Схемы установки регуляторов давления До себя
Регуляторы давления ‘до себя’ широко применяются в системах отопления, водоснабжения, тепловых пунктах, котельных и насосных станциях. В этих схемах регуляторы давления выполняют функцию перепускного клапана или регулятора подпора. Ниже приведены наиболее популярные схемы применения регуляторов давления до себя.
В системах отопления подключённых к тепловым сетям по зависимой схеме с давлением в обратном трубопроводе меньше статического давления системы отопления. Регуляторы давления ‘до себя’ применяются для предотвращения опустошения и завоздушивания систем отопления.
На байпасной линии насоса в системах с сильно изменяющимся расходом воды. При снижении расхода в системе, а соответственно и через насос, напор создаваемый насосом повышается, а значит увеличивается давление в напорном патрубке насоса. Регулятор ‘до себя’ реагирует на увеличение давления и открываясь перепускает воду из напорного патрубка во всасывающий, поддерживая постоянный расход через насос. Использование регуляторов давления до себя в обвязке насосов предотвращает шумо- образование на регулирующих клапанах и поддерживает режим работы насоса с постоянным расходом.
В перемычке между подающим и обратным трубопроводом в обвязке неконденсационного котла. Регуляторы давления ‘до себя’ применяются для оптимизации режима работы котлов в системах отопления с радиаторными термостатическими клапанами и регуляторами теплового потока. В таких системах, регуляторы теплового потока закрываясь снижают расход теплоносителя циркулирующего в системе, вследствие чего увеличивается напор создаваемый насосом, а соответственно и давление в подающем трубопроводе котельной. Регулятор давления до себя реагирует на увеличение давления и открываясь перепускает горячий теплоноситель из подающего трубопровода в обратный, что обеспечивает стабильный расход теплоносителя через котёл независимо от колебаний расхода в системе. Кроме того, подобная работа регулятора давления ‘до себя’ способствует поступлению в котёл более горячего теплоносителя, что снижает вероятность конденсации отходящих газов на теплообменной поверхности котла.
В каких случаях нужен редуктор давления воды
Редуктор давления воды — специальный прибор, который стабилизирует напор жидкости в водопроводной сети. Чаще всего он устанавливается в многоквартирных домах, где получить необходимое водяное давление практически невозможно в связи с большим количеством пользователей. В таком варианте водяной напор постоянно изменяется, что может привести к неприятным последствиям, в том числе и ожогам от кипятка, льющегося из крана. Такое устройство также устанавливают и в частных домовладениях, когда подведение воды осуществляется с использованием скважин.
В каких случаях нужно ставить?
Установить редуктор целесообразно в следующих случаях:
- Очень маленький напор воды в системе водоснабжения.
В этом случае низкое водяное давление может привести к отказу некоторых бытовых приборов, например, машинки-автомата. Да и ванна будет набираться в течение длительного времени, что приведет к дискомфорту, тем более, если человек спешит на работу. Решить такую неприятную ситуацию поможет редуктор с помпой, которая значительно увеличивает скорость потока воды.
- Постоянно меняющееся давление воды
Ситуация случается довольно-таки часто. При открытии вентиля напор воды -одной интенсивности, а через несколько секунд он ослабевает. В этом варианте отрегулировать нужную температуру воды практически невозможно.
- Мощный напор воды
Такая проблема обычно возникает в квартирах, расположенных на 1-м этаже в многоквартирных домах. Высокое давление воды необходимо, чтобы она доходила до верхних этажей. Но у жителей, проживающих внизу, могут возникнуть аварийные ситуации, например, лопнуть соединительные детали водопровода и возникнуть протечка.
Кроме регулирования напора воды редуктор давления также защищает от поломок бытовые приборы, подключенные к водопроводной сети: бойлеры, водонагреватели, посудомоечные машины, душевые кабины и т.п.
Типы редукторов
В настоящий момент выпускается 3 разновидности приборов:
1. Механические
Приобретаются чаще всего, так как имеют доступную цену, компактны, просты в эксплуатации. Имеют достаточно простой способ регулировки.
2. Автоматические
Усовершенствованный вариант механических редукторов давления воды со встроенным выключателем. Устанавливаются в системах водоснабжения, оснащенных помпой. При определенной отметке давления в водопроводе такой прибор в автоматическом режиме включает помпу, которая повышает напор воды до необходимого уровня.
3. Электронные
Используются недавно. Являются автоматическим прибором, в который встроен дополнительный водонагнетатель. Управление осуществляется с помощью заложенной программы. Такой редуктор работает от электрической сети.
