ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА СИСТЕМ
Основной целью проектирования систем обеспечения микроклимата является создание теплового комфорта в помещении при минимуме потребления энергоресурсов. Теоретически данная задача является достижимой. Практически сегодня делается все возможное для ее реализации. Современное оборудование приближается к идеальным характеристикам, позволяющим добиться эффективного результата. Однако в действительности даже самые современные системы не всегда справляются с этой задачей. У 80 % систем причиной является несоответствие распределения потоков воды [42].
Несоответствию способствуют многие факторы, содержащиеся в допущениях методик расчета, погрешностях монтажа систем, несоблюдении эксплуатационных требований. В результате происходит перераспределение потоков по реальным гидравлическим сопротивлениям циркуляционных колец, что приводит к необеспеченности теплового комфорта в помещениях из-за недостатка потока в одних циркуляционных контурах и его избытка в других, возникновению шума, перерасходу энергоресурсов, поэтому перед сдачей объекта в эксплуатацию необходимо вывести систему в рабочий режим с помощью балансировки клапанов.
Одним из допущений методик гидравлического расчета является то, что системы с переменным гидравлическим режимом рассматривают аналогично системам с постоянным гидравлическим режимом. При этом гидравлическое сопротивление элементов системы принимают постоянным, в то время как оно изменяется в широких пределах. В системах с переменным гидравлическим режимом дополнительным требованием, которое должно войти в практику проектирования, является создание условий для эффективной работы всех элементов системы. Для клапанов — распределение потоков, для системы обеспечения микроклимата в целом — линейность регулирования тепловым потоком теплообменных приборов.
До осуществления наладки системы необходимо провести подготовительные работы: ознакомиться с проектной документацией, техническими инструкциями на клапаны, приборы и пр. Далее проверяют исправность элементов системы, их работоспособность и функционирование, правильность монтажа. Затем производят балансировку системы.
Гораздо сложнее производить подготовительные работы в модернизируемых системах. В этом случае, как правило, заново определяют теплопотери помещений и осуществляют гидравлический расчет на основании собранных исходных данных. Их точность и старательность выполнения расчетов значительно облегчают последующую балансировку системы.
Перед балансировкой системы производят испытание на герметичность, промывают, прочищают фильтры, деаэрируют, выводят в рабочий гидростатический режим. Все термостатические клапаны устанавливают в максимально открытое положение (только так можно определить перегревы и недогревы помещений). Для этого колпачок термостатического клапана не должен упираться в шток. Колпачками защищают шток от царапин, попадания пыли, деформации. Замену колпачков на термостатические регуляторы осуществляют по окончании балансировки системы.
Перед балансировкой системы следует проанализировать ее работоспособность и определить частные признаки и общие закономерности несоответствия требуемым температурным условиям в помещениях. К частным признакам относят перегрев или недогрев отдельных помещений. К общим закономерностям — перегрев или недогрев этажей, помещений, расположенных по различным фасадам здания, стояков и т. д.
Если рассматривать систему отопления, то при недогреве отдельных помещений вначале следует определить, не является ли это следствием засорения или некачественного монтажа, например, образования внутреннего грата (наплыв, уменьшающий проходное сечение трубопровода) при термическом соединении труб с фитингами. Как правило, закупорка образовывается в местных сопротивлениях: фитингах, клапанах и т. д. Выявляют ее на ощупь или термометром прибора PFM 3000 до и после местного сопротивления по изменению температуры трубопровода. Если температура не изменяется, значит необходимо производить балансировку.
Перегрев отдельных помещений может быть вызван только гидравлической разбалансировкой, причем в перегретых помещениях она значительно больше, чем в недогретых (см. рис. 6.7).
Общие закономерности несоответствия температурным условиям в помещении разделяют на эксплуатационные и предэксплуатационные.
Эксплуатационная разбалансировка вызвана качественным регулированием системы отопления на протяжении отопительного периода. Если недостаточен авторитет теплоты помещения, то изменение гравитационного давления теплоносителя приводит к недогреву нижних этажей во время морозов. Во время оттепелей происходит недогрев верхних этажей. Перегревы соответственно верхних и нижних этажей устраняются терморегуляторами. Не следует допускать эксплуатационную разбалансировку при выборе и обосновании проектных решений системы обеспечения микроклимата. Для этого уменьшают расчетный перепад температур теплоносителя с увеличением этажности здания; рассматривают работоспособность системы при минимальном и максимальном перепадах температур теплоносителя; устанавливают регуляторы перепада давления в горизонтальных системах на поэтажных (по- квартирных) приборных ветках; устанавливают на каждом теплообменном приборе стабилизаторы расхода или регуляторы перепада давления в вертикальных системах.
Предэксплуатационные общие закономерности следует, прежде всего, попытаться устранить регулированием производительности насоса и температуры теплоносителя. Общие рекомендации приведены в табл. 10.1 [43]. ‘
|
Таблица 10.1. Устранение поэтажной разбалансировки системы
|
В горизонтальных системах устраняют поэтажную разбалансировку также настройкой регулирующих клапанов на приборных ветках.
Если во всех помещениях нет общей закономерности несоответствия тепловым условиям, то следует производить балансировку системы. Для ее реализации выбирают способ, который зависит от типа применяемых регуляторов: прямого или непрямого действия. При этом процесс балансировки должен быть дешевым, быстрым и отвечать техническим требованиям.
В основе методов балансировки систем с терморегуляторами прямого действия применяют два подхода. Первый осуществляют в несколько этапов. Он заключается в последовательном устранении дисбаланса по отдельным циркуляционным кольцам, начиная с основного (наиболее удаленного и нагруженного) кольца. Пройдя первый этап, его повторяют до достижения проектного потокораспределения во всех циркуляционных кольцах. Второй осуществляют в один этап. Его реализуют при компенсационном методе балансировки [20]. В системах с терморегуляторами прямого действия широкое распространение получили методы:
• температурного перепада;
• предварительной настройки клапанов;
• пропорциональный;
• компенсационный;
• компьютерный.
Настройку автоматических терморегуляторов непрямого действия (электронных) осуществляют:
• статически;
• динамически.
Указанные способы и методы настройки клапанов достаточно подробно рассмотрены в литературе [20; 44; 45]. Остановимся лишь на особенностях и возможностях, которые возникли в последнее время благодаря применению современного оборудования и новых подходов в подборе клапанов и теплообменных приборов.
Наладка системы обеспечения микроклимата ручными балансировочными клапанами является длительной и дорогостоящей процедурой. Этот процесс значительно упрощается и удешевляется при применении в системе автоматических балансировочных клапанов (регуляторов перепада давления, регуляторов расхода, стабилизаторов расхода и т. п.) вместо ручных балансировочных клапанов.
Posted in ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