Регуляторы температуры прямого действия | Danfoss

Решения для домов на одну семью и квартир 

Термостатические регуляторы температуры для домов на одну семью и многоквартирных домов используются для регулирования температуры подачи в проточных или накопительных системах горячего водоснабжения для бытовых нужд и системах отопления. Благодаря быстрому открыванию и закрыванию они защищают теплообменник от образования накипи и обеспечивают длительный срок службы оборудования, установленного в системе.

В проточных системах горячего водоснабжения для бытовых нужд с незначительными колебаниями температуры и перепада давления на входе можно использовать регуляторы RAVI с малым временем срабатывания. При более значительном перепаде давления (более 2 бар) рекомендуется использовать отдельный регулятор перепада давления. Для систем с более динамическим режимом лучше всего подходят регуляторы AVTQ или IHPT, в которых предусмотрены регулирование температуры с коррекцией по расходу и встроенная функция регулирования перепада давления.

Они срабатывают в момент открывания водопроводного крана и обеспечивают постоянный низкий перепад давления на термостатическом регулирующем клапане. Это обеспечивает оптимальное регулирование температуры воды в отсутствие расхода. В системах с большим расходом термостаты AVTB можно использовать как в проточных, так и в накопительных системах горячего водоснабжения и отопления.

В системах отопления и вентиляции компания Danfoss рекомендует использовать регуляторы RAVK с умеренным временем срабатывания, предназначенные для систем вентиляции и отопления.  

В аккумулирующих системах и в системах с резервуарами для горячей воды компания Danfoss рекомендует использовать термостаты AVTB, RAVI/RAVK.

Решения для многоквартирных домов и общественных зданий

Термостатические регуляторы температуры для многоквартирных домов и общественных зданий используются в системах горячего водоснабжения, а также для ограничения температуры в обратном трубопроводе в системах центрального отопления. 

В аккумулирующих системах и в системах с резервуарами для горячей воды

компания Danfoss рекомендует использовать термостаты моделей AVTB, AVT/VG, AFT/VFG2.

В некоторых системах может потребоваться ограничение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе от резервуаров для горячей воды или систем отопления. Для этого в обратном контуре от резервуара или системы отопления может быть установлен ограничитель температуры в обратном трубопроводе типа FJV. 

Как правило, термостатические регуляторы температуры используются в системах с умеренными колебаниями температуры входящего теплоносителя и умеренным перепадом давления. В системах с непостоянным перепадом давления рекомендуется использовать регулятор перепада давления.

Регуляторы температуры прямого действия имеют модульную конструкцию и функции безопасности, соответствующие требованиям стандартов DIN. 

38. Регуляторы температуры непрямого действия

Каково устройство регулятора типа РТНД-М?

Дистанционный регулятор состоит из унифицированного датчика температуры с жидкостной манометрической термосистемой, построенного по схеме силовой компенсации. Датчик преобразует изменение регулируемой температуры в пропорциональное изменение давления управляющего воздуха и исполнительного мембранного механизма. В датчике и мембранном исполнительном механизме применены маслобензиностойкие мембраны работающие в диапазоне температур от – 50 до + 120 С Применение обратной связи в датчике исключает влияние давления регулируемой и рабочей сред, температуры окружающей среды и трения в направляющих на положение регулирующего органа регулятора. Каковы основные характеристики регуляторов типа РТНД-М?

Регуляторы разработаны на несколько размеров условных проходов (80—350 мм), имеют диапазон настройки температуры регулирования в пределах 35—110°С. Настройка на требуемую температуру регулирования и зону пропорциональности производится по шкалам датчика. Зона нечувствительности регулятора не более 1 °С, а гарантийный срок бесперебойной работы 2000 ч. Условная пропускная способность 100— 2500 т/ч. Регулятор состоит из двух блоков: датчика температуры ДТ-6 и трехходового клапана Ктр (рис. 95). Датчик состоит из термосистемы, узла настройки и клапанного преобразователя

6. Эти регуляторы не имеют позиционера, что сократило расход питающего воздуха. Неравномерность регулятора РТНД-М — регулируемая, составляет 6—12 °С, формируется камерой обратной связи, в которой расположена мембрана.

Что представляет собой регулирующий орган?

Регулирующий орган 15 выполнен в виде двух седельного клапана. В состав измерительного устройства датчика ДТ-6 входят: термобаллон (гильза), сильфон

/, траверса 2, в которую ввинчен шток 4. Для возврата сильфона при понижении температуры служит пружина 3. Траверса 2 через рычаг 9 воздействует на толкатель 8 стакана 7. Соотношение плечей АО и 0В рычага 9 можно изменять, перемещая опору О и вращая винт 10. При этом изменяется неравномерность регулирования в пределах 6— 12 °С.

Как работает регулятор?

В качестве рабочей силы используют сжатый воздух давлением рр«0,98 МПа.

В камере а преобразователя 6 устанавливается давление рц, которое определяется положением стакана 7 в зависимости от состояния сильфона / и температуры. Давление рк воспринимается мембраной //, которая, преодолевая натяжение пружины 12, перемещает через шток клапан 15. Поток на холодильник при этом закрывается. Обратное движение клапана обеспечивается пружиной

12. Таким образом, каждому значению давления р к соответствует определенное положение клапана 15.

Как производят настройку регулятора?

Настройку на требуемую температуру производят вращением штока 4, положение которого определяет начало страгивания регулирующего органа 15 из нижнего состояния, когда поток на холодильник закрыт. Значение температуры страгивания указывает стрелка 5. Настройку на какое-либо значение температуры производят винтом 4, результат воздействия контролируют по стрелке 5.

Неравномерность регулирования устанавливают с помощью винта 10. При первоначальной настройке следует установить минимальную неравномерность, для чего опору надо сместить к точке А.

