Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения. Теория и практика. Пырков В.В. , 2005. Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения. Теория и практика
 Скачать 10.16 Mb.
|
|
4. ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ 4.1. Конструкции Терморегулятор системы обеспечения микроклимата здания (со кращенно терморегулятор или термостат) — запорно регулирующая арматура автоматического регулирования тепловым потоком теплооб менного прибора на уровне, соответствующем установленной пользо вателем температуре воздуха в помещении. Он автоматически поддер живает заданную температуру путем количественного регулирования теплоносителя, поступающего в теплообменный прибор. Его отличи тельной чертой в сравнении с вентилем и краном ручного (пассивного) регулирования являются стабильность и точность поддержания тем пературы воздуха на уровне теплового комфорта в соответствии с рис. 1.2. Это достигается техническими характеристиками терморегу лятора и обеспечением на стадии проектирования системы оптималь ных условий его эффективной работы. Технические параметры терморегуля торов систем отопления регламентирова ны стандартом EN 215 [16]. Терморегуля торы, отвечающие данной норме, имеют знак соответствия, изображенный на рис. 4.1. Его изображают на термостатиче ской головке и на термостатическом клапане. Терморегулятор состоит из двух со единенных воедино частей — термостати ческой головки и термостатического кла пана, которые разграничены соответственно стрелками а и б на рис. 4.2. Основным элементом термостатической головки является датчик. Он отслеживает температуру воздуха в помещении и реагирует на ее из менения. Представляет собой замкнутую тонкостенную цилиндрическую оболочку с продольной гофрированной боковой поверхностью, называе мую сильфоном. Сильфон заполнен эксклюзивным веществом. Реагируя на изменение температуры воздуха, он расширяется и сжимается (подоб но пружине). Через нажимной штифт воздействует на шток и затвор клапана. Затвор перекрывает проход теплоносителю, осуществляя коли чественное регулирование тепловым потоком теплообменного прибора. Отличительной особенностью терморегуляторов Данфосс является то, что сильфон заполнен газоконденсатной смесью. Т. к. теплоемкость газа ниже, чем веществ в ином агрегатном состоянии, это делает термо регулятор с непревзойденной реакцией на изменение температурной 87 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Рис. 4.1 Знак соответствия нормам CEN Терморегулятор со встроенным регулято ром температуры и выносным датчиком изо бражен на рис. 4.3,б. В термостатической го ловке расположены регулятор температуры и сильфон. Датчик температуры отдален от сильфона и сообщен с ним передаточным зве ном (капиллярной трубкой). Датчик выполнен в виде цилиндра, объём которого сообщен с объёмом сильфона через капиллярную трубку. Датчик воспринимает температурные условия в месте установки и передает возникающие объемные изменения вещества, которым он за полнен, через капиллярную трубку в сильфон. Эту конструкцию применяют при различных температурных условиях в помещении и в зоне установки терморегулятора, которые возника ют при расположении теплообменного прибо ра за занавесками, в углублении стен (нишах) и т. д. Терморегулятор с выносным регулятором температуры и датчиком в одном корпусе представлен на рис. 4.3,в. Выносной регулятор соединен через капиллярную трубку с сильфо ном на термостатическом клапане. Такую кон струкцию используют при отсутствии свобод ного доступа к термостатическому клапану. Это возникает при скрытой установке теплооб менных приборов за декоративными панелями, в строительных конструкциях, например, охла дительных панелей либо фенкойлов в подвес ном потолке. Размещают их в доступном месте: 89 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА обстановки. Давление газоконденсатной смеси внутри сильфона выве рено при заполнении и сбалансировано силой упругости настроечной пружины. При увеличении температуры воздуха вокруг датчика кон денсат переходит в газоподобное состояние. Увеличивается давление в сильфоне, и он перемещает шток. При снижении температуры воздуха сильфон сжимается и шток поднимается. Терморегуляторы