Гидравлика систем отопления и охлаждения

Автоматические регуляторы расхода

Автоматические регуляторы рас­хода теплоносителя применяют для создания постоянного гидравличес­кого режима в двухтрубных и одно­трубных системах обеспечения мик­роклимата. Они реагируют на изме­нение расхода регулируемого участка и стабилизируют его на заданном уровне. Изготавливают их с услов­ным диаметром подключения 15, 20, 25 и 32 мм. Резьба присоединения в зависимости от модификации может быть внутренней и наружной. Общий вид регулятора показан на рис. 5.10.

Каждый типоразмер регулятора расхода имеет свойственную только ему шкалу настройки: для ASV-Q15 — от 1 до 8; ASV-Q20 - от 2 до 14; ASV-Q25 - от 4 до 16; ASV-Q32 - от 5 до 30. Положение настройки означает автоматически поддерживаемый расход теплоносителя в гектолитрах [гл] ([hi]) при потере давления на регуляторе, равной 25 кПа, т. е. при настройке 2 автоматически поддер­живаемый расход равен 200 л, настройке 25 — 2500 л и т. д. Диапазоны настроек различных типоразмеров регуляторов перекрывают друг друга. Это позволяет выбирать регулятор по диаметру трубопровода, на который его устанавливают.

Размещают регулятор на подающем либо на обратном трубопрово­де стояка или приборной ветки. При этом переменой местом с заглуш­кой устанавливают дренажный кран со стороны спуска теплоносителя.

Автоматический регулятор расхода относят к классу регуляторов прямого действия. Воздействие его измерительного элемента на регу­лирующий элемент осуществляется непосредственно, т. е. без примене­ния дополнительного источника энергии (рис. 5.11). Измерительным элементом регулятора является диафрагма (мембрана) 4. Она воспри­нимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной величиной. При наличии рассогласования давлений происхо­дит активация диафрагмы, которая передается на затвор 9, поддержи­вая потери давления на дросселе 8, равные 15 кПа. Любые колебания давления в системе моментально компенсируются перемещением затвора клапана, не допуская превышения расхода теплоносителя через
клапан. Импульсы давления, отбираемые до регулирующе­го отверстия и после него, че­рез внутренние каналы в регу­ляторе попадают в мембран­ную коробку 3 с разных сто­рон диафрагмы 4. Задают ав­томатически поддерживае­мый расход вращением руко­ятки настройки 2, выставляя дроссель в необходимое поло­жение настройки. Дроссель имеет криволинейную щель и по конструкции подобен дросселю терморегулятора (рис. 4.18). При настройке 8 дроссель полностью открыт. Выбранное положение на­стройки фиксируют нажати­ем штопорной пластинки и пломбируют. Перекрытие по­тока теплоносителя вручную осуществляют вращением ру­коятки 2 по часовой стрелке до упора. При этом перемеща­ется шток 6 с затвором 9. В ра­

бочем режиме рукоятка 2 повернута против часовой стрелки до упора. Положение настройки регулятора при ручном перекрытии потока теп­лоносителя не сбивается.

Рекомендованные минимальные потери давления на ASV-Q состав­ляют 20 кПа, максимальные — 80 кПа.

Расход теплоносителя через клапан ASV-Q может быть проконтро­лирован прибором PFM 3000. Отбор импульсов давления осуществля­ют через специальные ниппели.

Регуляторы поддерживают постоянный расход теплоносителя на стояках (приборных ветках) с терморегуляторами либо без них. Взаимо­действие регуляторов с терморегуляторами показано на рис. 5.12. При за­крывании терморегуляторов возрастает сопротивление регулируемого участка на А Р. Характеристика регулируемого участка 4 стремится за­нять положение 5. Но на клапане ASV-Q пропорционально уменьшают­ся потери давления А Р0, т. е. А Р0 = А Р. Такая компенсация давления
оставляет характеристику 4 на прежнем месте, т. к. автоматический регу­лятор является составной частью регулируемого участка. При открыва­нии терморегулятора происходит аналогично противоположная работа. Таким образом, на регулируемых участках в отдельности и в системе обеспечения микроклимата в целом расход теплоносителя Gc и перепад давления АРс остаются постоянными.

