Рисунок
Общая схема электрических соединений на ~230 В, соответствующая карточке P30
Общая схема электрических соединений на ~24 В, соответствующая карточке P30
Рисунок .1.9.
Согласно этой схеме, происходит регулирование температуры (S3) теплоносителя поступающего в систему отопления в зависимости от температуры наружного воздуха (S1), с коррекцией по заданной температуре воздуха в помещении (S2) и с одновременным отслеживанием температуры первичного теплоносителя возвращающегося в теплосеть (S4).
Температура теплоносителя в системе отопления поддерживается с помощью клапана с электроприводом (М1) управляемым через тиристорный выход. Циркуляционный насос (Р1) в системе отопления включается и выключается по средствам релейного выхода.
Рисунок
Рисунок
ПИ-регулирование температуры теплоносителя S3, поступающего в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха S1 с коррекцией по температуре внутреннего воздуха S2 и отслеживанием температуры теплоносителя S4, возвращаемого в теплосеть. Температура теплоносителя поддерживается с помощью клапана с электроприводом М1 через тиристорный выход. Циркуляционный насос P1 управляется с помощью реле R 1. Температура в подающем трубопроводе подстраивается в соответствии с требованиями заказчика. Датчик температуры (S3) является основным.
Требуемая температура среды S3 рассчитывается в регуляторе ECL на основе температуры наружного воздуха (S1). Чем ниже наружная температура, тем выше требуемая температура в подающем трубопроводе. Если температура в подающем трубопроводе (S3) оказывается ниже требуемого значения, постепенно открывается клапан с электроприводом (М1) и наоборот.
Температура в обратном контуре (S4) для системы централизованного теплоснабжения не должна быть слишком высокой. Если это так, то температура может быть подстроена до требуемого значения (обычно более низкого), что вызывает постепенное закрывание клапана с электроприводом. В системах отопления с котлом температура обратного контура не должна быть слишком низкой. Если измеренная внешняя температура не равна требуемой внешней температуре, требуемая температура в подающем контуре может быть изменена. Циркуляционный насос Р1 включен, когда заданная температура в подающем трубопроводе свыше 20 °C или когда наружная температура ниже 2 °C.
Расчет и выборэлементов двухходовой автоматический регулирующий клапан для регулятора теплового потока (первый клапан на схеме) и определить перепад давления, автоматически поддерживаемый регулятором перепада давления.
Клапан регулятора теплового потока подбирают для обеспечения линейности регулирования тепловым потоком теплообменника. Поскольку теплообменник имеет искривленную характеристику, клапан должен иметь логарифмическую расходную характеристику, близкую к идеальной.
Потери давления на клапане регулятора теплового потока определяют по консолидированному распределению потерь давления - на этом клапане и на автоматическом регуляторе перепада давления, т. е. между двумя клапанами, что позволяет ограничить максимальный расход теплоносителя у абонента. Тогда
= (2,0 - 1,0)/2 = 0,5 бар.
С целью уменьшения капитальных затрат (выбор клапана меньшего диаметра) может быть задана иная пропорция распределения давлениямежду клапанами, если обеспечивается бескавитационная работа клапана с большим перепадом давления на нем.
Определяют расчетную пропускную способность клапана (плотность теплоносителя принимают р = 1000 кг/м3) по уравнению из табл. 1.2
Таблица
. (1.9)
По каталогу [62] выбирают регулирующий клапан с логарифмической расходной характеристикойVFS2 = 15 мм и ближайшей пропускной способностью kvs = 1,6 (м3/ч)/бар0,5.
По уравнению (3.10) уточняют потери давления на клапане
.
Этот же перепад давления следует поддерживать автоматическим регулятором перепада давления, т. е. .
Определяют требуемые потери давления на автоматическом регуляторе перепада давления
2,0 - (1,0 + 0,52) = 0,48 бар.
Проверяют клапаны на обеспечение бескавитационной и бесшумной работы.
Расчет и выбор перепускного клапана
Перепускной клапан открывается при превышении перепада давления между входным и выходным патрубком выше давления настройки. Расчёт перепускного клапана заключается в определении диапазона настройки и пропускной способности.
