Схема обвязки калорифера на 32 кВт

Узлы регулировки мощности водяных воздухонагревателей приточных вентустановок

(пояснительная записка)

В данном проекте предусмотрены узлы регулировки мощности водяных воздухонагревателей приточных вентустановок, служащие в качестве исполнительных узлов системы автоматического поддержания температуры приточного воздуха. Расчётные параметры воды на входе в узлы регулировки мощности калориферов (далее по тексту – «узлы обвязки»): а) на подающей магистрали – температура + 120 0С, давление 0,410 атм (bar); б) на обратной магистрали - температура + 70 0С, давление 0-8 атм (bar), в) перепад по давлению 9между подающей и обратной магистралью) 0,71,5 атм (bar). Необходимо обратить внимание ещё на одно обязательное требование к давлению воды в питающей сети: давление в подающей магистрали непосредственно у водяной обвязки всегда должно превышать давление воды в обратной магистрали не менее, чем на 0,4 атм (40 кПа). Данное требование связано с нормальной работой узла обвязки. Кроме того, все узлы обвязки должны монтироваться в непосредственной близости от калориферов, которые они обслуживают (не далее чем на 8м). Это требование связано с определённым временем реакции системы на управляющее воздействие. Управление и защита осуществляются от блоков управления Vento Control VCB (или же VCX) Remak (Чехия) с плавной (аналоговой) регулировкой. Все узлы обвязки однотипны, поэтому достаточно рассмотреть работу любого из них.

Предложенная схема узла обвязки в комплекте с данным оборудованием обеспечивает равнопроцентную характеристику регулирования (за счёт специального профиля конуса седельного регулирующего клапана) и 100%ю защиту калорифера от замерзания (включая, так называемую – активную защиту).

Регулирующий клапан (с определённым коэффициентом Kvs) подобран из условия, что его сопротивление при расчётном расходе теплоносителя через калорифер, как минимум в 1,3 раза больше сопротивления регулируемого контура (а у узлов обвязки с малым Kvs – сопротивление клапана больше в 3-4 раза). Это обеспечивает лучшую управляемость контура и повышает срок службы седла клапана.

Схема узла обвязки при правильной настройке сохраняет всегда неизменной расчётную величину расхода теплоносителя через калорифер (~ constant) при колебаниях перепада давления в питающей сети и изменении температуры наружного воздуха. Это в свою очередь способствует точному поддержанию температуры приточного воздуха и гарантирует полный прогрев калорифера, а также повышает уровень защиты от замерзания отдельных его частей (т.н. калачей).

Дальнейшее рассмотрение будет иметь ссылки на позиции элементов узла в обвязки в схеме, приложенной к проекту. Схема узла обвязки построена по принципу отсутствия перетекания горячего теплоносителя (минуя калорифер) из подающей в обратную магистраль. Это замечание относится, как к предложенным узлам с 2-х ходовым, так и к узлам обвязки с 3-х ходовым регулирующим клапанам. Объяснение этого ограничения в случае 2-х ходового клапана самое простое – нет путей кроме самого калорифера для перетекания воды из подающей в обратку. Единственная трасса байпаса снабжена обратным клапаном (поз.11 на схеме узла обвязки), препятствующем этому. Объяснение в случае схемы с 3-х ходовым клапаном несколько сложнее. В предложенной схеме применяется 3-х ходовой клапан смесительного типа. В его крайних положениях перетекание теплоносителя не возможно, т.к. полностью перекрывается либо байпас (нижний вход «В» клапана), либо подающая магистраль (вход «А» воды в клапан). Возможность перетекания можно рассматривать только при положении регулирующего клапана в среднем промежуточном положении. При нормальной работе циркуляционного насоса (поз.7 на схеме) перетекание исключено в силу определённого перепада давления в подводящих каналах клапана, создаваемого насосом (поз.7), или возможно в небольшом объёме при значительном перепаде давления в питающей теплосети, и когда насос (поз,7) не в состоянии компенсировать этот перепад своим перепадом другого знака, т.е. - противотоком движения теплоносителя в байпасе. Значительный перепуск воды возможен в рассматриваемом варианте узла обвязки (с 3-х ходовым клапаном) только при остановке циркуляционного насоса (поз.7) и нахождении регулирующего клапана в среднем положении. Однако такой случай – это не рабочее состояние узла обвязки. В схеме узла обвязки с 3-х ходовым клапаном, также как и в предыдущей схеме, имеется байпасная линия. Она также, как и в схеме с 2-х ходовым регулирующим клапаном, снабжена обратным клапаном, предотвращающим перепуск из подающей магистрали в обратку. В данной схеме байпас нужен для замыкания малого контура в аварийном состоянии системы для реализации активной защиты калорифера от замерзания. Для достижения требуемой величины сопротивления байпасной линии, на ней размещён балансировочный клапан (поз.10). При правильной настройке сопротивление байпасной линии и калорифера в сумме равно давлению, развиваемому циркуляционным насосом (поз.7) при расчётном расходе воды. Это обеспечивает нормальную управляемость системы регулирования (включая поддержание заданной температуры приточного воздуха) при минимальном снижении перепада давления в подводящих питающих магистралях (чтобы насос не подавал из обратки слишком много охлаждённой воды).