Данфосс комплектуют регуляторами различных конструкций. Выбор осуществляют в зависимости от типа помещения, места установки теплообменного прибора, вида системы обеспечения микроклимата и степени ее автоматизации. Основные типы терморегу ляторов представлены на рис. 4.3. На рис. 4.3,а показан терморегулятор со встроенным датчиком. В корпусе термостатической головки расположены регулятор температу ры (пружина настройки) и сильфон, выполняющий также роль датчика температуры воздуха. Применяют такой регулятор в том случае, если термостатическую головку свободно обтекает поток воздуха и она не подвержена тепловому облучению от торцевой части теплообменного прибора (радиатора), а также действию конвективных потоков от труб. 88 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА а ñ регулятор (термостатическая головка): 1 ñ ограничительные кольца; 2 ñ термостатический датчик (сенсор); 3 ñ сильфон; 4 ñ шкала настройки; 5 ñ пружина настройки; 6 ñ нажимной штифт; 7 ñ уплотнительное кольцо; б ñ термостатический клапан: 8 ñ шток; 9 ñ дроссель; 10 ñ конус клапана (затвор); 11 ñ корпус клапана; 12 ñ стабилизатор потока; 13 ñ накидная гайка; 14 ñ патрубок (хвостовик) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 13 Рис. 4.2. Терморегулятор со встроенным датчиком: Рис. 4.3. Тип терморегулятора: а ñ со встроенным датчиком; б ñ с выносным датчиком; в ñ с выносным регулятором темпе ратуры; г ñ с выносным датчиком и регулятором температуры; д ñ с программатором и термо приводом; е ñ комбинированный электромеха нический; ж ñ с дистанционным волновым уп равлением; з ñ с дистанционным компьютерным управлением а б в г д е ж з 4.1.1. Регуляторы Регуляторы предназначены для поддержания заданной пользовате лем температуры воздуха в помещении путем воздействия на термоста тический клапан. Данфосс производит два типа регуляторов температу ры для систем обеспечения микроклимата (табл. 4.1): регуляторы прямого действия; электронные регуляторы. Регуляторы прямого действия воздействуют на термостатический клапан пропорционально изменению температуры воздуха в помеще нии, т. е. между перемещением штока клапана и превышением темпера туры воздуха установлена однозначная зависимость, называемая жест кой обратной связью. Такими регуляторами являются RTD, FTS, FJVR, RA 2000, FED, FEK, FEV. Их называют пропорциональными регулято рами (статическими; П регуляторами). П регуляторы запаздывают с реагированием на изменение теплопос туплений Q в помещении, обозначенных знаком "+" на рис. 4.4, и теплопо терь, — знаком "–". Возникающее запаздывание перемещения штока h (знак "+" означает открывание термостатического клапана; знак "–" — его закрывание) вызывает незначительное колебание температуры воздуха t (знак "+" означает повышение; знак "–" — понижение). Рассогла сование между заданным и текущим значениями температуры воздуха не должно превышать допустимого отклонения, определяемого условиями теплового комфорта по рис. 1.2. Для этого необходимо конструктивно уменьшать время запаздывания . Запаздывание для регуляторов Дан фосс не превышает примерно 12 мин, что в три раза меньше допустимого значения в 40 мин по EN 215 [16]. При необходимости, в пропорциональ ных регуляторах Данфосс можно установить рассогласование температу ры воздуха от 0,5 °С до 2,5 °С. Чем ниже отклонение, тем выше гидравли ческое сопротивление клапана и стоимость перекачивания теплоносите ля. Поэтому для большинства помещений принимают отклонение в 2 °С. Преимуществами регуляторов прямого действия являются: надежность конструкции; простота монтажа и эксплуатации; независимость от источников электропитания; дешевизна. Несмотря на бурное развитие электронных регуляторов, регулято ры прямого действия в силу своих преимуществ не потеряли привлека тельности. Данфосс разработал новое поколение таких регуляторов для систем отопления и охлаждения — FED, FEK, FEV. Это дало возмож ность управлять системами раздельно, совместно и последовательно. 