Перепускной клапан не может поддерживать постоянное давление между входным и выходным патрубком при изменяющемся расходе через него. Это означает, что клапан с давлением открытия в 0,2 бара - откроется при перепаде между входным и выходным патрубком в 0,2 бара, а при последующем увеличении давления и соответственно расхода - клапан откроется сильнее, но давление в месте его подключения уже превысит настроенное значение. Степень отклонения давления, при увеличении расхода, можно определить по графикам, приведенным в техническом описании перепускных клапанов.
Если по технологическому процессу необходимо точное подержание давления в месте установки перепускного клапана, следует применить регулятор перепада давления, открывающийся при увеличении давления настройки.
Выбор типоразмера осуществляется по диаграммам, приведенным в технических характеристиках перепускных клапанов, либо по их пропускной способности. Вышеприведенный алгоритм подбирает перепускной клапан по пропускной способности, но так, как производители некоторых моделей не указывают пропускную способность - её значение было получено расчётным путём. В любом случае подобранный типоразмер перепускного клапана следует проверить по диаграмме на соответствие исходным данным, при этом следует обратить внимание на давление открытия и давление соответствующее расчётному расходу.
Подбирая диапазон давлений перепускного клапана нет необходимости выбирать такой, при котором поддерживаемое давление будет находиться в средней трети, как это следовало бы сделать при подборе регулятора давления. Перепускные клапаны с одинаковой точностью поддерживают располагаемое давление независимо от близости давления настройки к краю регулируемого диапазона.
Выбор регулятора перепада температуры для установкинатрубопроводе
Регуляторы температуры прямого действия предназначены для поддержания температуры воды в бойлере или на выходе из теплообменника, либо температуры воздуха за калорифером на заданном уровне. Принцип их работы состоит в уменьшении проходного сечения клапана (закрывание) при повышении температуры.
Регуляторы АVTB и АVT применяют преимущественно в системах горячего водоснабжения. В зависимости от используемого датчика их могут устанавливать как на подающем, так и на обратном трубопроводе. Однако АVTВ 2060 °С необходимо всегда устанавливать только на обратном трубопроводе, чтобы температура датчика была выше температуры корпуса клапана.
Отличительная особенность АVT состоит в том, что термоэлемент является съемным и может быть установлен на любой регулирующий клапан VG2. Кроме того, посредством специальной соединительной детали, он может сочетаться в различных комбинациях для двухтемпературного регулирования, однотемпературного регулирования и обеспечения температурной безопасности термостатами STIL или STIW.
Рисунок
В основу работы регулятора температуры положен принцип объемного расширения. Например, при изменении температуры измеряемой среды регулятором АVTВ изменяется давление газа, которым заполнен чувствительный элемент 12 (датчик), и передается через капиллярную трубку в сильфонный узел 9. Сильфон в зависимости от давления газа в датчике либо удлиняется, либо укорачивается и, воздействуя на шток 5, перемещает затвор клапана 8. Затвор, в зависимости от положения, пропускает теплоноситель в большей, либо меньшей степени. Настройку регулятора на поддерживаемую температуру осуществляют вращением маховика 1, регулируя степень сжатия пружины 3. Силой давления пружины с одной стороны и давлением газа в сильфоне с другой стороны обеспечивают равновесное состояние затвора, соответствующее требуемой температуре. Диафрагмы 6 с обеих сторон штока разгружают клапан по давлению теплоносителя, облегчая регулирование объекта.
Датчик регулятора температуры 12 располагают в специальной гильзе. Гильзу устанавливают в трубопровод либо воздуховод навстречу потоку. Положение датчика как относительно вертикальной плоскости, так и относительно корпуса клапана следует принимать по рекомендациям производителя.
Датчик совместно с настроечным узлом образуют термоэлемент. Устанавливая жидкостные термоэлементы серии АFT на двухходовые и трехходовые регулирующие клапаны серии VFG, образовывают регуляторы температуры и ограничители температуры. При этом настроечный узел может быть как встроенным, так и выносным, а датчик - с погружной гильзой, либо без нее. В последнем случае значительно уменьшается инерционность отслеживания температуры (постоянная времени) - со 120 с до 20 с. Такой датчик выполнен с навив кой. Возможны также различные комбинации получаемых регуляторов с термостатами безопасности STFW и STFL для комплексного управления тепловыми процессами.
