Регулятор расхода воды — это трубопроводная арматура прямого действия, которая предназначена для поддержания заданного объёмного расхода (м³/ч). Постоянство расхода воды, достигается за счёт поддержания стабильного перепада давлений на дросселирующем элементе с фиксированным гидравлическим сопротивлением.
Сфера применения:
Регуляторы устанавливают в системах со статическим гидравлическим режимом для ограничения расхода воды и балансировки:
- На стояках однотрубных систем отопления установкой регуляторов расхода добиваются равномерности прогрева, а совместно с электроприводами и погодозависимого управления тепловым режимом.
- В системах воздушного отопления и охлаждения на подводках к кассетным фанкойлам, устанавливают регулятор совместно с электроприводом для балансировки и управления тепловым режимом.
Достоинства:
- Высокая точность в поддержании расхода
- Простая настройка
- Пригоден для ремонта
- Не требует внешних источников энергии
- Не требует технического обслуживания
Недостатки:
- Сложная конструкция
- Высокая чувствительность регуляторов расхода к загрязнению воды механическими включениями и как следствие — обязательная установка сетчатого фильтра непосредственно перед клапаном.
- Минимальная потеря напора, которая необходима для работы регулятора расхода, составляет примерно 3-5 кПа.
Устройство и конструкция регулятора расхода
Регулятор расхода прямого действия — поддержание расхода осуществляется без использования внешних источников питания за счёт использования энергии рабочей среды. В конструкции регулятора расхода предусмотрен дроссель с постоянным или изменяемым гидравлическим сопротивлением на котором с помощью мембранного регулятора перепада давления поддерживается постоянный перепад. Регуляторы расхода прямого действия начинают поддерживать расход при условии минимального перепада давления на регуляторе, кроме того у них очень высокие требования к качеству рабочей среды. В регуляторах с изменяемым гидравлическим сопротивлением дросселя, значение поддерживаемого расхода можно регулировать.
Устройством некоторых регуляторов расхода предусмотрена возможность дополнительной комплектации электроприводом. Подобные регуляторы позволяют реализовать качественное регулирование, при этом исключается такая распространённая проблема разветвлённых систем, как гидравлическая разбалансированность. В этом случае, для гидравлической увязки циркуляционных колец, достаточно за один проход выставить значение номинального расхода на всех регуляторах.
Принцип работы регулятора расхода
Принцип работы регулятора расхода прямого действия основан на поддержании постоянного перепада давления на дросселирующем устройстве с постоянным гидравлическим сопротивлением. Постоянный перепад давлений на клапане при постоянном гидравлическом сопротивлении гарантирует постоянный расход через него. В регуляторах расхода воды способных поддерживать диапазон расходов — гидравлическое сопротивление дросселирующего элемента, на котором поддерживается постоянный перепад давлений - изменяется в процессе настройки.
По сути, автоматический регулятор расхода воды объединяет в себе два устройства — балансировочный клапан и регулятор перепада давления закрывающийся при увеличении поддерживаемого значения, импульсные трубки которого врезаны до и после балансировочного клапана.
Расчёт регулятора расхода
Расчёт регулятора расхода не требует специальных методик и сводится к определению расхода который необходимо будет поддерживать. В выше приведенный алгоритм расчёта следует ввести значение расхода или тепловую мощность системы и расчётную разницу температур, после нажатия кнопки "Рассчитать" будет выведен список регуляторов подходящих под заданные условия.
Алгоритм позволяет проверить регулятор на возможность возникновения кавитации. Проверка на кавитацию - рекомендуема.
Потери напора на регуляторе расхода определяются по его пропускной способности, но они не могут быть меньше минимального перепада давления на клапане приведенного в его технических характеристиках.
Подбирается регулятор расхода таким образом, чтобы расчётный расход попадал в диапазон поддерживаемых регулятором расходов, при этом следует учесть возможность последующего изменения расхода в большую или меньшую сторону в зависимости от изменения потребностей объекта регулирования.
