Гидравлика систем отопления и охлаждения

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики — совокупность параметров, определяю­щих надежную и точную работу терморегулятора на протяжении длительного срока эксплуатации.

Основной гидравлической характеристикой терморегулятора явля­ется номинальная пропускная способность kv. Гидравлическая суть этого параметра рассмотрена в п. р. 3.2. Номинальную пропускную способ­ность терморегулятора определяют при начальном промежуточном рас­положении затвора клапана на высоте hv от седла, что показано на рис. 4.11,а. Такое состояние терморегулятора является расчетным при проектировании системы обеспечения микроклимата, однако оно не учитывает того, что терморегулятор устанавливают на теплообменный прибор с завышенной поверхностью теплообмена для обеспечения авторитета теплоты в помещении (см. п. р. 6.3). Если рассматривать работу терморегулятора с учетом такого подхода, то при расчетной

В Г

Рис. 4.11. Взаимосвязь пропускной способности терморегулятора без предварительной настройки от высоты подъема затвора клапана: а - затвор клапана в расчетном положении; б - затвор клапана при расчетных температурных условиях в рабочем положении; в - клапан полностью открыт; г - клапан закрыт; 1 - регулятор; 2 - сильфон; 3 - термостати­ческий клапан; 4 - шток; 5 - затвор

о S' II II •« г*.

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики

Рабочие характеристики

т

4

температуре внутреннего и наружного воздуха расчетные гидравличес­кие параметры системы не совпадают с реальными. Расход теплоносите­ля через клапан будет меньше от номинального расхода, а затвор клапа­на будет расположен на высоте (рис. 4.11,6), которая ниже расчетной hv.

При понижении температуры воздуха в помещении затвор клапана поднимается, его максимальное положение характеризуется высотой hvs (рис. 4.11,в). С увеличением температуры воздуха в помещении выше зоны пропорциональности (подробнее см. далее) затвор клапана опус­кается, пока не перекроет проход теплоносителю (рис. 4.11,г). Таким образом, реальное гидравлическое состояние системы с терморегулято­рами никогда не соответствует расчетным условиям.

Полностью открытый клапан пропускает максимально возмож­ный поток теплоносителя, которому соответствует параметр krs. Дан­ная величина потока теплоносителя возникает в процессе эксплуата­ции системы при недостаточном количестве теплоты (в системах охлаждения — холода), получаемой от теплообменного прибора для до­стижения заданной на регуляторе температуры воздуха в помещении. Для терморегуляторов данный параметр не применяют в гидравличес­ких расчетах. В то же время для другой арматуры, например, шаровых кранов, этот параметр является расчетным.

Характеристическая пропускная способность kvs — величина, размер которой отображает объем воды в м3 плотностью 1000 кг/м3, проходящей через полностью открытый термостатический клапан за час при перепаде давления на нем 105 Па (1 бар).

Движение затвора клапана с максимально открытого в максималь­но закрытое положение вызывает гидравлическое перераспределение потоков теплоносителя во всех циркуляционных кольцах, что приводит к изменению перепада давления и расхода теплоносителя в системе.

Рабочие характеристики

Рис. 4.12. Взаимосвязь

Рабочие характеристики

= - С ^ =г

пропускной способности терморегулятора с предварительной настройкой от положения дросселя: а - минимальное открытие лросселя (настройка 1); б - срел - нее открытие лросселя (настройка 4.5); в - максимальное открытие лросселя (настройка N); 1...5- см. обозначения к рис. 4.11; 6 - лроссель

Для уменьшения негативного воздействия этого перераспределения в двухтрубных системах применяют терморегуляторы с повышенным ги­дравлическим сопротивлением и дросселем для увязки гидравлических колец (подробнее см. в п. п. 4.2.4.4). Каждому положению дросселя соот­ветствует номинальная пропускная способность терморегулятора.