При выходе регулятора из строя применяют механизм ручного управления — рукоятку 13 и резьбовую гайку 14.

Что представляют собой регуляторы фирмы «Плайгер»?

Регуляторы получили широкое распространение на судах для поддержания температуры охлаждающей воды, смазочного масла, топлива и т. д. Это пневматические регуляторы непрямого действия с условным диаметром 15—250 мм. Выпускаются как в клапанно-золотниковом, так и клапанном варианте регулирующего органа с автономным (или встроенным) позиционером.

Как устроен регулирующий орган?

В трехходовом корпусе / расположен (рис. 96, а, б) регулирующий орган (золотник) ‘2, связанный с штоком 3, который жестко соединен с мембраной 5. Под действием пружины 4 золотник находится в положении, когда поток на перепуск закрыт и охлаждаемая жидкость идет только в направлении через холодильник. Как устроен позиционер?

На штоке 3 (см. рис. 96, а) закреплена планка

6, к которой пластинчатой пружиной 12 прижат ролик 7. Планка 6, ролик 7, рычаг 8

и пружина 12 участвуют в осуществлении обратной связи между исполнительным органом и измерителем. Эта связь является жесткой, отрицательной (выключающей) и действующей не непосредственно, а через устройство, называемое позиционером. В него, кроме пластинчатой пружины 12, входят сильфон 10, в который подается командный воздух рком, пластина 11, являющаяся гибкой опорой нижнего донышка сильфона, и усилитель типа «сопло — заслонка», состоящий из сопла 14 и заслонки 13, рычажно связанной с нижним донышком сильфона 10. Положение заслонки 13 зависит от пластинчатой пружины 12, т. е. от положения золотника органа 2, регулирующего проходное сечение. В свою очередь, каждому положению заслонки

13 соответствует определенное давление в междроссельной камере усилителя, которое далее передается в полость над мембраной 5. На рис. 97 показана схема позиционера, в которой обозначения элементов те же, что и на предыдущем рисунке. Отличием модификации, показанной на рис. 97, является то, что регулирующий орган 2 выполнен в виде клапана, а пружина 12 — не пластинчатая, а цилиндрическая.

Каково устройство измерителя?

Командное давление рком определяется измерителем температуры дилатометрического типа. Собственно измеритель и скомпонованный вместе с ним усилитель типа «сопло — заслонка» размещены (см. рис. 96, а) в корпусе 16. Измеритель состоит из трубки 19, материал которой обладает большим коэффициентом линейного расширения, и стержня 20. Трубка 19 и стержень 20 жестко соединены в нижней части, так что при нагревании стержень, который удлиняется меньше трубки, тянет вниз гайку-скобу

17 под действием пружины 18. Вместе с гайкой 17 перемещается вниз регулировочный винт 15, который поворачивает при этом заслонку 23 вокруг опоры 21, преодолевая сопротивление пружины 18. При этом увеличивается зазор между заслонкой 23 и соплом 22. Чем больше зазор, тем больше стравливается воздуха в атмосферу и тем меньше значение командного давления рком.

Каким образом взаимодействуют измеритель, позиционер и регулирующий орган?

Уменьшение командного давления вызовет перемещение нижнего донышка сильфона 10 вверх и приведет к повороту заслонки 13, приближая ее к соплу 14, вследствие чего уменьшится давление в междроссельной камере вторичного усилителя рраб и приведет к перемещению золотника

2 вверх. Иначе говоря, при увеличении температуры регулятор прикрывает проходное сечение клапана на перепуск. Остается вопросом, на какую величину надо переместить золотник 2. Регулятор далее действует следующим образом. Перемещение вверх штока 3 через планку 6, ролик 7, рычаг 8 приведет к изменению скручивания пружины 12.

Перемещение вверх золотника будет происходить до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между новым значением и сопротивлением пружины 12. Этому состоянию будет соответствовать некоторое новое постоянное значение рраб. Если увеличения температуры более не последует, то и это будет означать новый установившийся режим. Он будет характеризоваться новым значением температуры и новым положением золотника 2.

Как производится настройка регулятора?

Регулятор имеет целый набор средств для настройки. Во-первых, при начальной наладке используется дроссельный клапан 24 (см. рис. 96, а). Чем меньше он отрыт, тем меньше «приемистость» регулятора, тем медленнее регулятор реагирует на одно и то же скачкообразное изменение нагрузки. Другими словами, увеличивается инерционность регулятора. По рекомендации фирмы-изготовителя клапан 24 должен быть открыт на 0,2—0,5 оборота.

Для настройки используется и дроссель 9, с помощью которого устанавливается быстродействие мембранного сервомотора.

Изменение неравномерности регулирования достигается изменением длины рычага 8, а следовательно, угла скручивания пружины 12, соответствующего одному и тому же перемещению штока сервомотора.

Настройка системы регулирования на нужную температуру достигается с помощью винта /5. Длиной винта 15, выступающего из гайки 17, определяется та температура, при которой страгивается золотник из положения, в котором поток на холодильник закрыт.

Аварийное управление клапаном осуществляется при помощи ручного привода штока сервомотора.

Глава одиннадцатая

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ МАШИННОГО ОТДЕЛЕНИЯ

устройство и конструкция, принцип действия, сфера применения автоматического терморегулятора для радиаторов

Поддержание оптимальной температуры в помещение – это и есть благотворный микроклимат, к которому сегодня многие стремятся. Отсутствие перепадов от жары, когда хочется открыть окно, к прохладе и желанию укутаться в плед обеспечивает регулятор температуры прямого действия.

Назначение регулятора прямого действия

Это устройство относится к трубопроводной арматуре, основной задачей которой является постоянная автоматическая поддержка заданных параметров температуры воды. Особенность прибора в том, что ему не требуется дополнительный источник питания. Автоматический регулятор температуры использует для работы энергию, которая вырабатывается во время расширения рабочей среды в условиях замкнутого пространства.

