4. Выбор терморегулятора типа rа

Радиаторный терморегулятор предназначен для индивидуального автоматического регулирования теплоотдачи отопительного прибора системы водяного отопления с целью поддержания комфортных температурных условий в отапливаемом помещении и экономии тепловой энергии.

Радиаторный терморегулятор типа RА фирмы «Данфосс» [13] состоит из двух частей:

а) регулирующего клапана RА–N;

б) термостатического элемента RА 2000.

Регулирующий клапан RА–N предназначен для применения в двухтрубной насосной системе отопления. Клапан оснащён встроенным устройством для предварительной (монтажной) настройки его пропускной способности. Предварительная настройка осуществляется вручную по окончанию монтажа системы отопления. На настроечном кольце клапана имеются цифры с 1 по 7 с шагом 0,5, каждому фиксированному положению настроечного кольца отвечает соответствующее положение открытия проходного сечения для воды. В положении «N» сечение клапана полностью открыто. Изменением положения настроечного кольца достигается изменение гидравлического сопротивления на входе воды в отопительный прибор и выравнивания гидравлических сопротивлений по кольцам циркуляции.

Номер предварительной настройки клапана RА–N определяют по коэффициенту пропускной способности , м³/ч, по формуле

, (12)

где G – расход теплоносителя через клапан прибора, м³/ч, определяемый по формуле (5);

∆P – перепад давления на клапане следует принять равным 0,1 бар (10 кПа).

По вычисленному значению коэффициента по таблице или номограмме [13] подбирают номер предварительной настройки клапана.

Если номер настройки находится между двумя значениями, то выбирается наибольший. Номер настройки радиаторного регулятора RA-N указывают на чертеже плана типового этажа рядом с указанием марки отопительного прибора.

Термостатические элементы серии RA 2000 – устройства для автоматического регулирования температуры воздуха. Они имеют встроенные или выносные температурные датчики, защиту от замерзания, диапазон настройки температуры 5 – 26 ºС, устройством для фиксирования и ограничения температурной настройки. В курсовой работе тип термостатического элемента следует выбрать по каталогу [13].

5. Выбор схемы и оборудования теплового пункта

Выбор схемы присоединения системы отопления к тепловой сети осуществляется по параметрам теплоносителя на вводе в здание и в системе отопления. Параметры на вводе в здание принимаются по техническим условиям (ТУ) теплоснабжающей организации (150/70ºС, 130/70 ºС, 95/70ºС). Присоединение систем отопления к центральным тепловым водяным сетям может осуществляться по зависимой или независимой схемам.

В зависимой схеме теплоноситель в отопительные приборы поступает непосредственно из тепловой сети. Один и тот же теплоноситель циркулирует как в тепловой сети, так и в системе отопления, поэтому давление в системах отопления определяется давлением в тепловой сети. Зависимая схема с установкой смесительного насоса приведена на рисунке 5. Данной схемой обеспечивается подача теплоносителя в систему отопления с требуемой температурой, полученной путем смешения первичного теплоносителя поступающего из тепловых сетей и охлажденного, поступающего из обратного трубопровода системы отопления по перемычке. При наличии в системе отопления термостатических клапанов, труб из полимерных материалов в качестве смесительного устройства применяют малошумный бесфундаментный насос ступенчатого либо автоматического регулирования. Наиболее приемлемые схемы смешения теплоносителя ‑ это установка насоса на подающем или обратном трубопроводе. На рисунке 5 приведена схема установки насоса на подающем трубопроводе. Зависимая схема является наиболее дешевой и простой в монтаже и эксплуатации. Необходимая температура теплоносителя в системе отопления устанавливается электронным регулятором ECL по заданному температурному графику путём воздействия на двухходовой клапан регулятора теплового потока.

Рисунок 5 ‑ Принципиальная схема зависимого присоединения системы отопления к тепловым сетям

1 ‑ узел учёта тепловой энергии в комплекте:

1.1 ‑ тепловычислитель; 1.2 ‑ счетчик расхода вод; 1.3 ‑ погружной датчик температуры;

2 ‑ насос смесительный; 3 – клапан регулирующий; 4 ‑ регулятор перепада давления;

5 ‑ электронный блок управления; 6 ‑ погружной датчик температуры; 7 ‑ датчик темпера

туры наружного воздуха; 8 ‑ клапан обратный; 9 ‑ фильтр сетчатый; 10 ‑ кран шаровой.

При независимой схеме присоединения применяется теплообменник, разделяющий теплоносители системы отопления и тепловой сети. К достоинствам независимой схемы присоединения относятся:

– гидравлическая устойчивость системы отопления ввиду отсутствия влияния колебания давления тепловых сетей на гидравлический режим системы отопления;

– система отопления не опорожняется при аварийных работах на тепловых сетях.

Циркуляция в системе отопления осуществляется циркуляционным насосом. Широко применяются безфундаментные насосы с мокрым ротором фирм Grundfos, Wilo (Германия). Независимая схема присоединения системы отопления приведена на рисунке 6. Для заполнения и подпитки системы отопления от тепловой сети в независимой схеме предусматривается обводная (подпиточная) линия.

Рисунок 6 ‑ Принципиальная схема независимого присоединения системы отопления к тепловым сетям

1 ‑ узел учета тепловой энергии в комплекте:

1.1 ‑ тепловычислитель; 1.2 ‑ счетчик расхода вод; 1.3 ‑ погружной датчик температуры;

2 – водоводяной подогреватель; 3 ‑ клапан регулирующий; 4 ‑ регулятор перепада давления; 5 ‑ электронный блок управления; 6 ‑ погружной датчик температуры; 7 ‑ датчик температуры наружного воздуха; 8 ‑ клапан обратный; 9 ‑ фильтр сетчатый; 10 ‑ кран шаровой; 11 ‑ насос циркуляционный; 12 – водомер; 13 – мембранный расширительный бак.