Некоторое конструктивное отличие имеет клапан ограничитель температуры возвращаемого теплоносителя FJV. Его устанавливают на обратном трубопроводе непосредственно в точке отслеживания температуры теплоносителя. Поэтому он выполнен без датчика 12. Теплота тепло носителя передается непосредственно на сильфонный узел и осуществляется регулирование. Применяют клапан ограничитель в системах централизованного теплоснабжения с постоянным температурным режимом после системы горячего водоснабжения и отопления для обеспечения оптимального температурного режима источника теплоты.
Рисунок
Поддержание требуемой температуры осуществляется в пределах зоны пропорциональности Хр. Если регулятор темпера туры настроен на 55 °С Хр = 9 °С, это означает, что клапан будет полностью от крыт при температуре ниже 55 - 9 = 46 °С, а полностью закрыт при 55 °С. В пределах Хр = 9 °С затвор переместится на полный ход штока. Для скоростных теплообменников регулятор в диапазоне 4 °С <Хр< 8 °С, для емкостных 6 °С <Хр< 14 °С.
Рисунок
Выбор регулятора перепада давления прямого действия
Автоматические регуляторы перепада давления - устройства, стабилизирующие располагаемое давление регулируемого участка на за данном уровне.
Регуляторы перепада давления имеют многообразное конструктивное исполнение, позволяющее применять их для любых проектных решений по стабилизации давления теплоносителя. Они могут быть с внутренней или наружной резьбой, с фланцами, с приварными патрубками. Выполнены с одной или несколькими импульсными трубками, присоединяемыми к корпусу регулятора или трубопроводу. Комплектуемые, при необходимости, охладителем импульса давления, устанавливаемым между штуцером отбора импульса давления и мембранной коробкой для охлаждения теплоносителя и уменьшения его деструктивного воздействия на мембрану. Со съемными приводами для увеличения разнообразных комбинаций с седельными клапанами либо со стационарными приводами. С вариантами подачи импульса давления в подмембранное либо надмембранное пространство в зависимости от конструктивных особенностей регулятора. С фиксированной настройкой перепада давления либо регулируемой. Применяемыми для поддержания перепада давления на регулируемом участке, регулирования давления до себя, либо после себя. И многое другое.
Каковы бы ни были конструктивные отличия регуляторов перепада давления все они основаны на одном принципе работы - начальном уравновешивании давления пружины настройки 10 и давления теплоносителя, передаваемого через гибкую диафрагму (мембрану) 7. Диафрагма - измерительный элемент. Она воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной величиной, устанавливаемой посредством соответствующего сжатия пружины рукояткой настройки 9. Каждому числу оборотов рукоятки настройки со ответствует автоматически поддерживаемый перепад давления. При наличии рассогласования образующаяся активация диафрагмы передается на шток 5 и перемещает затвор клапана 2 относительно регулирующего отверстия. Импульс давления попадает в подмембранное и надмембранное пространство, образуемое крышками 6 и 8, через перепускное отверстие 12 и штуцер 11.
«после себя»
Рисунок
Взаимодействие регулирующего клапана, например, регулятора теплового потока и автоматического регулятора перепада давления по казано на рис. 6.30. Основная суть их совместной работы заключается в том, что любые возмущения перепада давления в точках отбора импульса давления, создаваемые работой регулятора теплового потока, компенсируются создаваемым перепадом давления ДРv на клапане автоматического регулятора перепада давления. При этом заданный перепад давления на регуляторе остается постоянным и соответствует потерям давления на регулируемом участке ДР = const. Зона автоматически поддерживаемого перепада давления 5 заштрихована на графике в косую линию.
В пределах зоны 5 работает регулятор теплового потока. Сопротивление этой зоны равно сопротивлению регулируемого участка (кривая 7 без учета потерь давления в регуляторе температуры) и сопротивлению регулятора теплового потока, разложенного на активную и пассивную составляющие. Пассивную составляющую ДРvs определяют по максимальной пропускной способности kvs регулятора теплового потока и расчетному расходу теплоносителя VN. С учетом этой составляющей кривая 7 занимает положение кривой 8. Дальнейшее ее смещение может происходить только влево, например, в положение 9 за счет активной составляющей от перемещения штока регулятора теплового потока. Из верхнего графика следует, что через регулятор теплового потока ни при каких обстоятельствах не пройдет теплоноситель с бульшим расходом, чем VN, поскольку на регулируемом участке при максимально открытом регуляторе теплового потока кривая 8 никогда не сместится вправо.