Основная сфера применения термостата прямого действия в системах, где требуется обеспечение равномерного нагрева воды и поддержания ее в заданных температурных параметрах. Как правило, это система горячего водоснабжения, где необходимо управление расходом нагретого теплоносителя в зависимости от того, сколько его нужно в условиях постоянного изменения потребности в нем.

Среди основных достоинств устройства:

• доступная цена;
• простая схема прибора;
• высокая надежность;
• легкая настройка параметров;
• не нуждается в дополнительном источнике питания.

Кроме плюсов, автоматические регуляторы температуры в системах отопления имеют ряд минусов:

• Им требуется теплоноситель хорошего качества.
• Все настройки производятся вручную, что неудобно, если в помещении в течение суток происходят существенные изменения температурных параметров.
• Приборы с выносным датчиком ограничены длиной связывающей их трубки.
• Ограниченный диапазон параметров.
• Не всегда обеспечивается точность настройки.

Как правило, в советские времена именно такие устройства, только большего размера, предохраняли потребителей от того, чтобы в их краны с горячей водой не попадал опасный для жизни кипяток. Сегодня автоматический терморегулятор для радиатора берет на себя контроль над безопасностью теплоснабжения и поддержания микроклимата в помещении.

Устройство прибора

Регулятор прямого действия имеет достаточно простую конструкцию, состоящую из трех элементов:

• Температурный датчик представляет собой колбу, внутри которой находится жидкостная или газообразная рабочая среда. Под воздействием разницы температур содержимое датчика способно расширяться или сужаться. В продаже можно встретить устройства с накладным, погружным или встроенным датчиком. В первом случае он крепится прямо на трубу отопительного контура и не требует особых усилий при монтаже. У погружных датчиков более сложная установка, так как они встраиваются вовнутрь трубы, для чего требуются сварочные работы. Встроенный датчик соединен с корпусом устройства и не нуждается в отдельном монтаже.
• Термостатический элемент – это сильфон, в котором содержится та же рабочая среда, что и в температурном датчике.
• В обязанности клапана терморегулятора входит открывать и закрывать путь теплоносителю по мере нагрева воздуха в помещении.

Как правило, эти проборы настолько же просты в исполнении, как и в монтаже. Выбор модели напрямую зависит от отопительной системы и места расположения радиаторов.

Как работает автоматический регулятор температуры

В основе работы данного типа устройств лежит физический закон расширения жидкостей и газов под воздействием высоких температур, и их сжатия при охлаждении.

Рабочая среда, которая находится в колбе температурного датчика и в сильфоне, очень чувствительна к изменениям нагрева либо воздуха, либо теплоносителя в отопительной системе. В качестве наполнителя используется парафин, газ, жидкость или природная газожидкостная смесь.

Когда нагрев воды или воздуха повышается, среда внутри температурного датчика расширяется, идет по импульсной трубке к сильфону, содержимое которого так же увеличивается в объеме. Этот процесс изменяет давление, которое вынуждает сильфон растягиваться и давить на шток, который, в свою очередь, меняет положение клапана и закрывает доступ теплоносителя в радиатор.

Когда батарея остывает, а заодно вместе с ней и воздух в комнате, происходит обратная работа. В этом весь рабочий процесс регулятора прямого действия.

Установка и настройка устройства

Обычно, регулятор температуры горячей воды прямого действия легко монтируется, если только он не с погружным датчиком. Достаточно следовать инструкции, которая к нему прилагается:

• Монтировать устройство нужно исключительно на горизонтальной трубе так, чтобы термопривод «смотрел» вниз.
• Необходимо оставить 5 см до и 10 см после регулятора прямого участка трубы. Это позволит сохранить пропускную способность устройства.
• Нельзя монтировать регулятор температуры возле изгибов трубы.
• Для сохранности устройства перед ним рекомендуется поставить сетчатый фильтр, который будет очищать теплоноситель от взвесей.

После того, как прибор установлен и проверен на герметичность с отопительной системой, можно приступать к его настройке.

На температурном датчике есть шкала и настроечная ручка, поэтому достаточно провернуть ее до нужного показателя температуры, чтобы прибор начал свою работу. Проверить правильность установки и реакцию на изменения температуры воды можно, подавая ее то горячей, то охлажденной.

Устанавливая автоматический регулятор температуры, следует помнить, что выставленные на шкале датчика параметры могут не соответствовать реальному нагреву теплоносителя. Поэтому рекомендуется проверять нагрев батарей специальным инфракрасным термометром и в случае большого отклонения, корректировать прибор.

Заключение

Когда требуется недорогое, но надежное устройство, которое будет «следить» за качеством обогрева помещения и работы радиаторов, регулятор температуры прямого действия подойдет как нельзя лучше. Его можно монтировать самостоятельно, он не требует ухода за собой, прост в настройках и способен сохранять необходимый микроклимат в помещении.