91 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА на стене, передней панели напольных фенкойлов с декоративно закры тыми подводящими трубопроводами и т. п. Терморегулятор с разделенным выносным датчиком и регулято ром температуры показан на рис. 4.3,г. Датчик и регулятор соединены капиллярными трубками с сильфоном в термостатической головке. Применяют этот терморегулятор при ограниченности доступа к тер мостатическому клапану, либо при необходимости расположения ре гулятора в другом помещении, а также для создания удобства пользо вания регулятором в нехарактерной температурной зоне помещения. Повышения удобств пользования терморегулятором и получения до полнительного энергосберегающего эффекта достигают использованием электронного управления тепловым комфортом в помещении. Для этого применяют терморегуляторы, показанные на рис. 4.3,д…4.3,з. Электронный программатор, прикрепленный стационарно к стене, дистанционно воздей ствует на термопривод (Т) либо микромотор (М), которые перемещают шток клапана. Управление ими осуществляется либо по проводам (рис. 4.3,д), либо электромагнитными волнами (рис. 4.3,ж). У терморегуля тора, показанного на рис. 4.3,е, программатор съемный, что удобно для про граммирования теплового режима помещения, например, сидя в кресле. При централизованном управлении тепловым режимом помещения (рис. 4.3,з) применяют терморегуляторы с термоприводами. Термопри вод представляет собой сильфон, заполненный парафином. Встроенный электронагреватель разогревает парафин. При этом происходит расши рение сильфона. Термоприводы изготавливают нормально открытыми либо нормально закрытыми. Электропитание осуществляют от сети по стоянного либо переменного тока напряжением с 10 до 230 В в зависи мости от модификации. Управление термоприводом выполняет цент ральный компьютер по датчику температуры воздуха в помещении и по заданной программе регулирования системы обеспечения микроклима та. Компьютеры управляют либо по кабельным коммуникациям, либо по радиомодемам. В обоих случаях значительно упрощается эксплуатация систем обеспечения микроклимата здания за счет сокращения обслужи вающего персонала и своевременного реагирования на изменение тепло вой обстановки в помещениях. Терморегулятор — неотъемлемый элемент современной системы обеспечения микроклимата, предназначенный для поддержания теплового комфорта в помещении и экономии энергоресурсов. Каждая конструкция терморегулятора соответствует применяемой степени автоматизации системы обеспечения микроклимата. 90 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА 93 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА 92 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Таблица 4.1. Регуляторы систем обеспечения микроклимата Тип/система/ совместимость с клапанами RTD 3640 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Конструктивные особенности Общий вид Встроенный датчик температуры; функция защиты от замерзания тепло носителя; диапазон температурной на стройки 6…26 °С; устройство ограниче ния либо фиксирования температурной настройки; "кольцо памяти" возобнов ления предварительной температурной настройки RTD 3642 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Выносной датчик температуры; функ ция защиты от замерзания теплоноси теля; диапазон температурной настрой ки 6…26 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной на стройки; "кольцо памяти" возобновле ния предварительной температурной настройки RTD 3120 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Защитный кожух от несанкционирован ного вмешательства; вмонтированный датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диапазон температурной настройки 6…26 °С; уст ройство ограничения либо фиксирова ния температурной настройки RTD 3650 MAX /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Встроенный датчик температуры; функ ция защиты от замерзания теплоноси теля; диапазон температурной настрой ки 6…21 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки RTD 3652 MAX /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Выносной датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диа пазон температурной настройки 6…21 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки RTD Inova™ 3130 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Встроенный датчик температуры; функция защиты от замерзания тепло носителя; диапазон температурной на стройки 6…26 °С; устройство