При подборе также необходимо обратить внимание на минимальный перепад давлений на регуляторе расхода который может превышать располагаемое давление в месте его установки. Температурные и прочностные характеристики регуляторов расхода должны соответствовать параметрам среды в месте их установки.
Настройка регулятора расхода прямого действия
Настройка регулятора расхода прямого действия выполняется после заполнения трубопровода водой, во время пусконаладки всей системы. В случае если точно известен необходимый расход и чётко определена позиция на настроечной шкале, допускается настройка регулятора расхода до момента заполнения трубопровода водой. Настраивается регулятор расхода, вращением рукоятки изменяющей гидравлическое сопротивление дросселя, до момента выравнивания расхода с заданным значением. Для облегчения настройки расхода и контроля за работой регулятора в месте отбора импульса необходимо установить манометр. Точность поддержания расхода воды проверяется прямым методом по расходомеру установленному на том же трубопроводе, а при отсутствии расходомера косвенным, например, в случае с системой отопления при известной тепловой мощности расход можно определить по разности температур между входом в систему и выходом из неё. Проверка регулятора расхода выполняется путём изменения давления воды до или после него. Давление воды изменяют любой регулирующей или запорной арматурой установленной на том же трубопроводе, при этом обращают внимание на скорость срабатывания и точность поддержания расхода регулятором.
Технические характеристики регуляторов расхода
Диапазон расходов — диапазон в пределах которого может поддерживать расход данный регулятор, при условии создания минимального перепада между входным и выходным патрубком.
Минимальный перепад — минимальная разница между давлением воды перед входящим и выходящим патрубком регулятора во время работы, при котором обеспечивается поддержание расхода в указанном диапазоне.
Kvs регулятора расхода — коэффициент пропускной способности соответствует расходу воды, в м³/ч с температурой в 20°C, при котором потери напора на регуляторе составят 1бар. Значение коэффициента пропускной способности регуляторов расхода используется в гидравлических расчётах для определения потерь напора.
DN регулятора расхода — номинальный диаметр отверстия в присоединительных патрубках. Значение DN применяется для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Фактический диаметр отверстия может незначительно отличаться от номинального в большую или меньшую сторону. Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр Ду регулятора расхода. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».
PN регулятора расхода — номинальное давление - наибольшее избыточное давление рабочей среды с температурой 20°C, при котором обеспечивается длительная и безопасная эксплуатация. Альтернативным обозначением номинального давления PN, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление Ру регуляторов расхода. Ряд номинальных давлений PN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».
Установка и монтаж регулятора расхода
Автоматические регуляторы расхода прямого действия технически сложная арматура, поэтому перед их установкой обязательно изучите инструкцию по монтажу и обратите внимание на ниже приведенные рекомендации:
- Перед и после регулятора следует установить манометры для контроля за его работой.
- На ответственных участках рекомендуется установить расходомер для контроля за работой регулятора.
- Корпус регулятора не должен испытывать нагрузок кручения, растяжения, изгиба или сжатия от присоединённых трубопроводов.
- Регуляторы расхода однонаправлены, поэтому направление течения воды в месте его установки должно соответствовать со стрелкой на корпусе.
- Монтаж регулятора расхода следует выполнять на горизонтальном или вертикальном трубопроводе, если это не запрещено инструкцией по монтажу.
- Регуляторы расхода прямого действия очень чувствительны к наличию механических включений в проходящем потоке, поэтому перед ними обязательна установка сетчатых фильтров.
Требования норм, касающиеся регуляторов расхода
Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации регуляторов расхода. Приведенный перечень нормативных требований не является исчерпывающим, и со временем будет расширяться. Выдержки взяты из нормативных документов регулирующих порядок проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем жилых, общественных и административно бытовых зданий. В разделе не приведены требования норм и правил которые относятся к регуляторам расхода применяемым в промышленности и технологических установках.
ДБН В.2.2-15 Жилые здания
Пункт 5 — ДБН В.2.2-15 Жилые здания Инженерное оборудование зданий
ДБН В.2.5-39 Тепловые сети
Пункт 12.20 — Глава 12 Конструкции трубопроводов
Устройство обводных трубопроводов вокруг грязевиков и регулирующих клапанов не допускается.