На рис. 5.12 показаны характеристики 5 и 6, которые приобретает регу­лируемый участок без автоматического регулятора расхода соответствен­но при полностью закрытых и полностью открытых терморегуляторах. Кривая 5 характеризует сопротивление регулирующего участка, созда­ваемое циркуляцией теплоносителя через замыкающие участки либо обводные участки узлов обвязки теплообменных приборов. Кривая 6

характеризует сопротивление регулируемого участка при полностью открытых терморегуляторах. Ее определяют по максимальной пропуск­ной способности терморегуляторов kvs.

Выделенная заштрихованная зона между кривыми 5 и 6 охватывает диапазон возмущений гидравлических параметров регулируемого участка, которые устраняет автоматический регулятор расхода ASV-Q,. При этом авторитет узла обвязки теплообменного прибора остается постоянным.

Подбор регулятора ASV-Q рассмотрен в примере 19.

Пример 19. Проектируют систему обеспечения микроклимата со стояками, в которых предусматривают постоянный гидравлический режим. Перепад давления в точках присоединения стояка к разводя­щим магистралям АР = 0,4 бар, номинальный расход теплоносителя в стояке Vcm = 1 м3/ч.

Необходимо подобрать типоразмер автоматического регулятора расхода и его настройку; определить располагаемый перепад давления на стояке АРст.

Решение. По расходным характеристикам ASV-Q, приведенным в техническом описании регулятора, выбирают наименьший типоразмер клапана по расходу Vcm = 1 м3/ч. Это регулятор ASV-Q 20. Его расход­ная характеристика показана на рис. 5.13.

По расходной характеристике регулятора определяют потери давле­ния на ASV-Q 20. Для этого проводят горизонтальную линию от значения расхода стояка Vcm = 1 м3/ч (см. рис. 5.13) до пересечения с расходной ха­рактеристикой регулятора при настройке 10. Затем проводят верти­кальную линию вниз либо вверх в зависимости от принятых единиц изме­рения давления. В результате получают потери давления APq = 25 кПа (0,25 бар) в ASV-Q 20.

Определяют располагаемое давление в стояке:

АРст= АР - АР0 = 40 - 25 = 15 кПа.

Исходя из этого перепада давления, следует конструировать стояк.

В данном примере была рассмотрена прямая задача гидравлическо­го расчета, т. е. при известном перепаде давления в точках присоедине­ния стояка. В обратной гидравлической задаче вначале конструируют стояк основного циркуляционного кольца, определяют потери давле­ния в нем, затем выбирают ASV-Q и его настройку по номинальному расходу стояка и минимальным потерям давления в регуляторе. Далее

определяют необходимое располагаемое давление в системе. В регуляторах остальных стояков потери давления будут выше.

Клапаны ASV-Q сняты с производства. На смену пришли более современные клапаны — AB-QM.

Решаемые задачи автоматическим регулятором расхода в систе­мах обеспечения микроклимата:

• предотвращение шумообразования терморегуляторов и трубо­проводов автоматическим поддержанием расхода теплоноси­теля на заданном уровне;

• обеспечение оптимальных условий работы терморегуляторов во всех режимах их работы;

• получение дополнительного экономического и санитарно-гигиени­ческого эффекта моментальным предотвращением перетоков теплоносителя между стояками (приборными ветками) системы;

• стабилизация работы системы в течение длительного времени эксплуатации компенсацией возрастания гидравлического сопротивления элементов системы от коррозии и накипи;

• упрощение монтажа и обслуживания системы за счет совмеще­ния функции перекрытия потока, спуска теплоносителя, компьютерной диагностики;

• упрощение балансировки системы по визуальной шкале настрой­ки, нанесенной на рукоятку;

• автоматическая балансировка системы после ее модернизации (расширение и т. п.).