ограниче ния либо фиксирования температурной настройки; "кольцо памяти" возобнов ления предварительной температурной настройки RTD Inova™ 3132 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Выносной датчик температуры; функция защиты от замерзания теплоносителя; диа пазон температурной настройки 6…26 °С; устройство ограничения либо фиксирова ния температурной настройки; "кольцо па мяти" возобновления предварительной температурной настройки RTD 3560 /отопление радиаторами/ RTD; встроенными Выносной регулятор с датчиком темпера туры; диапазон температурной настройки 8…28 °С; устройство ограничения либо фиксирования температурной настройки FTS /напольное отопление либо охлаждение/ RA C; RA N Выносной поверхностный датчик темпе ратуры теплоносителя; диапазон на стройки температуры теплоносителя 15…50 °С; защита от превышения уста новленной температуры теплоносителя FJVR /напольное отопление/ FHV Встроенный регулятор ограничения температуры обратного теплоносителя в диапазоне 10…50 °С, либо 10…80 °С RA 2000 /напольное отопление/ FHV Встроенный датчик температуры; диа пазон температурной настройки 6…26 °С RTD R /отопление компакт радиаторами/ встроенный терморегулятор Встроенный регулятор температуры воздуха в диапазоне 6…26 °С; защита от замерзания; ограничение либо фиксиро вание температурной настройки Термопривод АBN /отопление радиаторами; напольное отопление; охлаждение/ RAV; VMT; RA; RAVL+адаптер В сочетании с комнатными терморегуля торами RMT, либо программируемыми комнатными терморегуляторами ЕК5; напряжение 24 В либо 230 В Продолжение таблицы 4.1 Тип /система/ совместимость с клапанами Конструктивные особенности Общий вид 95 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА 94 ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Термопривод AG EIB /охлаждение/ RA C С коммуникацией EIB; напряжение 24…29 В FED FF /охлаждение + отопление/ RA C+ RA N (RTD N) Выносной регулятор и датчик температу ры воздуха; диапазон температурной на стройки 17…27 °С; ограничение либо бло кирование температурной настройки FED IF /охлаждение + отопление/ RA C+ RA N (RTD N) Выносной регулятор со встроенным дат чиком температуры воздуха; диапазон настройки 17…27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки FEK FF /охлаждение/ RA C Выносной регулятор и датчик температу ры воздуха; диапазон температурной на стройки 17…27 °С; ограничение, либо блокирование температурной настройки FEK IF /охлаждение/ RA C Выносной регулятор со встроенным дат чиком температуры воздуха; диапазон настройки 17…27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки FEV FF /отопление/ RTD; RA Выносной регулятор и датчик темпе ратуры воздуха; диапазон температур ной настройки 17…27 °С; ограничение либо блокирование температурной настройки FEV IF /отопление/ RTD; RA Выносной регулятор со встроенным дат чиком температуры воздуха; диапазон температурной настройки 17…27 °С; ог раничение либо блокирование темпера турной настройки Продолжение таблицы 4.1 Тип /система/ совместимость с клапанами Конструктивные особенности HC 75 /отопление и охлаждение/ ABN Программируемый на 6 интервалов времени для 7 дней; встроенный датчик температуры; управление одно и трехскоростным вентилятором; имеет аккумулятор Seria 6000 /отопление и охлаждение/ ABN Программируемый; для двухтрубных и четырехтрубных систем; управление одно и трехскоростным вентилятором; электропитание 24 В, либо 230 В, либо от батарейки RET /отопление и охлаждение/ ABN Дисплей LCD показания температуры воздуха; с и без переключателя день/ночь; электропитание от батарейки 1,5 В RET /отопление и охлаждение/ ABN Температурная настройка на 5…30 °С; управление одно и трехскоростными вентиляторами; электропитание от 24 В либо 230 В ECC /отопление/ ABN Электронное регулирование двухтруб ных систем отопления и охлаждения, а также четырехтрубных систем обеспече ния микроклимата; электропитание от 24 В CFZ /напольное отопление/ ABN + распределитель СFE Программируемый зональный регуля тор; режимы работы: поддержание ком фортной температуры по CFR, ночной, выходного дня; защита от замерзания; управляет от 1 до 6 зонами с различны ми тепловыми режимами; выбор языка сообщений дисплея |