Виды редукторов
Поршневой
Обладает несложной конструкцией, а следовательно, находятся в самой доступной ценовой категории. Недостаток – может довольно легко сломаться, если на его входе не установить дополнительный фильтр. В настоящий момент уже выпускаются приборы со встроенным устройством фильтрации.
Мембранный
Обладает большой пропускной способностью, надежен и прост в эксплуатации. Обеспечивает достаточно высокую скорость потока воды до 3-х кубических метров за час. Таким изделиям не страшна вода с незначительными загрязнениями, так как они имеют надежную защиту от ржавчины в виде кожуха.
Проточный
Такие агрегаты особенно надежны и служат на протяжении длительного времени, благодаря полному отсутствию в них подвижных элементов. Такие приборы чаще всего применяют в системах орошения. Самый большой недостаток – наличие дополнительного выходного регулирующего устройства.
Основные параметры
- Входной диаметр. В идеале он должен соответствовать размеру водопроводных труб;
- Максимальное предельное давление, при котором гарантирована эксплуатация прибора в течение длительного времени без поломок;
- Пропускная способность ( измеряется в кубических метрах в час);
- Диапазон давлений, который возможно отрегулировать;
- Диапазон рабочих температур, который определяет способность функционирования прибора в условиях высоких и низких температур
Установка редуктора
Процесс установки редуктора давления воды не вызывает сложностей. Рекомендуется монтировать устройство в горизонтальном положении, чтобы обеспечить его нормальную работоспособность. Если редуктор оборудован манометром, то прибор устанавливается таким образом, чтобы манометр находился вверху.
При установке необходимо:
- Перекрыть поступление воды в систему.
- Измерить размер редуктора и 2 –х вентилей, в соответствии с которым вырезать кусок трубы в том месте, где планируется установить прибор.
- Установить один вентиль на резьбу, предварительно обмотанную проклеенной паклей. Вентиль накручивается по часовой стрелке без излишних усилий, чтобы не допустить его повреждение.
- Присоединить редуктор, а затем установить другой кран. С помощью второго вентиля можно будет произвести демонтаж редуктора в экстренных случаях.
Для уплотнения всех соединений можно использовать паклю, пропитанную специальным клеем или прокладки из резины.
Если трубы выполнены из пластика, то их необходимо будет запаять специальным устройством. Необходимо также, чтобы диаметр редуктора соответствовал диаметру труб водопровода, в противном случае придется дополнительно приобретать соответствующие переходники.
Принцип работы
Все 3 вида редукторов давления воды (поршневой, мембранный, проточный) имеют схожий принцип работы. При определенном уровне давления в водопроводной сети приводится в работу клапан, оснащенный пружиной. Давление приводится к нормальному состоянию посредством регулировки ширины, на которую открывается клапан.
В поршневых редукторах регулировка потока воды осуществляется при помощи поршня с пружиной. Необходимый уровень выходного давления выставляется с помощью вращения крана, ослабляющего или сжимающего пружину. Последняя управляет поршнем, заставляя его уменьшать или увеличивать специальное отверстие, через которое и проходит жидкость.
В мембранных устройствах основной управляющий элемент — мембрана, помещенная в специальную камеру, которая защищает ее от засорения, благодаря своей герметичности. Мембрана соединена с пружиной, которая, сжимаясь, оказывает давление на клапан редуктора воды, отвечающий за пропускную способность прибора. Последняя уменьшается или увеличивается в прямой зависимости от степени сжатия пружины.
Устройство проточных редукторов напоминает лабиринт со множеством поворотов и каналов, то разделяющих поток воды на несколько составляющих, то вновь его объединяющих. Этими манипуляциями достигается уменьшение водяного давления на выходе.
Настройка уровня давления
После установки прибора производится его регулировка в целях установки требуемого давления. Эта процедура осуществляется при нулевом расходе воды. Поэтому необходимо закрыть входной вентиль и открыть кран на выходе. На редукторе имеется регулировочный винт. Прибор комплектуется специальным ключом, с помощью которого осуществляется регулировка. Чтобы увеличить давление в системе водоснабжения винт поворачивается ключом в направлении часовой стрелки. Затем необходимо медленно раскручивать регулировочный винт в противоположную сторону, пока давление не достигнет величины 3-х атмосфер.
Устройство устанавливается сразу после счетчика расхода воды при его наличии. При отсутствии водяного счетчика агрегат монтируется до первого разветвления водопроводной системы. Если на входе водопровода нет фильтра грубой очистки, то он устанавливается перед редуктором в обязательном порядке.