Такое ограничение даёт гарантию не превышения температуры воды в обратной магистрали выше 70 0С (при условии нормальной работы блока управления и правильном подборе калорифера). Необходимым условием этого является наличие постоянного электропитания на блоках управления вентиляцией Vento Control. Такое же обязательное условие накладывается на электропитание циркуляционного насоса калорифера. Причём последние два условия являются обязательными для нормальной работы автоматической защиты калорифера от размораживания, и они должны выполняться в холодный период года всегда, круглосуточно, не зависимо от того, в каком состоянии находится сама система вентиляции (работает или выключена).

Для возможности контроля перепада давления и температуры теплоносителя в узле обвязки предусмотрены три термоманометра: до и после регулирующего клапана перед калорифером, если двигаться по направлению движения воды, и один сразу на выходе калорифера, перед насосом. Они подобраны так, что позволяют по ним же контролировать давление в системе при опрессовке. Для предохранения механического затираний и преждевременного износа деталей скольжения в схеме предусмотрен фильтр грубой очистки воды (грязевик). Для удаления воздуха из магистралей в системе в верхних точках предусмотрены автоматические воздухоотводчики. Некоторые типы теплообменников (к таковым относятся калориферы вентустановок Vento VO Remak) предусматривают на своих коллекторах установку кранов Маевского, в частности TACO Remak. При необходимости их надо установить. Для выполнения профилактических работ и замены элементов узел обвязки имеет на входе два крана (поз.2), а в нижней точке спускной кран. Для быстрого и удобного проведения монтажа насос и регулирующий кран имеют в местах пристыковки к магистралям соединение по типу с накидной гайкой.

Для обеспечения неизменной расчётной величины расхода теплоносителя через калорифер (~ constant), а также для замыкания малого контура с целью функционирования активной защиты от размораживания в схеме узла имеется байпасная линия с обратным клапаном (поз. 11) и балансировочным клапаном (поз.10). Последний необходимо настроить так, чтобы при закрытом регулирующем клапане (поз.5) и работающем насосе через калорифер протекало не более расчётного количества теплоносителя. При правильной настройке сопротивление байпасной линии и калорифера в сумме равно давлению, развиваемому циркуляционным насосом (поз.7) при расчётном расходе воды. Это обеспечивает нормальную управляемость системы регулирования (включая поддержание заданной температуры приточного воздуха) при минимальном снижении перепада давления в подводящих питающих магистралях. Балансировочный клапан на выходе узла обвязки (поз.13) необходим для ограничения расхода теплоносителя через калорифер при полностью открытом регулирующем клапане (поз.6) не выше расчётной величины. Балансировочные краны (поз.10 и 13) снабжены гнёздами (измерительный вход), позволяющие подсоединить электронный расходомер BALLOREX для замеров. Через эти измерительные входы можно также стравить воду при проведении профилактических работ.

На выходе калорифера в непосредственной близости от него необходимо установить погружной датчик температуры для контроля системой состояния воды в обратной магистрали. Датчик входит в состав автоматической системы защиты калорифера от размораживания. Для дублирования защиты по воздушному тракту на калорифер необходимо установить капиллярный термостат. Это также связано с тем обстоятельством, что быстродействие системы защиты, заложенной в блок управления Vento Control Remak составляет порядка 1520 секунд (после прохождения сигнала об угрозе замерзания калорифера). Срабатывание комплекса мер по защите калорифера, связанных с капиллярным термостатом, занимает по времени не более 5-6 секунд после переключения последнего. На термостат надо завязать выключение двигателя вентилятора приточной вентустановки и обесточивание питания воздушной заслонки на входе наружного воздуха в последнюю. Реализуется это посредством включения последовательно концевого выключателя термостата в цепь питания катушки пускателя двигателя вентилятора.

Как уже сказано выше, балансировочные клапаны (поз. 10 и 13) настраиваются при рабочем перепаде давления в сети и работающем циркуляционном насосе (поз.7) при помощи электронного расходомера. При отсутствии последнего можно сделать примерную настройку, выставив нужные значения на балансировочных клапанах в соответствие с диаграммой перепада клапанов BALLOREX, имеющейся в инструкции от фирмы-поставщика. Предварительные значения настройки при рабочих параметрах в теплосети (Т= 120/70 0С; перепад давления Р= 0,61,5 bar) и расчётном расходе теплоносителя через калорифер даны в характеристике балансировочных клапанов в спецификации к схеме каждого узла обвязки. На циркуляционном насосе (поз.7) необходимо установить скорость в соответствие с конкретными параметрами питающей теплосети. При правильном подборе расчётная точка зависимости «расходдавление» циркуляционного насоса должна находится в рабочей зоне изменения её параметров..