Гидравлика систем отопления и охлаждения

Внутренний авторитет терморегулятора

Внутренний авторитет терморегулятора в существующих европей­ских методиках гидравлического расчета не применяют, поэтому в тех­нических характеристиках терморегуляторов его преимущественно не предоставляют. В особенности это касается терморегуляторов с предва­рительной настройкой для двухтрубных систем.

Внутренний авторитет терморегулятора ав, определяемый по EN 215 [16], — отношение потерь давления, возникающее вследствие изначального (конструктивного) перекрытия затвором клапана площа­ди регулирующего отверстия (щель между седлом и затвором клапана), характеризуемое разностью ДД - ДД (активной составляющей потерь давления), к потерям давления ДД на полностью открытом терморегуляторе:

(4.4)

АР1-АР2 АРг ’

где АР j — потери давления на терморегуляторе, принимаемые равными 10 кПа (слагаемые из активной и пассивной составляющих); АР2 — поте­ри давления (пассивная составляющая) при номинальном расходе теп­лоносителя на терморегуляторе без потерь давления в регулирующем от­верстии (т. е. при максимально открытом клапане), кПа.

Графическое толкование внутреннего авторитета показано на рис. 4.15. Прямая 1 характеризует взаимосвязь расхода теплоносителя, проходя­щего через терморегулятор, с перепадом давления на нем. По ней осу­ществляют подбор терморегулятора при проектировании, используя про­пускную способность kv и номинальный расход теплоносителя GN. Она

Внутренний авторитет терморегулятора

характеризует тер­морегулятор в ста­тическом состоя­нии. В динамичес­ком состоянии — дрейфует от нуле­вого до максималь­ного расхода Gmax, что показано кон­турными стрелка­ми. Максимальный расход теплоноси­теля возникает при полном открытии Рис. 4.15. Зависимость потерь давления от рас - терморегулятора.

хода теплоносителя в терморегуляторе Его определяют по

прямой 2 либо рассчитывают по максимальной пропускной способнос­ти kvs и потерям давления на регулируемом участке. Таким образом, на регулируемом участке расход теплоносителя может увеличиться на AG = Gmax - Gn. Чем больше смещение затвора клапана относитель­но максимально открытого положения, тем выше эта разность расходов.

Уравнение внутреннего авторитета терморегулятора с учетом взаимосвязи гидравлических параметров, представленной в табл. 3.1, принимает развернутый вид:

0,1 G2n 0,1 G2n 1 1

lr2 7,2 7,2 .2

=1-

(4.5)

Внутренний авторитет терморегулятора

Данное уравнение позволяет определить внутренний авторитет тер­морегулятора без применения графиков, как того требует норматив [16], что точнее и удобнее для расчетов.

Из уравнения следует, что при начальной (заводской) установке за­твора клапана в положение, которое распределяет регулируемые 100 % потока в пропорции 70 % на закрывание клапана и 30 % на открывание, внутренний авторитет будет составлять ав = 0,5. Это означает, что из общих потерь давления на терморегуляторе 50 % теряется за счет отда­ления затвора клапана от максимально открытого положения, характе­ризуемого разностью APj — АР2, а остаток 50 % (АР2) — за счет конструк­тивных внутренних особенностей прохода через терморегулятор. Таким образом, изначально затвор клапана находится в определенном промежу­точном положении между позициями "полностью открыто" и "закрыто".

Распределение потоков в пропорции примерно 50:50 % достигается при авторитете ав = 0,7. При больших значениях работа терморегулятора не в полной мере отвечает его основному назначению с гидравлической точки зрения — регулированию подачи теплоносителя в теплообменный прибор пропорционально изменению температуры воздуха. В этом случае термо­регулятор начинает управлять потоком при открывании в большей мере, чем при закрывании. Приближение значений авторитета к единице ведет к возрастанию потерь давления на терморегуляторе; возникновению вероят­ности шумообразования, т. к. затвор клапана находится ближе к седлу и ре­гулирование происходит при высоких скоростях теплоносителя в регули­руемом сечении; возрастанию вероятности кавитации и гидравлических ударов и, как следствие, разрушению клапана; к выходу из зоны пропорци­онального регулирования и сведению его работы к регулированию пропу­сками — положению "открыто" или "закрыто"; увеличению погрешности регулирования; увеличению скорости в трубопроводах выше границы
бесшумности при открывании терморегулятора. Следовательно, при выбо­ре терморегулятора необходимо, чтобы выполнялась зависимость kvs ^ 2 kv.