Редуктор – это автоматизированный прибор для водопроводной сети. Специфических требований по его обслуживанию и уходу нет. Настраивать его необходимо 1 раз после установки. При дальнейшей эксплуатации 1 раз в полгода можно самостоятельно провести корректировку давления в случае необходимости. В зависимости от качества поступаемой воды устройство нужно будет один раз в год или 2 года снять и почистить средствами для водопроводных труб, растворяющими солевые накопления. Можно также в отверстие под болтом для регулировании добавить масло для эффективной работы клапана.
При выборе прибора, стабилизирующего напор воды в системе водоснабжения, предпочтение следует отдавать известным производителям. Желательно, чтобы в его конструкцию входил манометр.
Выбор регулятора давления отопления
Здравствуйте, друзья! Эта статья написана мной в соавторстве с Александром Фокиным, начальником отдела маркетинга ОАО «Теплоконтроль», г.Сафоново, Смоленская область. Александр отлично знаком с устройством и работой регуляторов давления в системе отопления.
В одной из самых распространенных схем для тепловых пунктов здании – зависимой, с элеваторным смешением, регуляторы давления прямого действия РД «после себя» служат для создания необходимого напора перед элеватором. Рассмотрим немного, что представляет собой регулятор давления прямого действия. Прежде всего, нужно сказать, что регуляторы давления прямого действия не требуют дополнительных источников энергии, и в этом их несомненное достоинство и преимущество.
Принцип работы регулятора давления состоит в уравновешивании давления пружины настройки и давления теплоносителя, предаваемого через мембрану (мягкую диафрагму). Мембрана воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной, устанавливаемой посредством соответствующего сжатия пружины гайкой настройки.
Каждому числу оборотов соответствует автоматически поддерживаемый перепад давлений. Отличительная особенность мембраны в регуляторе давления после себя – это то, что по обе стороны мембраны воздействуют не два импульса давления теплоносителя, как у регулятора перепада давлений (расхода), а один, а со второй стороны мембраны присутствует атмосферное давление.
Импульс давления РД «после себя» отбирается на выходе из клапана по направлению движения теплоносителя, поддерживая заданное давление постоянным в точке отбора этого импульса.
При увеличении давления на входе в РД, он прикрывается, защищая систему от избыточного давления. Установку РД на требуемое давление осуществляют гайкой настройки.
Рассмотрим конкретный случай. На входе в ИТП давление 8 кгс/см2, температурный график 150/70 °С, и мы предварительно сделали расчет элеватора и просчитали минимально необходимый располагаемый напор перед элеватором, эта цифра получилась у нас равной 2 кгс/см2. Располагаемый напор — это разница давлений между подачей и обраткой перед элеватором.
Для температурного графика 150/70 °C минимально необходимый располагаемый напор, как правило, в результате расчета получается 1,8-2,4 кгс/см2, а для температурного графика 130/70 °С минимально необходимый располагаемый напор обычно составляет 1,4-1,7 кгс/см2. У нас напомню, получилась цифра 2 кгс/см2, и график — 150/70 °С. Давление в обратке — 4 кгс/см2.
Следовательно, чтобы добиться необходимого просчитанного нами располагаемого напора, давление перед элеватором должно быть 6 кгс/см2. А на вводе в тепловой пункт, давление у нас, напомню, 8 кгс/см2. Значит, РД у нас должен сработать так, чтобы сбросить давление с 8 до 6 кгс/см2, и держать его постоянным «после себя» равным 6 кгс/см2.
Подходим к основной теме статьи – как выбрать регулятор давления для данного конкретного случая. Сразу поясню, регулятор давления выбирают по пропускной способности. Пропускная способность обозначается как Kv, реже встречается обозначение KN. Пропускная способность Kv считается по формуле: Kv = G/√∆P. Пропускную способность можно понимать как способность РД пропускать необходимое количество теплоносителя при наличии нужного постоянного перепада давлений.
В технической литературе встречается также понятие Kvs – это пропускная способность клапана в максимально открытом положении. На практике зачастую наблюдал и наблюдаю, РД подбирают и затем приобретают по диаметру трубопровода. Это не совсем верно.
Производим далее наш расчет. Цифру расхода G, м3/час получить несложно. Она рассчитывается из формулы G = Q/((t1-t2)*0,001). Необходимая цифра Q у нас есть обязательно, в договоре теплоснабжения. Примем Q = 0,98 Гкал/час. Температурный график 150/70 С, следовательно t = 150, t2 = 70 °С. В результате расчета у нас получится цифра 12,25 м3/час. Теперь необходимо определить перепад давлений ∆P. Что в общем случае обозначает эта цифра? Это разница между давлением на входе в тепловой пункт (в нашем случае 8 кгс/см2) и необходимым давлением после регулятора (в нашем случае 6 кгс/см2).
Производим расчет.
Kv = 12,25/√(8-6) = 8,67 м3/час.