Рекомендуем:

• Термостаты для котлов отопления: механические, беспроводные, программируемые и электронные комнатные терморегуляторы, их конструкция и принцип действия
• Стальной панельный радиатор Kermi: модельный ряд, технические характеристики, особенности установки и ухода, а также схема нижнего подключения Керми fko и информация о торговой марке
• Терморегулятор для теплого пола: как работает, виды регуляторов температуры, правильный выбор терморегулятора для теплых полов
• Терморегуляторы с датчиком температуры воздуха, пола, воды и батарей отопления: конструкция, принцип работы, разновидности регуляторов, выносные датчики

Регулятор температуры прямого действия. Устройство, монтаж, нормы

   Регулятор температуры прямого действия — это трубопроводная арматура, предназначенная для автоматического поддержания заданного значения температуры воды. Регулятор автоматически поддерживает температуру воды, изменяя проходное сечение клапана управляемого термостатическим элементом, и не требует дополнительного источника энергии.
   Принцип работы регулятора температуры прямого действия, основан на использовании энергии фазового перехода и теплового расширения рабочей жидкости в замкнутом пространстве температурного датчика для изменения проходного сечения клапана. По реакции на увеличение температуры воды, регуляторы делятся на те которые с ростом температуры открываются и те, которые закрываются.
   Регулятор может управлять теплоотдачей скоростного теплообменного аппарата, обеспечить нагрев до заданной температуры бака водонагревателя или управлять расходом воды в циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения.
Наиболее широкое распространение, регуляторы температуры получили в системах горячего водоснабжения (ГВС) для управления расходом греющего теплоносителя в зависимости от изменяющейся потребности в горячей воде.

Достоинства:
 — Невысокая цена
 — Простая конструкция
 — Высокая надёжность
 — Простая настройка
 — Не требует внешних источников энергии

Недостатки:
 — Высокие требования к качеству теплоносителя.
 — Температура настройки изменяется только в ручном режиме.
 — Вынос датчика температуры ограничен длиной импульсной трубки.
 — Диапазон настройки ограничен характеристиками термостатического элемента.
 — Точность поддержания температуры снижается при отклонении температуры настройки от средины к граничным значениям диапазона регулирования.

Устройство и конструкция регулятора температуры прямого действия

   Устройство регулятора температуры прямого действия включает в себя три составляющих: датчик температуры с импульсной трубкой, термоэлемент и регулирующий клапан разъёмно или неразъёмно связанные друг с другом.

Датчик температуры:
   Конструкция датчика температуры — металлическая колба, заполненная рабочей средой способной существенно изменять свой объём при нагреве и соединённая импульсной трубкой с термостатическим приводом. Регуляторы могут быть укомплектованы накладным, погружным или интегрированным датчиком температуры.
   Накладной датчик температуры крепится на поверхность трубы, прост в монтаже, не вносит дополнительного гидравлического сопротивления и не требует устройства специальных расширителей. Но накладные температурные датчики отличаются высокой инерционностью, и существенной погрешностью, которую в принципе можно скорректировать дополнительной настройкой по месту.
   Погружные датчики температуры врезаются в трубопровод через защитную гильзу или без неё. Они отличаются значительно меньшей инерционностью, но требуют проведения сварочных работ для врезки в трубопровод, вносят дополнительное гидравлическое сопротивление и при монтаже на трубопроводах меньше DN65 требуют устройства расширителей.
   Интегрированные температурные датчики встроены в корпус регулятора температуры. Подобные регуляторы применяются в схемах, где по технологическому процессу необходимо поддерживать температуру воды в трубопроводе, на котором установлен клапан регулятора, а температура теплоносителя зависит от его расхода.

Термостатический элемент:
   Конструкция термостатического элемента — сильфон соединённый импульсной трубкой с датчиком температуры и заполненный той же рабочей средой, что и датчик температуры. Жёсткость конструкции сильфона позволяет ему разжиматься с повышением температуры и давления рабочей среды и перемещать шток регулирующего клапана.

Регулирующий клапан:
   Конструкция клапана регулятора температуры прямого действия, ничем не отличается от клапанов, применяемых с приводами другого типа. Как правило, это линейный односедельный разгруженный по давлению клапан, с чугунным, стальным, бронзовым или латунным корпусом, присоединяемый к трубопроводу на фланцах, резьбе или с концами под приварку.

Принцип работы регулятора температуры прямого действия

   Принцип работы регулятора температуры прямого действия основан на использовании энергии теплового расширения жидкости в замкнутом контуре. Замкнутый контур образован полостью датчика температуры соединённого импульсной трубкой с сильфоном термопривода. В зависимости от диапазона регулирования, рабочей средой заполняющей сильфон и датчик может быть жидкость, газ, парафин или газоконденсатная смесь. Датчик регулятора монтируется в месте поддержания температуры. При нагреве объём рабочей среды увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Изменение объёма в замкнутой полости (датчик — импульсная трубка — сильфон термопривода) приводит к изменению давления. С ростом давления сильфон термопривода вытягивается, давит на шток клапана, изменяя положение затвора и автоматически уменьшая расход через регулятор температуры. При снижении температуры воды относительно заданного значения — давление в сильфоне понижается, сжимая его и поднимая шток регулятора. По реакции на увеличение температуры воды, регуляторы делятся на те которые с ростом температуры открываются и те, которые закрываются, при этом следует учесть, что каждый привод регулирует температуру в определённом диапазоне.

Подбор регулятора температуры

   Регулятор температуры прямого действия это самостоятельный элемент системы теплоснабжения, который не требует комплектации дополнительными компонентами и работает без внешних источников энергии. Основная задача регулятора температуры – это управление процессом подогрева или охлаждения рабочей среды, путём перекрытия потока тепло или холодоносителя. Регулирующую способность определяет авторитет клапана в управляемой системе, поэтому настоятельно рекомендуется выбирать клапан с учётом искривления его расходной характеристики связанным с отклонением авторитета регулятора температуры от 1. В противном случае процесс регулирования может проходить в двухпозиционном режиме. Точность поддержания регулятором температуры, зависит от гистерезиса и зоны пропорциональности термопривода, а скорость реакции на отклонение температуры — от постоянной времени. В системах с быстро меняющимися параметрами, лучше отдать предпочтение «быстрым» регуляторам с постоянной времени до 60 секунд, а в системах с накопительными баками водонагревателями и теплоаккумуляторами достаточно будет и более «медленных» регуляторов. Рекомендуется выбирать термопривод регулятора температуры таким образом, чтобы поддерживаемая температура находилась в средней трети регулируемого диапазона.