Номинальная пропускная способность kv — величина, размер кото­рой отображает объем воды в м3 плотностью 1000 кг/м3, проходящей через термостатический клапан за час при перепаде давления на нем 105 Па (1 бар) и /'-той настройке дросселя. Этот параметр характеризует термостатические клапаны с предварительной настройкой. Он также имеет видоизменение при максимальном открытии терморегулятора, т. к. перемещение затвора клапана аналогично пояснению к рис. 4.11. Отличием является то, что на пропускную способность дополнительно влияет настройка дросселя (рис. 4.12). Для терморегуляторов типа RTD-N, RA-C, RA-N, FHV-А она изменяется от 1 до 7 с шагом 0,5 и до N. Буквой N обозначено положение дросселя при максимально открытом дросселирующем отверстии fmax. Цифрой 1 — при минимально откры­том дросселе//^, другими цифрами — промежуточные положения.

Рабочие гидравлические характеристики терморегулятора незна­чительно зависят от направления движения штока. В одном и том же положении штока пропускная способность при закрывании терморегу­лятора будет меньшей, чем при открывании. Это рассогласование вы­ражают через температурную настройку терморегулятора и называют гистерезисом.

Гистерезис — температурная разность между кривыми открывания и закрывания терморегулятора при одинаковом расходе теплоносителя (рис. 4.13). Гистерезис возникает вследствие внутреннего фактора — ме­ханического трения подвижных частей терморегулятора и внешних факторов — параметров теплоносителя и окружающих условий. Макси­мально допустимое значение гистерезиса не должно превышать 1 °С. Чем ниже это значение, тем меньше отклонение между реальной и уста­новленной на терморегуляторе температурой воздуха в помещении.

Кривые закрывания и открывания характеризуют изменение пото­ка теплоносителя G от перемещения штока клапана, вызванного изме­нением температуры термостатического датчика с зафиксированным положением температурной настройки, при постоянном перепаде дав­ления теплоносителя между входом и выходом терморегулятора. Эти кривые являются рабочей расходной характеристикой терморегулятора с логарифмическим законом регулирования (см. рис. 3.11 при а+< 1). Разница лишь в том, что ходу штока h соответствует зона пропорцио­нального изменения температуры воздуха /.

Зона пропорциональности клапана величина, размер которой отображает превышение над установленной на терморегуляторе тем­пературой воздуха, приводящее к полному его закрытию. Это превы­шение пропорционально перемещению затвора клапана, при кото­ром соблюдается примерно линейная зависимость между G и /, ап­проксимируемая теоретической прямой. Примерный диапазон линейной зависимости находится между 0,25Gmax и 0,8Gmax. За преде­лами этих расходов происходит отклонение от пропорционального регулирования.

На рис. 4.13 показана зона пропорциональности терморегулятора Хр = 2К (°С). Она не должна превышать допустимых значений из усло­вий обеспечения теплового комфорта (см. рис. 1.2). Экономически це­лесообразный диапазон значений зоны пропорциональности для боль­шинства помещений находится в диапазоне 1...2К. Как правило, термо­регуляторы прямого действия выбирают с зоной пропорциональности 2К. В реальных условиях эта зона будет меньшей, поскольку в системах обеспечения микроклимата применяют теплообменные приборы с завышенной теплоотдающей поверхностью (см. разъяснение к hr и h, нарис. 4.11, а также п. р. 6.3).

Рабочие характеристики

Рис. 4.13. Характеристические кривые: а и Ь - кривые соответственно открывания и закрывания терморегулятора; а'и Ь'- кривые от­крывания и закрывания терморегулятора пол лействием изме­нения внешних факторов; с - теоретическая прямая; d - гисте­резис; е и е', f и f' - температура соответственно закрывания и открывания; s и s'- температурные точки

Отклонение от линейного регулирования температуры воздуха должно быть минимальным во всем диапазоне хода штока. Так, разность температур воздуха между точками s и соответствующими/и е не долж­на превышать 0,8 °С. Это отклонение возникает вследствие погрешности регулирования незначительных потоков теплоносителя и особенностей логарифмического закона регулирования.