Пункт 16.2 — Глава 16 Тепловые пункты
В тепловых пунктах должно быть расположено оборудование, арматура, приборы контроля, управления и автоматизации, при помощи которых осуществляют:
- регулирование температуры теплоносителя по погодным условиям;
- преобразование вида теплоносителя либо его параметров;
- контроль параметров теплоносителя;
- учёт тепловых нагрузок, расхода теплоносителя;
- регулирование расхода теплоносителя и распределение между системами потребления тепловой энергии
- защита местных систем от аварийного повышения параметров теплоносителя;
- доочистки теплоносителя;
- заполнения и подпитки систем теплопотребления;
- сбора, охлаждения, возвращения конденсата и контроль его качества;
- аккумулирования тепловой энергии;
- водоподготовка для систем горячего водоснабжения;
- комбинированное теплоснабжение с использованием тепловой энергии от альтернативных источников.
Пункт 16.7.1 — Раздел 16.7 Схемы присоединения потребителей к тепловой сети — Глава 16 Тепловые пункты
Присоединение потребителей тепловой энергии к тепловой сети в тепловых пунктах следует предусматривать по схемам, обеспечивающим минимальный расход воды в тепловых сетях, а также экономию тепловой энергии за счёт использования автоматических регуляторов теплового потока (температуры) и ограничения максимального расхода сетевой воды.
Пункт 16.7.3 — Раздел 16.7 Схемы присоединения потребителей к тепловой сети — Глава 16 Тепловые пункты
Ограничительное устройство (лимитную дроссельную диафрагму) допускается не устанавливать на абонентском вводе, если ввод оснащён регулятором перепада давления (расхода) и избыточный напор не превышает 50-80кПа, а ограничение расхода достигнуто за счёт соответствующей настройки автоматически поддерживаемого перепада давления на максимально открытом автоматическом регуляторе теплового потока (температуры).
Пункт 17.13 — Глава 17 Электроснабжение и система управления
Автоматизация теплового пункта должна обеспечивать:
регулирование расхода тепловой энергии в системе отопления и ограничение максимального расхода сетевой воды у потребителя;
заданную температуру воды в системе горячего водоснабжения;
поддержание статического давления в системах потребителей теплоты при их независимом присоединении;
заданное давление в обратном трубопроводе или необходимый перепад давлений воды в подающем и обратном трубопроводах тепловых сетей;
защиту систем теплопотребления от повышенного давления и температуры воды в случаях появления опасности превышения допустимых граничных параметров;
включение резервного насоса при отключении рабочего;
прекращение подачи воды в бак-аккумулятор при достижении верхнего уровня воды в баке и разбора воды из бака при достижении нижнего уровня;
другие мероприятия повышающие эффективность работы оборудования.
СНиП 2.04.05 Отопление вентиляция и кондиционирование
Пункт 3.59 — Глава 3 Отопление
Регулирующую арматуру на подводках к отопительным приборам следует устанавливать в соответствии с п.3.14.
На стояках систем отопления, оборудованных индивидуальными автоматическими терморегуляторами, следует устанавливать автоматические балансировочные клапаны для двухтрубных систем отопления и клапаны-ограничители расхода для однотрубных систем, а в тепловых пунктах или в местных котельных - автоматические перепускные клапаны.
ГОСТ 11881-76 Регуляторы работающие без использования постороннего источника энергии. Общие технические условия
ГОСТ 26349-84 Давления номинальные (условные)
ГОСТ 28338-89 Проходы условные (размеры номинальные)
ГОСТ 356-80 Давления условные, пробные и рабочие. Арматруа и детали трубопроводов
ГОСТ 4.114-84 Номенклатура основных показателей. Арматура трубопроводная промышленная
ГОСТ 9544-93 Нормы герметичности затворов. Арматура трубопроводная запорная
ГОСТ Р 52720-2007 Арматура трубопроводная. Термины и определения
Благодарность за предоставленные материалы:
http://www.ktto.com.ua