Гидравлика систем отопления и охлаждения

Взаимовлияние регулирующих клапанов

Системы обеспечения микроклимата представляют собой разветвлен­ную сеть трубопроводов, по которым транспортируется теплоноситель к потребителям с различными тепловыми нагрузками. Требованием проек­тирования систем является создание равенства потерь давления во всех циркуляционных кольцах. Количество циркуляционных колец в двух­трубных системах равно количеству потребителей (отопительных прибо­ров, фенкойлов и т. п.), в однотрубных — количеству стояков либо гори­зонтальных приборных веток. Для обеспечения гидравлического увязыва­ния на каждом циркуляционном кольце устанавливают регулирующий клапан, зачастую этого бывает недостаточно. Тогда применяют двухсту­пенчатое и более увязывание циркуляционных колец. Например, сначала
увязывают отопительные приборы в пределах квартиры, затем — горизон­тальные приборные ветки квартир в пределах стояка, затем — стояки в пределах ветви. Таким образом, в одном циркуляционном кольце могут находиться несколько регулирующих клапанов и один терморегулятор, которые вместе вносят общий вклад в гидравлическое сопротивление регу­лируемого участка.

При проектировании современных систем с переменным гидравличе­ским режимом суммирование сопротивлений элементов гидравлическо­го участка, как это делается в системах с квазипостоянным гидравличес­ким режимом, является недостаточным условием эффективной работос­пособности системы. Каждый клапан обеспечивает заданные параметры теплоносителя у потребителя лишь при его эффективной адаптации в си­стеме. Она заключается в поддержании заданного диапазона авторитета, в пределах которого регулирование расхода теплоносителя является про­гнозируемым и находится в допустимых пределах. В то же время эти ди­апазоны для клапанов одного регулируемого участка не должны пере­крывать друг друга, т. е., если в циркуляционном кольце установлен тер­морегулятор с логарифмической рабочей расходной характеристикой и эффективным диапазоном значений внешнего авторитета а = 0,5... 1,0, это означает, что на нем мы должны потерять от 50 до 100 % располагаемого давления регулируемого участка. Следовательно, в остальных элементах участка, в том числе на регулирующем клапане, необходимо потерять от 0 до 50 % располагаемого давления. Таким образом, регулирующий кла­пан уже не может иметь такой же диапазон внешнего авторитета, как у терморегулятора. Совместно с терморегулятором необходимо применять регулирующий клапан с эффективным диапазоном полного внешнего ав­торитета в пределах оставшейся части располагаемого давления. Тако­вым может быть, например, клапан с равнопроцентной расходной харак­теристикой и внешним авторитетом а = 0,1...0,3. Тогда, выбирая мини­мальное значение потерь давления на терморегуляторе 50 % и на регули­ровочном клапане 10 %, в остальных элементах системы (трубах, отопи­тельных приборах и пр.) необходимо потерять 100 - 50 - 10 = 40 %.

Разнообразие конструкций теплообменных приборов и регулирую­щих клапанов, а также многообразие их взаимосочетаний не дают возмож­ности найти обобщенный узкий диапазон внешнего авторитета, который был бы эффективен для всех проектных решений. При существующих конструкциях клапанов и терморегуляторов в большинстве случаев, стре­мясь создать идеальное регулирование теплообменного прибора (рис, 6.5), необходимо потерять на них все располагаемое давление регулируемого участка. Этого можно достичь, применив схему на рис, 3.4,6. В остальных случаях данное стремление является недосягаемым. Тем не менее, к нему надлежит стремиться и из него следует вывод не только о взаимовлия­нии регулирующего клапана и терморегулятора, но и всех элементов системы обеспечения микроклимата. Такой подход заставляет: приме­нять трубы с наименьшим коэффициентом шероховатости; устанавли­вать теплообменные приборы и запорную арматуру с наименьшим ко­эффициентом местного сопротивления; применять регуляторы перепа­да давления на регулируемом участке; размещать фильтры, тепломеры и т. д., при необходимости, до участка системы с автоматически поддер­живаемым перепадом давления.

Комплексный подход по созданию эффективной системы обеспече­ния микроклимата требует конструктивного многообразия клапанов для обеспечения всевозможных вариантов взаимодействия с оборудо­ванием, расположенным на регулируемом участке. Компания Данфосс

предоставляет для решения таких задач весь спектр регулирующей арматуры с различными расходными характеристиками, диаметрами присоединения, материалами изготовления и т. п. Перечень некоторых регулирующих клапанов представлен в табл. 3.3.

Искажение расходной характеристики под воздействием конструк­тивных особенностей клапана (базовый авторитет) и сопротивле­ния элементов регулируемого у частка (внешний авторитет) может существенно влиять на регулируемость теплообменного прибора, что необходимо учитывать при проектировании и наладке системы обеспечения микроклимата. Следует стремиться к тому, чтобы внешний авторитет ручного балансировочного клапана и терморегу­лятора превышал 0,5.

Наличие на регулируемом участке нескольких клапанов (ру чного балан­сировочного и терморегулятора) требует рассмотрения совместимо­сти диапазонов их внешних авторитетов. Лу чшим вариантом проект­ного решения является применение только одного клапана (ручного либо терморегулятора) на регулируемом участке.

Ручные балансировочные клапаны целесообразно применять в системе с постоянным гидравлическим режимом (без терморегуляторов), где их внешние авторитеты практически не изменяются.