Методика расчёта

   Методика расчёта и подбора регулятора температуры заключается в определении:
 — требуемой пропускной способности регулятора;
 — оптимального диапазона поддерживаемых температур;
 — скорости закрытия, точности поддержания.

   Расчёт пропускной способности регулятора температуры Kv, выполняется на основании данных о расходе теплоносителя через него и допустимых потерь напора. Следует отметить, что чем большую долю потерь на регулируемом участке от располагаемого напора привносит регулятор температуры, тем выше его авторитет и тем, более плавным будет регулирование.
Выше приведенный алгоритм подбора регуляторов температуры, при расчёте искривления регулировочной характеристики клапана, связанного с отличием авторитета от 1, по умолчанию принимает начальную рабочую характеристику — линейной.
Расчёт возможности возникновения кавитации

   Кавитация – образование пузырьков пара в потоке воды проявляющееся при снижении давления в нём ниже давления насыщения водяного пара. Уравнением Бернулли описан эффект увеличения скорости потока и снижения давления в нём, возникающий при сужении проходного сечения. Проходное сечение между затвором и седлом регулятора температуры является тем самым сужением, давление в котором может опуститься до давления насыщения, и местом наиболее вероятного образования кавитации. Пузырьки пара нестабильны, они резко появляются и также резко схлопываются, это приводит к выеданию частиц метала из затвора клапана, что неизбежно станет причиной его преждевременного износа. Кроме износа кавитация приводит к повышению шума при работе клапана.

   Основные факторы, влияющие на возникновение кавитации:
 — Температура воды – чем она выше, тем большие вероятность возникновения кавитации.
 — Давление воды – перед регулирующим клапаном, чем оно выше, тем меньше вероятность возникновения кавитации.
 — Допустимые потери давления – чем они выше, тем выше вероятность возникновения кавитации. Здесь следует отметить, что в положении затвора близком к закрытию дросселируемое давление на регуляторе температуры стремиться к располагаемому давлению на регулируемом участке.
 — Кавитационная характеристика регулятора температуры – определяется особенностями дросселирующего элемента клапана. Коэффициент кавитации различен для различных типов регуляторов и должен указываться в их технических характеристиках, но так, как большинство производителей не указывают данную величину, в алгоритм расчёта заложен диапазон наиболее вероятных коэффициентов кавитации.

   Расчёт регулятора температуры на возникновение шума:
   Высокая скорость потока во входном патрубке регулятора температуры может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений, в которых устанавливаются регуляторы температуры допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A) который соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе регулятора температуры рекомендуется не превышать выше указанной скорости.

Настройка регулятора температуры прямого действия

   Настройка регулятора температуры прямого действия выполняется после монтажа вращением настроечного лимба на отметку соответствующую требуемой температуре с последующей подстройкой по контрольному термометру. Проверяют работу регулятора изменяя температуру воды в месте подключения датчика, при этом отмечают точность поддержания температуры, значение гистерезиса, постоянной времени и зоны пропорциональности, сравнивая их с паспортными данными. Чтобы изменить температуру воды в системе горячего водоснабжения достаточно открыть один водоразборный кран и дождаться пока температура в месте установки датчика не понизится, а регулятор не отреагирует на её изменение. При наличии на трубопроводе греющего теплоносителя приборов учёта, рекомендуется замерить потери напора на полностью открытом регуляторе температуры и сравнить их с расчётными значениями.

Схемы установки регуляторов температуры прямого действия

   Схемы установки регуляторов температуры прямого действия обусловлены условиями технологического процесса, по которым необходимо поддерживать постоянную температуру воды. В системах горячего водоснабжения автоматические регуляторы температуры применяются в узлах обвязки скоростных теплообменных аппаратов. Клапан регулятора устанавливается на входе греющего теплоносителя, а датчик температуры на выходе нагреваемой воды.

   В системе ГВС с накопительным водонагревателем регулятор температуры прямого действия устанавливается на входе или выходе греющего теплоносителя, а датчик температуры в средней части бака. Подключённый по такой схеме регулятор температуры управляет загрузкой бака, исключая его перегрев.

 

 

   На циркуляционных трубопроводах систем горячего водоснабжения в один трубопровод устанавливаются клапан и датчики регулятора температуры. Схема позволяет понизить расход воды через циркуляционный трубопровод и исключить его перегрев. Рекомендуется температуру в циркуляционном трубопроводе ГВС поддерживать на 5-10°C ниже температуры горячей воды поступающей в систему.

 

   В системах отопления регуляторы температуры прямого действия применяются только при количественном регулировании теплоотдачи отопительных приборов. Но так как, в большинстве случаев проектируются системы с качественным или качественно-количественным регулированием, регуляторы температуры прямого действия в них не устанавливаются.

 

 

 

Технические характеристики регуляторов температуры прямого действия

Постоянная времени регулятора температуры отражает в секундах динамическую характеристику и зависит от конструкции термоэлемента и способа монтажа датчика. Скорость перемещения затвора выше у автоматических регуляторов с низкими значениями постоянной времени.

Зона пропорциональности регулятора равна отклонению температуры от значения настройки, при котором клапан регулятора полностью откроется или полностью закроется. Значение зоны пропорциональности различно для разных настроек в пределах регулируемого диапазона и определяется по номограммам, приведенным в техническом описании температурного регулятора.

Гистерезис регулятора равен отклонению температуры воды от значения настройки, при котором затвор клапана начнёт движение для приведения её к заданному значению.

DN регулятора температуры — 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 температуры. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».

PN регулятора температуры — 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 регулятора температуры. Ряд номинальных давлений PN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».

Kvs регулятора температуры — коэффициент пропускной способности соответствует расходу воды, в м³/ч с температурой в 20°C, при котором потери напора на клапане регулятора составят 1 бар. Значение коэффициента пропускной автоматического регулятора температуры используется в гидравлических расчётах для определения потерь напора.