Терморегулятор должен обеспечить регулирование температуры воздуха в помещениях с различными температурными условиями. Условия теплового комфорта определены для температурного диапазона 10...28 °С (см. рис. 1.2). Для терморегуляторов этот диапазон должен находиться в пределах:

• при максимальной температурной настройке регулятора — не более 32 °С;

• при минимальной — не меньше 5 °С и не больше 12 °С.

В указанном температурном диапазоне влияние внешних факторов на регулирование температуры воздуха должно быть минимальным (кривые а' и Ь'). К таким факторам относят: перепад давления теплоно­сителя, статическое давление теплоносителя, температуру теплоносите­ля и температуру воздуха.

Влияние указанного производителем максимально допустимого пе­репада давления теплоносителя между входом и выходом терморегуля­тора не должно превышать 1 °С между температурными точками s и л' на двух теоретических кривых закрывания b и b

Влияние указанного производителем максимального рабочего дав­ления не должно превышать 1 °С между двумя кривыми закрывания b и Ь построенными при разных статических давлениях и одинаковых по­токах теплоносителя.

Смещение температурной настройки терморегулятора при увеличе­нии температуры теплоносителя на 30 °С не должно превышать 1,5 °С для терморегуляторов, объединенных в одном корпусе с датчиком температу­ры и 0,75 °С для терморегуляторов с передаточным звеном (рис. 4.3). Пол­ностью предотвратить данное влияние технически сложно, поскольку теплота от теплоносителя, труб, отопительного прибора передается к дат­чику теплопроводностью, конвекцией и излучением. Вследствие этого терморегулятор воспринимает температуру помещения завышенной, а на его температурной шкале указывают не конкретные значения настройки температуры воздуха в помещении, а метки (см. рис. 1.4).

Влияние температуры воздуха помещения на терморегулятор с пе­редаточным звеном не должно превышать 1,5 °С между кривыми откры­вания а и а', полученными при одинаковом расходе теплоносителя, но в первом случае при разных температурах датчика и передаточного меха­низма, а во втором — при одинаковых.

Терморегулятор, как и любой теплотехнический элемент, инерцио­нен. Период, затрачиваемый на регулирование потока теплоносителя при изменении температуры воздуха в помещении, называют временем запаздывания (постоянной времени) терморегулятора. Его значение не должно превышать 40 мин. Оно представляет промежуток времени от начала изменения температуры воздуха в помещении до момента прохождения затвором клапана 63 % пути, соответствующего этому из­менению температуры. Время запаздывания характеризует способность терморегулятора реагировать на избытки тепловой энергии в помеще­нии. Чем меньше это время, тем на большую часть избыточной тепло­вой энергии от сторонних источников теплоты будет снижена теплопе­редача отопительного прибора (тем больший энергосберегающий эффект). Этот процесс в системах отопления называют утилизацией теплоизбытка.

Долговечность и температурную устойчивость (стабильность) терморегулятора характеризуют количеством циклов проверки меха­нической прочности, температурной долговечности, устойчивости к температурным нагрузкам.

Механическую прочность определяют поворотом регулятора в разных направлениях не меньше 5000 раз. Смещение температурной настройки регулятора и изменение номинального расхода теплоноси­теля не должны превышать после тестирования соответственно 2 °С и 20%.

Температурную долговечность проверяют изменением температуры вокруг регулятора с 15 °С на 25 °С не меньше 5000 раз. Смещение темпе­ратурной настройки регулятора не должно превышать после тестирова­ния соответственно 2 °С, а изменение номинального расхода — 20 %.

Стойкость к температурным нагрузкам проверяют в условиях бы­стро сменных температур с +50 °С на -20 °С, потом на +40 °С. Смеще­ние температурной настройки регулятора и изменение номинального расхода теплоносителя не должны превышать соответственно 1,5 °С и 20%.

