| Предыдущий параграф | |||||||||||
5.5. Расчет регулятора дифференциального давления.
Вспомним, что еще в первой половине 90-ых годов 20-го столетия эта арматура проектировалась в соответствии с пределами пропорциональности разных проходов регулятора при заданном расходе. В документации были определенны области применения каждого диаметра в свету для определенного диапазона расходов, которые перекрывались (для определенного расхода можно было выбрать до семи проходовили Kv значений!), проектанты без глубоких теоретических знаний плохо ориентировались в ситуации, что приводило к ошибочным результатам (завышение размеров). В связи с тем, что предел пропорциональности регулятора дифференциального давления в принципе задает отклонение давления от установленного значения, то такая документация заставляла выбрать больший проход, у которого было меньшее отклонение для заданного расхода (меньший предел пропорциональности), что приводило к завышению размеров арматуры. Однако регуляторы дифференциального давления, за редким исключением, не работают как настоящие редукционные вентили, и поэтому очень часто эта арматура работала и работает в области нестабильного давления на выходе, что способствовано почти у всех производителей тем, что под определенным минимальным расходом (разным у каждого изделия) регулятор теряет функцию и при расходах близких к нулю стабилизируется давление перед и за арматурой. По этой причине в некоторой документции содержались рекомендации, чтобы расход, при котором вентиль должен работать, не был ниже 30% расчетного расхода.
Последняя рекомендация зачастую была невыполнимой, особенно в стояках, где расход колеблется в большом диапазоне (в массовом жилищном строительстве - в стояках на кухне и спальне). Хотя бы для частичного улучшения такого состояния стали в проектной документации задавать для каждого прохода три значения расхода (рис. 5.9), которые были найдены так: регулятор дифференциального давления был установлен на определенное значение дифференциального давления и потом снижали расход до такой степени, пока достигли отклонения +30% от установленного значения. Таким способом был найден расход Qmin. Для определения расхода Qmax расход повышали до такой степени, пока отклонение давления не достигло -15%. Эти значения расходов были внесены в проектную документацию как диапазон применимости регулятора с условием, что проектант будет рассчитывать вентиль между Qmax и Qn. Благодаря этому, появилась какая-то гарантия у относительно качественной арматуры, что даже при сниженном расходе регулятор не попадет в область высших отклонений давления при условии, что не упадет на порядок процент расчётного расхода, т. к. в таком случае регулятор теряет свою функцию и дифференциальное давление на регулирующей арматуре растет теоретически до бесконечности, практически до значения доступного давления в данном месте. Все стремления производителей были направлены на как только можно большее упрощение проектной документации одновременно с ограничением риска несоответсвующего расчета. Другими словами, старались свести к минимуму риск того, что регулятор при эксплуатации будет работать со слишком малым расходом для данного прохода.
Первый способ расчета состоит в том, что проектант поместит требующийся расход между Qmax и Qn у наиболее соответствующего прохода, а тем самым расчет практически готов. Значение дифференциального давления определяется суммой потерь давления всех элементов в защищенной зоне (см. второй способ расчета). Следовательно, первый способ расчета предназначен для расчета тех регуляторов дифференциального давления, у которых отсутствует определенное давление при нулевом расходе. После этого следует подобрать Kv значение регулятора дифференциального давления, учтенное в гидравлическом расчете сети.
Второй способ расчета исходит из расчета обычного двухходового регулирующего клапана и предназначен для той арматуры, которая имеет определенное значение дифференциального давления при нулевом расходе (как редукционные вентили). Объясним на примере:
Требуется рассчитать регулятор дифференциального давления по схеме на рис. 5.5.1, имея следующие данные: среда - вода, 70C, статическое давление в точке присоединения 800 кПа (8 бар), доступное давление в точке присоединения 
= 110 кПа (1,1 бар), потери давления 
= 10 кПа (0,1 бар), 
= 20 кПа (0,2 бар), 
=30 кПа (0,3 бар), условный расход 
= 12 м3/ч.
Рис. 5.5.1. Пример включения регулятора дифференциального давления.
Потеря давления регулятора дифференциального давления должна быть
где 
и потом 
= 110 - (30 + 20 + 10) = 50 кПа (0,5 бар). Следовательно, Kv значение
Предохранительный припуск на рабочий допуск (только при условии, что расход Q не был завышен) определим как:
Kvs = (от 1,1 до 1,3)xKv = (от 1,1 до 1,3)x17 = 18,7 до 22,1 м3/ч.
Из серийно производимого ряда Kv значений подберем ближайшее высшее значение, т. е. Kvs = 20 м3/ч, которому в зависимости от конкретного производителя будет соответствовать определенный проход. Далее определим требуемое дифференциальное давление регулятора, которое дано суммой потерь давления защищенного участка = 30 + 20 + 10 = 60 кПа (0,6 бар).
Следует заметить, что в регуляторах дифференциального давления не всегда Kv значения производятся в рядах, как в обычных регулирующих клапанах (атипичный ход по сравнению с моторной регулирующей арматурой), поэтому целесообразно ознакомиться перед расчетом Kv с конкретными данными регулятора дифференциального давления данного производителя.Обобщая вышесказанное, можем сделать следующий вывод относительно общего принципа расчета регуляторов перепада давления:
1) Нельзя завышать размеры регулятора давления и производить расчет “на глаз”. Эта рекомендация не обязательна для регуляторов перепада давления LDM (типы RD 102, RD 103, RD 122), т. к. здесь отсутствует опасность потери функции арматуры при минимальных расходах, тем не менее, с точки зрения экономии и качества следовало бы принять во внимание упомянутую рекомендацию.
2) Если регулятор предназначен для стабилизации перепада давления на термостатических вентилях, давление не должно быть слишком высоким (8 - 10 кПа вполне достаточно),
3) Регулятор должен быть размещен вблизи защищенного потребителя (потребителей)
4) Регулятор должен иметь плавно регулируемое значение дифференциального давления.
Здесь очень актуальный п. 3), т. к. регуляторы перепада давления ведут себя, как перепускные вентили, в принципе похоже, как частотно управляемые насосы. Следовательно, если мы поместим регулятор на пяту объекта, который будет иметь высшую потерю давления внутренней трубопроводной сети, например, несимметрично включенные длинные объекты или объекты с прямоточным включением стояков (распределение Тихельманна), будем должны установить его и на преодоление потери давления трубопроводной сети, в результате чего могут возникнуть принципиально одинаковые проблемы при сниженном расходе, как и у частотно управляемых насосов. С теоретической точки зрения их следовало бы поместить на каждый отопительный прибор (потребитель), но в связи с недостаточной базой деталей и с учетом экономии, на практике помещаем их на пяты стояков, которые являются ближайшей к потребителю узловой точкой. Преимуществом согласно п. 4) является возможность плавного регулирования дифференциального давления. Если у нас в распоряжении будет находиться только регулятор с жестко установленным значением, отклонение которого при низшем расходе вызовет повышение уровня шума системы, то почти не существует возможность упомянутый шум устранить. Если, кроме того, будут завышены размеры регулятора (одновременно объединятся несколько неблагоприятных факторов), мы попадем в безвыходную ситуацию. Поэтому с технической точки зрения преимуществом является применение плавно настраиваемых регуляторов, где существует возможность снижения перепада давления или точного приспособления к конкретной системе. Таким образом, можем приспособить регулятор к системе, а не наоборот, что позволяет с точки зрения давления «посадить» систему ниже.
| Предыдущий параграф | |||||||||||