Установка и монтаж регулятора температуры прямого действия

   Установку регулятора температуры прямого действия следует выполнять в соответствии с инструкцией по монтажу, кроме того необходимо учесть:
 — Монтажное положение следует выбирать на горизонтальном трубопроводе термоприводом вниз, если другое не оговорено инструкцией по монтажу.
 — Перед регулятором температуры рекомендуется выдержать прямой участок трубопровода не менее 5DN, а после него не менее 10DN. В противном случае показатели пропускной способности могут отличаться от паспортных.
 — Монтаж регулятора температуры должен исключать действие на него изгибающих, крутящих, сжимающих и растягивающих усилий от присоединённых трубопроводов.
 — Перед и после регулятора должны быть установлены манометры, а в месте установки датчика температуры контрольный термометр. Следует помнить, что врезка термометра в трубопровод DN50 и менее без устройства расширителя не допускается.
 — Перед регулятором по ходу движения воды должен быть установлен сетчатый фильтр.

Последовательность паковки резьбового соединения

1. Взять прядь льняного волокна с таким количеством нитей, чтобы в скрученном состоянии её диаметр были примерно равен глубине резьбы на монтируемом элементе. Длина пряди должна обеспечивать количество подмотки в 1,5-2раза превосходящее число витков резьбы.
2. Отступив примерно 50-70 мм от начала пряди, следует слегка скрутить её, уложить в первый виток резьбы и удерживая её рукой, плотно намотать длинную ветвь пряди по часовой стрелке, укладывая её в каждый виток резьбы.
3. Дойдя до конца резьбы, продолжить намотку вторым слоем, перемещая витки к началу резьбы. Длина второго слоя намотки должна быть примерно равна 2/3 длины резьбы.
4. Оставшийся конец пряди (50-70мм) намотать аналогично по часовой стрелке, укладывая от конца резьбы к её началу.
5. Нанести слой герметика поверх подмотки.
6. Навернуть рукой сопрягаемые элементы. При правильной подмотке, монтируемый элемент должен завернуться на 1,5-2 оборота.
7. Гаечным ключом или динамометрическим продолжить наворачивание элемента. В случае, когда монтируемому элементу необходимо придать определённое положение, закончить наворачивание в необходимом для этого элемента положении.

Требования норм, касающиеся регуляторов температуры

   Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации регуляторов температуры. 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 температуры применяемым в промышленности и технологических установоках.

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 12.11 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Использовать запорную арматуру как регулирующую не допускается.

Пункт 12.20 — Глава 12 Конструкции трубопроводов

Устройство обводных трубопроводов вокруг грязевиков и регулирующих клапанов не допускается.

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 16.7.4 — Раздел 16.7 Схемы присоединения потребителей к тепловой сети — Глава 16 Тепловые пункты

Использование муфтовых соединений трубопроводов подающей линии допускается при согласовании с теплоснабжающей организацией.

Пункт 16.15 — Глава 16 Тепловые пункты

В тепловых пунктах не допускается устройство пусковых перемычек между подающим и обратным трубопроводами тепловой сети. Не допускается устройство обводных трубопроводов для насосов (кроме подпиточных), элеваторов, регулирующих клапанов, грязевиков и приборов учёта тепловых потоков и расхода воды.

Регуляторы перелива и конденсатоотводчики следует оборудовать обводными трубопроводами.

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 2.04.01 Внутренний водопровод и канализация зданий

Пункт 8.6 — Глава 8 Расчёт водопроводной сети горячей воды

При невозможности увязки давлений в сети трубопроводов систем горячего водоснабжения путем соответствующего подбора диаметров труб следует предусматривать установку регуляторов температуры или диафрагм на циркуляционном трубопроводе системы.
Диаметр диафрагмы не следует принимать менее 10 мм. Если по расчету диаметр диафрагм необходимо принимать менее 10 мм, то допускается вместо диафрагмы предусматривать установку кранов для регулирования давления.

СНиП II-35 Котельные установки

Пункт 15.27 — Глава 15 Автоматизация

В котельной следует предусматривать автоматическое поддержание заданной температуры воды, поступающей в тепловые сети централизованного теплоснабжения.
Для котельных с водогрейными котлами, оборудованными топками, не предназначенными для автоматического регулирования процесса горения, автоматическое регулирование температуры воды допускается не предусматривать.

ГОСТ 11881-76 Регуляторы работающие без использования постороннего источника энергии. Общие технические условия
ГОСТ 12.2.063-81 Общие требования безопасности. Арматура промышленная трубопроводная
ГОСТ 12893-83 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия
ГОСТ 23866-87 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Основные параметры
ГОСТ 24856-81 (ISO 6552-80) Арматура трубопроводная промышленная. Термины и определения
ГОСТ 4666-75 Маркировка и отличительная окраска. Арматура трубопроводная

 

 

 

Благодарность за предоставленные материалы:
http://www.ktto.com.ua

1. Регуляторы температуры прямого действия Регуляторы температуры прямого действия типов рпд и рпдп

Регуляторы температуры прямого действия РПД и РПДП предназ­начены для автоматического поддержания температуры среды на за­данном уровне.

На фиг. VI.! показан общий вид регулятора РПД. Основные его эле­менты: замкнутая термосистема, состоящая из термобаллона /, соеди­нительного капилляра 2 и сильфонной головки 3, заполненных . жидкостью с низкой температурой кипения, и регулирующий клапан 5. Усилие, развиваемое сильфоном, уравновешено пружиной 4. Двухсе-дельный регулирующий клапан может выполняться «прямым», закры­вающимся при повышении температуры рабочей среды, и «обратным», закрывающимся при понижении температуры среды. Профиль вырезов в клапане обеспечивает параболическую зависимость расхода от хода золотника.