Наличие вышеприведенных тестирований подтверждает высокую стабильность работы терморегуляторов на протяжении длительного срока эксплуатации с заданной точностью, без самовольного смещения температурной настройки и ухудшения рабочих характеристик. Из вы­шесказанного следует, что к терморегулятору предъявляют комплекс требований, реализация которых обеспечивает тепловой комфорт в по­мещении и экономию энергоресурсов. Большинство рабочих характе­ристик не используют в проектных расчетах, но именно они характери­зуют конструктивное совершенство терморегуляторов, позволяют

Таблица 4.2. Рабочие характеристики терморегуляторов

Характеристика

Значение параметра по EN 215 4.1

Тип

терморегулятора - Данфосс RTD-N 15

1

2

3

1. Сопротивляемость клапана на изгиб, Нм (dv=5)

>120

500

2. Сопротивляемость регулятора вращательному моменту, Нм

>8

15

3. Сопротивляемость регулятора изгибающему моменту, Н

>250

825

4. Количество положений настройки

14

5. Поддерживаемая температура воздуха, °С:

- максимальная

- минимальная

<32 >5; <12

21; 26; 28 6; 8

6. Гистерезис, °С

<1

0,3...0,4

7. Влияние увеличения перепада давления на 10 кПа, °С

<0,2

<0,1

8. Влияние статического давления, °С/кПа

<1/990

0,053/990

9. Разность между теоретической и действительной температурами закрытия и открытия терморегулятора, °С

<0,8

0,2

10. Влияние на терморегулятор с передаточным звеном увеличения температуры окружающей среды на 10 °С,

°С

<1,5

0,26

11 .Влияние изменения температуры теплоносителя на 30 °С, °С:

- для терморегуляторов со встроенным датчиком температуры;

- для терморегуляторов с передающим звеном

<1,5

<0,75

0,65

0,32

12 .Время запаздывания, мин

<40

12...15

13 .Механическая прочность:

- количество циклов;

- смещение настройки, °С;

- изменение номинального расхода, %

>5000

<2

<20

106

0,8

<20

14. Температурная долговечность:

- количество циклов;

- смещение настройки, °С;

- изменение номинального расхода, %

>5000

<2

<20

5000

0,4

<20

Окончание таблицы 4.2

1

2

3

15. Устойчивость к температурной нагрузке:

- температурный цикл, С;

+50—»

+50—>

—>-20—>

—» -20—>

—>+40

—» +40

- смещение настройки, °С;

<1,5

<1,5

- изменение номинального расхода, %

<20

<20

16. Сопротивляемость давлению, течеустойчивость смонтированного терморегулятора, МПа:

- рабочее давление;

1,0

- испытательное (пробное) давление

выше на одну

1,6

ступень рабочего давления

сравнить их при выборе проектных решений, оценить экономическую эффективность.

При технико-экономическом сравнении термостатических ре­гуляторов для систем обеспечения микроклимата проводят сопо­ставление их характеристик требованиям EN 215 ч.1, приведенным в табл. 4.2. Для примера в таблице указаны характеристики термо­регулятора RTD-N, которые во многом превосходят приведенные требования, что обеспечивает его надежную работу в течение десятилетий.

Большинство рабочих характеристик, приведенных в табл. 4.2, указаны в [°С], что позволяет оценить экономичность выбранного терморегулятора как по каждой характеристике, так и в целом. При этом ориентировочно принимают энергозатраты на один градус пе­регрева помещения системой отопления равными 5...6 % от расходу­емой теплоты за отопительный период. Для систем кондиционирова­ния один градус переохлаждения помещения увеличивает энерго­потребление ориентировочно на 16 %. Стоимостные показатели яв­ляются приблизительными и требуют уточнения для конкретного здания.

I

Терморегулятор по отношению к расчетному положению может не только закрываться, уменьшая поток теплоносителя, но и от­крываться, увеличивая поток теплоносителя через теплообмен­ный прибор.

