитель CFE

Электроволновой комнатный терморе­гулятор, применяемый с CFM(CFS); диапазон температурной настройки 5...35 °С; режимы работы: комфортная постоянная температура, постоянная пониженная температура; регулирова­ние по таймеру (при наличии CFZ); электропитание от батарейки 1,5 В

Окончание таблицы 4.1

Тип /система/ совместимость с клапанами

Общий вид

Конструктивные

особенности

CFM(CFS)

/напольное отопление / ABN+ распределитель CFE

Зональный регулятор; беспроводная связь с электроволновыми комнатными терморегуляторами CFR; управление приводами; защита от замерзания при 6 °С; управление насосом; управле­ние от 1 до 24 контурами отопления; сигнал аварийного состояния; напряже­ние электропитания 230 В; напряжение на термоприводы 24 В или 230 В

EDA

/панельное

охлаждение/

ABN

••ъ

Электронный сигнализатор точки росы с выносным датчиком; электропитание на 24 В или 230 В

Последовательное управление отоплением и охлаждением в помеще­нии является предпочтительным, т. к. способствует экономии энерго - ресурсов.

В двух- и четырехтрубных системах обеспечения микроклимата, предназначенных для отопления и охлаждения, лучше всего применять единый регулятор FED. Он обеспечивает последовательное включение необходимого режима автоматическим переключателем "зима-лето". Если температура воздуха соответствует комфортным условиям в пре­делах установленного отклонения (нейтральной зоны) от 0,5 до 2,5 °С, регулятор удерживает клапаны в закрытом состоянии. Как только тем­пература воздуха выходит за пределы нейтральной зоны, регулятор че­рез капиллярные трубки приоткрывает соответствующий клапан либо системы отопления, либо системы охлаждения. Е1а этих клапанах уста­новлены адаптеры с сильфонами. Адаптер системы отопления открыва­ет клапан при понижении температуры воздуха. Адаптер системы ох­лаждения является реверсивным, т. е. открывает клапан при превыше­нии заданной температуры.

Если применяется только система охлаждения, то используют регу­лятор FEK. Для систем отопления — FEV.

Электронные регуляторы являются альтернативой регуляторам прямого действия. В них управление системой осуществляется по иным законам и другими исполнительными устройствами, для этого исполь­зуют термоприводы ABN.

Наиболее простое регулирование — двухпозиционное (рис. 4.4). Клапан либо полностью открыт, либо закрыт. Для изменения положе­ния клапана необходимо 3...5 мин, чтобы обеспечить тепловой комфорт в пределах нормируемого отклонения температуры воздуха. Более быстрое открывание и закрывание клапана приводит к значительной гидравлической нестабильности системы, что повышает вероятность шумообразования.

Пропорционально-интегральный закон регулирования (ПИ-регу - лирование) сочетает положительные качества пропорционального (П-регулирование) и интегрального регулирования (И-регулирова - ние), т. е. используется способность пропорционального регулятора обеспечивать лучший процесс перехода в новое положение штока кла­пана (П-составляюгцая на рис. 4.4) и способность интегрального регу­лятора (И-составляюгцая) колебательным перемещением штока возоб­новлять температуру воздуха в помещении без остаточной неравно­мерности. Скорость перемещения штока клапана с таким регулятором пропорциональна скорости изменения температуры воздуха.

Пропорционально-интегральные регуляторы получили свое назва­ние потому, что их регулирующее воздействие пропорционально от­клонению температуры воздуха и интегралу времени этого отклоне­ния. Эти регуляторы при отклонении температуры воздуха вначале действуют как пропорциональные, перемещая шток клапана в зависи­мости от величины рассогласования (разности между заданным и те­кущим значением температуры воздуха). Затем астатически воздей­ствуют на шток, ликвидируя образовавшуюся неравномерность. В итоге перемещение штока h осуществляется по результирующей кри­вой (рис 4.4). При этом происходит лишь незначительное отклонение температуры воздуха t в начале изменения теплового баланса помеще­ния. Такие способности регулятора достигаются применением гибкой (упругой) обратной связи между регулируемым параметром и регули­рующим клапаном, поэтому для своевременного реагирования на из­менение теплового режима в помещении электронные регуляторы Данфосс начинают управлять термоприводами при отклонении температуры воздуха на 0,15 °С.

Пропорционально-интегральное регулирование имеет преимуще­ство в помещениях с быстро и резко изменяющейся температурной обстановкой как с самовыравниванием температуры воздуха за счет тепловой инерции строительных конструкций, так и без самовырав - нивания. В помещениях с ограждающими конструкциями, которые имеют большую тепловую инерцию и незначительное запаздывание реагирования температуры воздуха на изменение температурной

Теплопоступление

Теплопотери

П-регулирование

Теплопоступление

Теплопотери

fbTirmjiiiiinnmuir^

VAA/W4/V^4;

Двухпозиционное регулирование

обстановки, выбор пропорцио­нального либо пропорционально­интегрального метода регулирова­ния не дает существенного отли­чия. Однако в таких помещениях, но с нестационарным тепловым режимом (режимом выходного дня, ночным режимом...), электрон­ное регулирование программатора­ми (табл. 4.1) позволяет получить экономический эффект за счет сво­евременного обеспечения теплово­го комфорта.

Электронные программато­ры позволяют быстрее и точ­нее управлять тепловым ком­фортом в помещении по срав­нению с регуляторами прямого действия, обеспечивая допол­нительный эффект в энерго­сбережении.

Теплопоступление

-Лл^

Теплопотери

П-составляющая

-<V-

И-составляющая

Результирующая

-Л~

---------- 7—

ПИ-регулирование

Рис. 4.4. Регулирование

температуры воздуха системой отопления

Гидравлика систем отопления и охлаждения

Как работает расширительный бак мембранного типа

При монтаже отопительной системы и систем водоснабжения всегда приходится учитывать тот факт, что вода при нагревании расширяется. Для компенсации этого расширения требуется обязательное включение в систему специального расширительного бака, где …

Согрей свой дом с ЭлектроДруг

Отсутствие ковров в доме объясняется появлением практичных ламинатов, паркетов, ковролинов и т.д., благодаря которым уборка жилья стала занимать меньше времени, а сам интерьер стал привлекательнее. Однако решая одну проблему, мы …

Какой теплый пол лучше выбрать

Технология отопления помещений «теплый пол» известна миру еще со времен Древнего Рима. Некоторое время ее даже пытались внедрить при СССР, однако тогда на просторах нашей страны она не прижилась. Сегодня …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.