Распределение потоков в пропорции примерно 80 % на закрывание и 20 % на открывание возникает при авторитете ав = 0,3. При меньших значениях работа терморегулятора сводится только к закрыванию, при­чем не совсем эффективному. Затвор клапана находится ближе к пози­ции "полностью открыто" и регулирование выходит из прямолинейной области кривой регулирования.

Таким образом, можно выделить из рабочей области потокораспре - деления терморегулятором рекомендуемый диапазон, в котором управ­ление потоком будет осуществляться с прогнозируемым положитель­ным результатом: ав = 0,5 ± 0,2. Чем больше отклонение от данного диа­пазона, тем менее эффективна работа терморегулятора. Условные гра­ницы работоспособности терморегулятора выделены на рис. 4.16.

В левой части рисунка показана кривая зависимости расхода тепло­носителя от хода штока терморегулятора, представленного в виде зоны пропорциональности 2К. Данная кривая регулирования является рабо­чей равнопроцентной расходной характеристикой терморегулятора при полном внешнем авторитете а+ ~ 0,1...0,3 (сравни зеркально кривые на рис. 3.11). В указанном диапазоне авторитета можно выделить линей­ную область регулирования за исключением концевых участков. Эта область обозначена теоретической прямой регулирования. Диапазон ее совпадения с кривой регулирования регламентирован нормативом [16] от 0,25Gmax до 0,8Gmax (см. рис. 4.13).

В центре рис. 4.16 параллельно теоретической прямой регулирова­ния проведена прямая линия, характеризующая начальное положение клапана. Выше неё указана часть расхода теплоносителя в процентах от максимально возможного, приходящаяся на процесс закрывания термо­регулятора. Ниже — на процесс открывания. Точка на прямой соответ­ствует высоте расположения затвора клапана h от седла. Для этого не­обходимо от данной точки провести условную линию перпендикулярно оси 0-G до пересечения с кривой регулирования и затем параллельно оси 0-G опустить ее до оси хода штока.

В нижней части рис. 4.16 схематически показано расположение за­твора клапана относительно седла и верхней части затвора. Из рисунка следует, что увеличение хода штока выше предельного значения hl00 нецелесообразно, т. к. приводит к значительному искажению процесса регулирования. Между предельным ходом штока hwo и диаметром сед­ла d существует геометрическая взаимосвязь, определяемая равенством площадей регулируемого отверстия nd1/4 и цилиндрической поверх­ности выхода потока из-под затвора rdhl00, откуда следует: hl00 = d/i.

Рис. 4.16. Влияние внутреннего авторитета терморегулятора на потоко- распределение

Внутренний авторитет терморегулятора

100%

Неэффективно

Рекомендовано

XVWWVX Lx Неэффективно,

Недопустимо

(G„/G„,,)100%

Закрывание

терморегулятора

Ограничение высоты подъема штока относительно указанной пропор­ции улучшает гидравлические показатели клапана путем недопущения управлением потока по верхней части кривой регулирования. Такая конструктивная особенность реализована в терморегуляторах Данфосс.

Терморегулятор должен в равной мере управлять потоком на закры­вание и открывание. Производитель изначально создает такую возмож­ность. Однако конструктивно обеспеченная внутренним авторитетом пропорция регулирования соответствует внешнему авторитету а -» 1. В реальных условиях внешний авторитет, как правило, иной. Поэтому для эффективной работы терморегулятора необходимо создать благо­приятные условия, при которых сохраняются его конструктивно зало­женные функциональные качества.

I

Внутренний авторитет терморегулятора определяет начальное конструктивное расположение штока клапана, обеспечивающее эксплуатационную возможность уменьшения и увеличения расхода теплоносителя относительно номинального значения.

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
+38 050 512 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.