4.2.3. Технические параметры

Производитель терморегуляторов при необходимости предоставля­ет такие характеристики:

• минимальное значение температурной настройки;

• максимальное допустимое статическое давление;

• максимальный допустимый перепад давлений;

• номинальный расход GN (номинальная пропускная способность Ау);

• для терморегуляторов с предварительной настройкой:

а) значения предварительной настройки и соответствующие им характеристические расходы (характеристические пропуск­ные способности Ау);

б) допустимые значения расходов для каждой предварительной настройки;

• максимально допустимую температуру теплоносителя, если она ниже 120 °С;

• диаграмму потерь давления ДР в зависимости от расхода G (рис, 4.14):

AP=f(G),

Рабочие характеристики

Рис. 4.14. Зависимость потерь давления от расхода теплоносителя в терморегуляторе

по меньшей мере для двух зон пропорциональности 1К и 2К при промежуточном положении температурной настройки регулято­ра. Для терморегуляторов с предварительной настройкой — для каждой настройки. Кроме того, предоставляется зависимость по­терь давления на терморегуляторе от расхода теплоносителя без учета потерь давления в регулирующем сечении (при максимально поднятом положении затвора клапана — max). Ее определяют из­мерением максимального расхода теплоносителя (для терморе­гуляторов без предварительной настройки соответственно пара­метра kvs; для терморегуляторов с предварительной настройкой — путем ограничения хода штока или ограничения при помощи дрос­селя соответственно параметра kvs, где /' — значение настройки);

• применение защитного колпачка;

• значение внутреннего авторитета ав регулирующего сечения при номинальном или характеристическом расходе для терморегуля­торов с предварительной настройкой.

4.2.4. Авторитеты терморегулятора

В нормативах и технической литературе по терморегуляторам используют три понятия авторитета [16; 21; 25]:

• а — авторитет (внешний авторитет);

• ав — внутренний авторитет;

• а* — общий авторитет.

Гидравлический смысл внешнего авторитета терморегулятора рас­смотрен в предыдущем разделе данной книги. Он заключается в дефор­мации идеальной расходной характеристики клапана, как правило, ло­гарифмической. Однако результат этой деформации не учитывают в ги­дравлических расчетах систем. Такой метод проектирования получил сегодня наибольшее распространение. По мнению автора, это является одной из причин необходимости дальнейшей предпусковой баланси­ровки систем, заключающейся в перенастройке терморегуляторов и ре­гулирующих клапанов для достижения номинальных расходов тепло­носителя и температуры воздуха в помещении.

Методики расчета, предлагаемые в данной книге, позволяют при­близить проектные и реальные параметры системы. Для этого внешний авторитет регулирующего клапана и терморегулятора рассматривается совместно с базовым авторитетом; их произведение равно полному внешнему авторитету (см. уравнение (3.14)). Базовые авторитеты в тех­нической информации не приводят. Однако их можно косвенно опреде­лить на основании законов гидравлики из имеющихся гидравлических параметров, характеризующих клапан. Хотя это несколько и усложняет проектирование систем, тем не менее, дает возможность рассматривать систему как единое целое, а не как совокупность гидравлических сопро­тивлений; позволяет учитывать влияние конструктивных отличий клапанов на гидравлические процессы.

Отличие терморегулятора от регулирующего клапана состоит в из­начальной производственной установке затвора в промежуточное поло­жение, характеризуемое внутренним авторитетом, что обеспечивает возможность регулирования температуры воздуха в помещении отно­сительно расчетного значения как в большую, так и в меньшую сторону. Регулирование теплопередачи теплообменного прибора осуществляет­ся количественно перекрытием и увеличением входящего потока тепло­носителя.

Внутренний авторитет также не используется в методиках гидрав­лического расчета систем. Такое упрощение допустимо лишь при кон­структивно одинаковых терморегуляторах. В действительности термо­регуляторы различных диаметров, типов и производителей имеют свойственные только им внутренние авторитеты, поэтому не может быть усредненного подхода, удовлетворяющего всё многообразие систем и обеспечивающего их эффективную работоспособность.