В технико — методических пособиях рекомендуют эту цифру умножать еще на 1,2. После умножения на 1,2 получаем 10,404 м3/час.
Итак, пропускная способность клапана у нас есть. Что необходимо делать дальше? Дальше нужно определиться РД какой фирмы вы будете приобретать, и посмотреть технические данные. Скажем, вы решили приобрести РД-НО от компании ОАО Теплоконтроль. Заходим на сайт компании http://www.tcontrol.ru/ , находим необходимый регулятор РД-НО, смотрим его технические характеристики.
Видим, что для диаметра dу 32 мм пропускная способность 10 м3/час, а для диаметра dу 40мм пропускная способность 16 м3/час. В нашем случае Kv = 10,404, и следовательно, так как рекомендуется выбирать ближайший больший диаметр, то выбираем — dу 40 мм. На этом расчет и выбор регулятора давления считаем законченным.
Далее я попросил Александра Фокина рассказать о технических характеристиках регуляторов давления РД НО ОАО «Теплоконтроль» в системе отопления.
Касаемо, РД-НО нашего производства. Действительно раньше была проблема с мембранами: качество российской резины оставляло желать лучшего. Но уже года 2 с половиной мы делаем мембраны из материала компании EFBE (Франция) — мирового лидера в области производства резинотканных мембранных полотен. Как только заменили материал мембран, так сразу фактически прекратились жалобы на их разрыв.
При этом хотелось бы отметить один из нюансов конструкции мембранного узла у РД-НО. В отличие от представленных на рынке российских и импортных аналогов мембрана у РД-НО не формованная, а плоская, что позволяет при ее разрыве заменить на любой сходный по эластичности кусок резины (от автомобильной камеры, транспортерной ленты и т.д.).
У регуляторов давления других производителей, как правило, необходимо заказывать именно «родную» мембрану. Хотя честно стоит сказать, что разрыв мембраны особенно при работе на воде температурой до 130˚С — это болезнь, как правило, отечественных регуляторов. Зарубежные производители изначально используют высоконадежные материалы при изготовлении мембраны.
Сальники.
Изначально в конструкции РД-НО было сальниковое уплотнение, представлявшее собой подпружиненные фторопластовые манжеты (3-4 штуки). Несмотря на всю простоту и надежность конструкции, периодически их приходилось поджимать гайкой сальника, чтобы предотвратить утечку среды.
Вообще, исходя из опыта, любое сальниковое уплотнение имеет склонность к потере герметичности: фторкаучук (EPDM), фторопласт, политетрафторэтилен (PTFE), терморасширенный графит — ил-за попаданий механических частиц в область сальника, из «корявой сборки», недостаточной чистоты обработки штока, термического расширения деталей и т.д. Течет все: и Данфосс (чтобы они не говорили), и Самсон с LDM (хотя здесь это исключение), про отечественную регулирующую арматуру я вообще молчу. Вопрос только в том, когда потечет: в течение первых месяцев эксплуатации или в дальнейшем.
Поэтому мы приняли стратегическое решение отказаться от традиционного сальникового уплотнения и заменить его сильфоном. Т.е. использовать так называемое «сильфонное уплотнение», дающее абсолютную герметичность сальникового узла. Т.е. герметичность сальникового узла теперь не зависит ни от перепадов температур, ни от попадания механических частиц в область штока и т.д. — она зависит исключительно от ресурса и циклопрочности применяемых сильфонов. Дополнительно, на случай выхода из строя сильфона, предусмотрено дублирующее уплотняющее кольцо из фторопласта.
Впервые мы применили это решение на регуляторах давления РДПД, а с конца 2013 года начали выпускать и модернизированный РД-НО. При этом нам удалось вместить сильфоны в существующие корпуса. Обычно самым большим (да и по сути единственным минусом) сильфонных клапанов является увеличенные габаритные размеры.
Хотя, мы считаем, что примененные сильфоны не полностью подходят для решения этих задач: думаем, что их ресурса не хватит на все положенные 10 лет работы регулятора (которые обозначены в ГОСТе). Поэтому сейчас мы пробуем заменить используемые трубчатые сильфоны на новые мембранные (их ещё мало кто использует), которые имеют в несколько раз больший ресурс, меньшие габариты при большей «эластичности» и т.д. Но пока за год выпуска сильфонных РД-НО и за 4 года выпуска РДПД ни одной жалобы на разрыв сильфона и утечку среды не было.
Ещё хотел бы отметить, разгруженную клеточную конструкцию клапана РД-НО. Благодаря этой конструкции, он имеет почти идеальную линейную характеристику. А так же невозможность перекоса клапана в результате попадания всякого хлама, плавающего в трубах.