Регулятор РПДП состоит из тех же элементов, что и РПД, но отли­чается от него по конструкции. Собственно клапан РПДП снабжен реб­рами для охлаждения и размещен над измерительной системой прибора. Этот регулятор также имеет два исполнения: «прямое» и «обратное».

Клапаны регуляторов РПД изготовляются на условное давление 10 кгс/см² и условный проход 1; 1,5 и 2″, а регуляторов РПДП — на условное давление 16 кгс/см² и условный проход 25, 40 и 50 мм.

Регуляторы РПД изготовляются на следующие пределы регулирова­ния (в °С): 30ч-40; 40н-50; 50^-60; 60^-70; 70-^-80; 80ч-90; 90^-100 и 100-^-110, а по специальному заказу—на любой интервал в 10° С в пределах от 20 до 160° С.

Регуляторы РПДП выполняются на все перечисленные выше пре­делы, а также на 110-^120; ,120^-130; 130-И40; 140н-150; 150-И60″ С.

Неравномерность регуляторов, т. е. изменение температуры, необхо­димое для перемещения золотника из одного крайнего положения в дру­гое, не более 10° С.

Термобаллоны регуляторов .рассчитаны на температуру, превышаю­щую на 10° С верхний предел регулирования. Температура среды, окру­жающей регулятор, должна

быть «иже минимального предела регулирования не менее чем на 10 «С. Для выполнения указанного тре­бования необходимо при прохождении через клапан регулятора среды с боль­шей температурой предусмо­треть искусственное охлаж­дение сильфонной головки регулятора.*¹‘ Длина капил­ляра 3 м.

Изготовитель: завод «Теп локонтроль», г. Казань и Са­фоновский завод «Тепло-контроль» (только регулятор РПД).

Жидкостный регулятор температуры прямого действия • типа РПДЖ

Жидкостный регулятор температуры прямого дейст­вия РПДЖ предназначается для поддержания заданной температуры объекта путем изменения количества пода­ваемого греющего пара. При­бор применяется для автома­тического регулирования температуры в аппаратах хи­мического производства. . как и v РПП

мического производства.

Принцип действия регулятора такой же, как и у РПД.

Для защиты термосистемы от разрушения при повышении контроли­руемой температуры выше верхнего предела регулирования в сильфон­ной камере имеется специальный подпружиненный компенсационный сильфон. Этот сильфон снабжен специальным винтом, позволяющим в некоторых пределах менять объем термосистемы, т. е. изменять пре­делы регулирования.

Регуляторы выпускаются на три значения условного прохода регу­лирующего клапана: 15, 25 и 40 мм и соответственно обозначаются РПДЖ-15, РПДЖ-25 и РПДЖ-40. Пределы регулируемых температур (в°С):

РПДЖ-15 — 50н-58; 60-68; 70-:-78; 80-^88; 90-4-98; 100-?-108 и 1 Юн-118;

РПДЖ-25 и РПДЖ-40 — 50-^6.0; $0-^70; 70н-80; 80-^90; 90—100; 100-М 10 и 110-М20.

Неравномерность РПДЖ-15 —8° С, РПДЖ-25 и РПДЖ-40 —10° С. Допустимое рабочее давление в полости корпуса регулятора 4 кгс/см².

Рабочий ход золотника: РПДЖ-15 — 8±1, РПДЖ-25 и РПДЖ-40— 9±1 мм. Время перемещения золотника на величину рабочего хода при резком изменений температуры не более 4 мин. Температура окружаю­щей среды должна быть меньше нижнего предела измерения не менее чем на 10° С. Длина капилляра 2,5 м.

Внешний вид регулятора РПДЖ показан на фиг. У1.2. Габаритные размеры модификаций РПДЖ приведены в табл. VI.! Изготовитель: завод «Теплоконтроль», г. Казань.

Регуляторы давления и температуры прямого действия

Регуляторы перепада давления автоматически создают динамическую гидравлическую увязку в централизованной теплосети

Поток воды в сети водоснабжения идет по пути наименьшего сопротивления. При отсутствии гидравлической увязки потребители, расположенные ближе всего к месту подвода подающей сети, будут получать более качественные услуги, чем остальные.

Регуляторы перепада давления могут использоваться для уменьшения имеющегося перепада давления в определенной части сети (зона регулирования) и устанавливаются перед каждым потребительским пунктом здания или на каждом регулирующем клапане. Ограничение перепада давления до требуемого значения в автоматическом режиме динамически уравновешивает сеть, поэтому все потребители получают теплоноситель с заданными характеристиками расхода.

Равновесие в системе сохраняется даже после подключения к ней новых потребителей.

Баланс не нарушится ни при изменении местоположения источника энергии, ни при значительных колебаниях в расходе энергии. Это не только способствует повышению энергоэффективности, но и повышает уровень комфорта для конечных потребителей.

Использование регуляторов перепада давления исключает колебания давления и оптимизирует условия эксплуатации

В системах с переменным расходом наблюдаются значительные колебания дифференциального давления. Так как регулирующие клапаны рассчитаны на наименьшую величину перепада давления, они вынуждены работать при очень незначительном открытии клапана и при многократно большей величине дифференциального давления.

Для такого высокого давления приходится изготавливать клапаны слишком большого размера, при этом снижается точность и стабильность регулирования температуры. Это приводит к нежелательному износу оборудования, повышению температуры теплоносителя в обратном трубопроводе, а также негативно влияет на другие клапаны в системе.

Таким образом, регулирование дифференциального давления является ключевым моментом, позволяющим устранить колебания давления и обеспечить стабильно низкий перепад давления для нормальной работы регулирующих клапанов и тепловых пунктов. Обеспечение оптимальных условий эксплуатации регулирующих клапанов повышает качество и точность регулирования температуры даже при низком расходе. Подключенная система при этом защищена от скачков и колебаний давления, кавитации и шума.