Соответствие расчетных и реальных гидравлических параметров, прогнозируемость поведения системы в эксплуатационных услови­ях — одни из основных задач при проектировании систем обеспечения микроклимата с переменным гидравлическим режимом. Для этого необходимо знать отклонение расхода теплоносителя относительно номинального значения не только в меньшую, но и в большую сторо­ну. Решение поставленной задачи получают обеспечением общего ав­торитета терморегулятора. Он указывает, насколько можно увели­чить поток теплоносителя в теплообменном приборе при полностью открытом терморегуляторе и какой при этом достигается тепловой комфорт. Кроме того, дает возможность определить происходящее при открывании терморегулятора увеличение скорости теплоносите­ля в элементах регулируемого участка и проанализировать ее влия­ние на бесшумность.

I

Авторитеты терморегулятора позволяют прогнозировать пове­дение системы во всех режимах эксплуатации и на качественно новом уровне проектировать системы обеспечения микроклима­та с максимальным использованием их потенциала.

4.2.4.1. Внешний авторитет терморегулятора

Внешний авторитет терморегулятора имеет такое же влияние на ги­дравлические характеристики, как и у регулирующего клапана. Под воз­действием внешнего авторитета происходит дальнейшая деформация
начальной (базовой) расходной характеристики терморегулятора. Ее на­чальное искривление вызвано конструктивной особенностью внутрен­него канала терморегулятора, по которому протекает теплоноситель.

Начальную деформацию расходной характеристики определяют ба­зовым авторитетом. В технической информации в явном виде его не указывают. Однако в неявном виде он соответствует пропускной спо­собности терморегулятора. Определение базового авторитета при изве­стном положении штока аналогично рассмотренным ранее методикам для регулирующих клапанов с соответствующей расходной характери­стикой, но, как правило, такая информация не всегда присутствует в техническом описании. Тогда можно воспользоваться другим подходом, гидравлическая суть которого аналогична. Данный способ основан на технической информации, предоставляемой производителем согласно нормативу [16] — расходных характеристиках терморегулятора для двух зон пропорциональности:Хр = 2К пХр = 1К.

Рабочие характеристики

1 +

2 с

Зона пропорциональности терморегулятора характеризуется при­мерно линейной зависимостью пропускной способности Ау от переме­щения штока h. Она является, в сравнении с регулирующим клапаном, своеобразной настройкой, т. к. определяет положение штока. Тогда ба­зовый авторитет терморегулятора можно определить на основании дан­ного параметра. Для этого необходимо разделить уравнение (3.23) на­стройки в виде расходных характеристик для зоны пропорциональнос­ти 2К на уравнение настройки в виде расходных характеристик для зо­ны пропорциональности 1К и приравнять к отношению 2К/1К. Для терморегулятора с логарифмической расходной характеристикой это уравнение выглядит следующим образом:

(4.1)

где индексы 1 и 2 приняты для параметров, характеризующих терморе­гулятор соответственно для зоны пропорциональности 1К и 2К. В уравнении вместо полного внешнего авторитета а+ принят базовый ав­торитет а6, т. к. при стендовых испытаниях терморегулятора внешний авторитет а —> 1.

1-

V

к

г

2

1

аб

2

і

_j__

1

-elc

1-

О

к

_

У ч

_

о

V V1 J

_

V1 J

После преобразований уравнение (4.1) принимает вид полного квадратного уравнения:

— - е2с + 1 = 0. aR

(4.2)

Уравнение имеет два корня. В качестве решения принимают тот, который находится в области допустимых значений 0 < а6 ^ 1.

Такие уравнения получают и для других соотношений зон пропор­циональности при логарифмической расходной характеристике. При этом степень уравнения (4.2) будет равна отношению зон пропорцио­нальности в уравнении (4.1).