Выбор, классификация и расчет регулятора температуры, страница 4

По принципу работы выделяют регуляторы прямого и непрямого действия. Регуляторы прямого действия осуществляют управление исполнительным органом посредством энергии регулируемой величины, не используя промежуточных источников, в них функции измерительного, усилительного и исполнительного элементов объединены в одном органе. К их достоинствам относится простота конструкции, легкость настройки и низкое энергопотребление, к недостаткам – внесение значительных искажений в значение регулируемой (измеряемой) величины, необходимость высокого значения мощности на входе регулятора либо низкого на выходе, низкий коэффициент усиления. В регуляторах непрямого действия чувствительный элемент воздействует на регулирующий орган через один или несколько усилителей мощности и для перемещения регулирующего органа используется энергия постороннего источника питания, управляемая регулятором. Достоинства регуляторов непрямого действия: возможность регулирования мощной нагрузки при малой мощности входного параметра, малые искажения в регулируемую величину, возможность создания астатических регуляторов с более сложными законами регулирования, обеспечение преобразования вида энергии, недостатки: сложность конструкции, необходимость дополнительных источников питания, низкий КПД за счет потерь в каждой промежуточной ступени. В рассматриваемой системе наиболее эффективным представляется применение регуляторов прямого действия в связи с простотой конструкции, низким энергопотреблением и отсутствием необходимости дополнительного усиления управляющего сигнала по мощности или преобразования вида энергии.

По виду статической характеристики (в рабочем диапазоне) выделяют следующие типы регуляторов: линейные, позиционные (релейные) и нелинейные. В линейных регуляторах зависимость выходной величины от входной прямо пропорциональна и описывается линейным уравнением вида , их достоинством является простота расчета. В позиционных регуляторах выходная величина изменяется скачкообразно, когда управляющий сигнал (регулируемая величина) проходит через некоторые фиксированные значения, называемые пороговыми, в диапазоне между двумя соседними пороговыми значениями значение выходной величины постоянно и не зависит от значения входного параметра: , их недостатком является высокая ошибка регулирования и скачкообразное изменение управляющего воздействия, что является нежелательным. В нелинейных регуляторах зависимость выходной величины от входной описывается нелинейной функцией, вид и коэффициенты которой определяются конструкцией и принципом действия регулятора: . По виду нелинейной функции различают следующие виды регуляторов: квадратичные , коренные , степенные , экспоненциальные , логарифмические , показательные , обратно-пропорциональные , полиномиальные , сигмоидные , с ограничением , с зоной нечувствительности , с гистерезисом , люфтом  и др., а также их комбинации. К недостаткам нелинейных регуляторов относятся сложность расчета, зависимость режима работы от амплитуды на входе, появление высших гармоник на выходе при синусоидальном входном воздействии.

Принимая во внимание выделенные признаки, окончательно выберем пропорциональный пневматический регулятор температуры прямого действия с параболической зависимостью расхода от хода золотника и линейной зависимостью хода золотника от давления в термобаллоне и температуры. Его отличают простота конструкции и обслуживания, высокая надежность, отсутствие промежуточных преобразователей энергии, использование доступного и дешевого энергоносителя – воздуха.

Рисунок 4.5 Регулятор температуры прямого действия РПД.

4.2 Расчет регулятора температуры

Для расчета подобранного регулятора необходимо подробное знакомство с его конструкцией, принципом действия, рабочими характеристиками, областью применения и стандартизованными методиками его расчета и настройки, разработанными предприятием-изготовителем или специализированным НИИ, и утвержденными государственной комиссией по стандартизации и унификации.

Регуляторы температуры прямого действия РПД [4.4, 4.5, 4.9] предназначены для автоматического поддержания температуры среды на заданном уровне.

Рассмотрим конструкцию регулятора температуры прямого действия РПД, приведенную на рисунке 4.5 [4.4]. На нем показан общий вид регулятора РПД. Основные его элементы: замкнутая термосистема, состоящая из термобаллона 1, соединительного капилляра 2 и сильфонной головки 3, заполненных жидкостью с низкой температурой кипения, и регулирующий клапан 5. Усилие, развиваемое сильфоном, уравновешено пружиной 4. Двухседельный регулирующий клапан может выполняться «прямым», закрывающимся при повышении температуры рабочей среды, и «обратным», закрывающимся при понижении температуры среды. Профиль вырезов в клапане обеспечивает параболическую зависимость расхода от хода золотника.

Клапаны регуляторов РПД изготовляются на условное давление 10 кгс/см² и условный проход 1; 1,5 и 2″.

Регуляторы РПД изготовляются на следующие пределы регулирования (в °С): 30-40; 40-50; 50-60; 60-70; 70-80; 80-90; 90-100 и 100-110, а по специальному заказу — на любой интервал в 10° С в пределах от 20 до 160° С.

Неравномерность регуляторов, т. е. изменение температуры, необходимое для перемещения золотника из одного крайнего положения в другое, не более 10° С.

Термобаллоны регуляторов рассчитаны на температуру, превышающую на 10° С верхний предел регулирования. Температура среды, окружающей регулятор, должна быть ниже минимального предела регулирования не менее чем на 10° С. Для выполнения указанного требования необходимо при прохождении через клапан регулятора среды с большей температурой предусмотреть искусственное охлаждение сильфонной головки регулятора. Длина капилляра 3 м.

Изготовитель: завод «Теплоконтроль», г. Казань и Сафоновский завод   «Теплоконтроль».

Произведем расчет выбранного регулятора, для чего воспользуемся стандартной методикой расчета датчиков температуры [4.10, 4.11].

Для расчета выберем встроенный датчик регулятора, представляющий собой термобаллон.