Для терморегуляторов с линейной расходной характеристикой уравнение для любых соотношений зон пропорциональности имеет обобщенный вид:

(k 1

Kvs

2

f-v-T

IaJ

-1

:1 +

(4.3)

А

где индексы /' и j указывают на соответствие параметров, применяемой зоне пропорциональности, например, /' = 2К и j = 0,5К. При этом необ­ходимо, чтобы /' > j.

Пример 10. Терморегулятор RTD-G20 с логарифмической расход­ной характеристикой имеет максимальную пропускную способность krs = 4,70 (м3/ч)/бар0'5. Зависимость пропускной способности от зоны пропорциональности представлена в таблице.

Зона пропорциональности Xp, К

0,5

1,0

1,5

2,0

Пропускная способность (м3/ч)/бар°5

0,50

0,90

1,45

1,90

Необходимо определить базовый авторитет терморегулятора.

Решение. Базовый авторитет терморегулятора рассчитывают по параметрам, соответствующим зоне пропорциональности 1К и 2К. Принимают с = 3. Тогда

Рабочие характеристики

или после упрощения

690+^-2013—-402 = 0. а* ак

Корни квадратного уравнения

2x690

аб = --------- <---------------------------- = -5,33

2013 - л/20132 +4x690x402 2x690

= 0,32.

6 2013 + л/20132 + 4 X 690 X 402

В области допустимых значений 0 < а6 ^ 1 находится единственное решение а6 = 0,32.

Значение базового авторитета определяет начальную деформацию идеальной расходной характеристики. Дальнейшая деформация проис­ходит под влиянием внешнего авторитета. Чем меньше единицы внеш­ний авторитет, тем значительнее искривляется расходная характерис­тика терморегулятора. Это утверждение рассмотрено в примере 11.

Пример 11. На каждом из трех регулируемых участков установлено по одному терморегулятору RTD-G20 с логарифмической расходной ха­рактеристикой. У терморегуляторов одинаковые параметры: номи­нальная пропускная Ау =1,9 (м3/ч)/бар°’5 при зоне пропорциональности Хр = 2К; максимальная пропускная способность kvs = 4,7 (м3/ч)/бар°’5; базовый авторитет, определенный по примеру 10, а6 = 0,32; потери давле­ния на терморегуляторе АРТ = 0,1 бар; номинальный расход теплоноси­теля 1Д = 0,6 м3/ч. Располагаемое давление на первом регулируемом участке АР = 0,1 бар, втором — АР = 0,2 бар и третьем — АР = 0,3 бар. Соответственно потери давления АР = 0, АР =0,1 бар, АР =0,2 бар.

Необходимо определить рабочие расходные характеристики термо­регуляторов и сопоставить расходы теплоносителя в терморегуляторах при их полном открывании.

Решение, По формуле (3.17) рассчитывают минимальные потери давления на клапанах при номинальном расходе теплоносителя

ДР.=Ц- = = 0,0163 бар.

1 £ 4,7

Внешние авторитеты терморегуляторов по перепадам давления при номинальном расходе теплоносителя

а = АРХ/(АРХ + АР') = 0,0163/(0,0163+01 = 1,00; а = 0,0163/(0,0163+0,11 = 0,14 и а = 0,0163/(0,0163+0,21 = 0,08.

Рабочие расходные характеристики терморегуляторов определяют полными внешними авторитетами

а+=аба =0,32x1,00 = 0,32; а+= 0,32x0,14 = 0,045; сГ = 0,32x0,08 = 0,026.

Рабочие характеристики

Расход теплоносителя при максимально открытых терморегулято­рах рассчитывают по формуле (3.18):

k^yfAPa = 4,7^0,1x1,00 = 1,486 м3!ч;

V = 4,7^0,2x0,14 = 0,786 м 3Л/ и V = 4,7^0,3x0,08 = 0,728 м 31ч.

В данном примере расчет авторитетов сделан лишь для отслежива­ния взаимосвязи между ними и расходами теплоносителя в терморегуля­торах. Как видно из результатов, при уменьшении полного внешнего ав­торитета уменьшается расход теплоносителя через открытый терморегу­лятор. В пределах перепада давления на регулируемом участке от 10 до 30 кПа отклонение расходов составляет 1,486/0,728 = 2,04 раза.

При проектировании систем необходимо обеспечить номиналь­ный расход теплоносителя у потребителя. В терморегуляторе без конструктивно предусмотренной предварительной настройки его достигают варьированием внешнего авторитета. Изменение внешне­го авторитета осуществляют либо заменой диаметра труб, либо изме­нением располагаемого давления на регулируемом участке, либо применением элементов регулируемого участка с другими характе­ристиками гидравлического сопротивления. Создание условий обес­печения номинального расхода на терморегуляторе рассмотрено в примере 12.

Пример 12. Проектируют систему обеспечения микроклимата с терморегуляторами без предварительной настройки. Номинальный рас­ход теплоносителя у потребителя 1Д = 0,5 м3/ч. Диаметр трубопрово­дов обвязки теплообменного прибора 15 мм.

Необходимо определить располагаемое давление на регулируемом участке для обеспечения номинального расхода у потребителя.

Решение. Выбирают терморегулятор по диаметру трубопроводов обвязки — RTD-G15. Расходная характеристика терморегулятора — логарифмическая. Гидравлические характеристики терморегулятора, предоставляемые производителем: максимальная пропускная способность
kvs = 2,7 (м3/ч)/бар°'5; зависимость пропускной способности от зоны про­порциональности приведена в таблице.

Зона пропорциональности Хр, К

0,5

1,0

1,5

2,0

Пропускная способность А,,, (м3/ч)/бар0 5

0,40

0,70

1,20

1,45

По уравнению (4.2) определяют базовый авторитет терморегуля­тора для зоны пропорциональности 2К. Решением является а6 = 0,18.

По числителю уравнения (4.1) находят относительное расположе­ние штока. Решение: h/hw0 = 0,55.

ЧУ'1--

Из уравнения искажения идеальной расходной равнопроцентной характеристики клапана (3.25) определяют потери давления на термо­регуляторе:

+ аЙё

Щ j (l - 0,18 + 0,18е2х3(1“°'55) ) = 0,12 бар.

Аналогичный результат, но без возможности определения рабочей расходной характеристики терморегулятора, получают из уравнения в табл. 3.1:

Потери давления на терморегуляторе следует принимать такими, чтобы получаемое расчетом располагаемое давление регулируемого участка удовлетворяло условию бесшумности терморегулятора.

Проектируя систему обеспечения микроклимата исходя из приме­ра 12, обеспечивают условия бесшумности терморегуляторов лишь при их закрывании. Для бесшумности трубопроводов и других элементов регулируемого участка, а также создания условий теплового комфорта в помещении необходимо знать возможное увеличение расхода и соот­ветственно скорости теплоносителя при открывании терморегулято­ров. Ответ на это дает гидравлический смысл внутреннего авторитета терморегулятора.

Рабочие характеристики

Внешний авторитет определяет искажение рабочей расходной ха­рактеристики терморегулятора под воздействием сопротивления элементов регулируемого участка.

Уменьшение внешнего авторитета ограничивает возможность уве­личения расхода теплоносителя при открывании терморегулятора.

Гидравлика систем отопления и охлаждения

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 …

Теплые полы от компании «Лето» — тепло и уют в доме

Теплые полы Тепло и уют в доме – это залог здоровья и благополучия всех его жителей. На сегодня далеко не все центральные системы обогрева способны обеспечить в помещениях различного типа …

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА

Экономический эффект от применения автоматизированных сис­тем обеспечения микроклимата определяют технико-экономическим сопоставлением различных проектных решений [10; 46; 47]. При этом сравнивают капитальные и эксплуатационные расходы, сроки монтажа и эксплуатации систем. Рассчитывают …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

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

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.