9.1 Выбор смесительного насоса производится по величине напора Н, м, и подаче G, кг/час.

Напор Н, м.в.ст смесительного насоса принимают с коэффициентом запаса:

Η=(1,1-1,15)ΔΡ_со , (13)

где ΔΡ_со- потери давления в системе отопления по главному циркуляционному кольцу из таблицы 2, переведённые в единицы напора, м, по соотношению

(1 м в.ст= 10⁴ Па).

Подачу смесительного насоса G, кг/час, при установке его на подающем или обратном трубопроводе определяют по формуле:

, (14)

где – расчётный максимальный расход воды на отопление из подающего трубопровода тепловой сети кг/час;

u ‑ коэффициент смешения.

Расчетный максимальный расход воды определяется по формуле:

, (15)

где – расчётный максимальный тепловой поток на отопление, равный суммарным теплопотерям здания из таблицы 4 контрольной работы, Вт;

с – удельная теплоёмкость воды, кДж/кг·^оС, (с = 4,190 кДж/кг·ºС);

‑температуры, ºС, соответственно, в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети, указанные в бланке задания на курсовую работу.

Коэффициент смешения определяется по формуле:

, (16)

где – температура воды в подающем трубопроводе системы отопления, ºС.

При установке насоса на перемычке между подающим и обратным трубопроводами системы отопления подачу G, кг/час, насоса определяют по формуле:

. (17)

9.2 Напор Н, м.в.ст циркуляционного насоса определяют по формуле:

Η=(1,1-1,15)ΔΡ_со + ΔΡ_под, (18)

где ΔΡ_со- потери давления в системе отопления по главному циркуляционному кольцу из таблицы 2, переведенные в единицы напора, м, по соотношению

(1 м в.ст = 10⁴  Па).

ΔΡ_под - потери давления в водоводяном подогревателе составляют 2-3 м.

Подачу циркуляционного насоса G, кг/час определяют по формуле:

, (19)

где - расход воды, кг/ч рассчитывается по формуле (5) для начального участка системы отопления (от теплового узла до первого ответвления).

По полученным значениям напора Н и подачи G подбирают марку насоса, используя диаграммы характеристик насосов, приведенных в каталогах фирм изготовителей [11].

9.3 При независимой схеме присоединения системы отопления к тепловым сетям используют скоростные теплообменники – гладкотрубные или пластинчатые. Исходными сведениями при подборе теплообменника являются: расчетная тепловая мощность теплообменника, равная расчетной мощности системы отопления, расчетные температуры первичного теплоносителя (указаны в задании на курсовое проектирование), расчетные температуры вторичного теплоносителя (системы отопления) приведены в пояснении к формуле (4). Фирмы – производители теплообменников сопровождают свою продукцию соответствующим программным обеспечением для подбора теплообменника и определения его тепловых и гидравлических характеристик. Для курсового проектирования может быть рекомендован электронный ресурс [17].

9.4 Расширительный бак предназначен для компенсации расширения воды при ее нагреве. При независимой схеме присоединения систем отопления предпочтение отдают закрытым мембранным бакам. Расчет бака заключается в определении его емкости , м³ по формуле:

, (20)

где – объем воды в системе отопления с коэффициентом запаса 20 – 25%;

e – коэффициент расширения воды принимается в зависимости от расчетной температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления, при температуре воды 95ºС коэффициент e = 0,0324, при температуре воды 90ºС коэффициент e = 0,029, при 85ºС соответственно e = 0,0258;

–коэффициент использования бака, выбирается по таблице 6 в зависимости от начального и конечного давления в нем.

Начальное давление в баке р, бар должно удовлетворять выражению

р≥ 0,1Н + 0,2 , но не менее 1,0 бар. Здесь Н высота здания в м.

Конечное давление р, бар рекомендуется принимать в зависимости от начального давления р≥ р+1,5.

Объем воды в системе отопления следует определять по выражению

= , (21)

где – расчётная тепловая мощность системы отопления, кВт из таблицы 4 контрольной работы;

–удельный расход воды в литрах на 1 кВт мощности системы, принимается: для системы отопления с секционными радиаторами 13,5 л/кВт, с панельными радиаторами 8,5 л/ кВт, с конвекторами 7 л/кВт.

Таблица 6 – Коэффициент использования бака

Конечное давление, бар	Начальное давление, бар
	1,0	1,5	2,0
1,5	0,20
2,0	0,33	0,16
2,5	0,42	0,28	0,14
3,0	0,5	0,37	0,25
3,5	0,55	0,44	0,33
4,0	0,60	0,5	0,40

Модель и емкость мембранного расширительного бака выбирают по каталогам фирм–производителей. Широко применяются баки фирм Aguasystem, Reflex (Германия), Varem (Италия).

9.5 Приборы контроля, учета и автоматического регулирования

Для учёта количества теплоты, потребляемого зданием на нужды отопления, в тепловом пункте устанавливают теплосчетчик (позиция 1 на рисунках 5 и 6). Теплосчетчик – это комплект приборов, предназначенных для определения количества теплоты и измерения массы и параметров теплоносителя.

В состав теплосчетчика входят:

• вычислитель количества теплоты (тепловычислитель);

• два первичных преобразователя расхода (расходомеры);

• два термопреобразователя сопротивления (температурные датчики).

Типы и технические характеристики комплектующих теплосчетчика фирмы Данфосс Sonometer 2000 приведены в каталоге [14].

Электронный регулятор ECL Comfort (позиция 5 на рисунках 5, 6) предназначен для регулирования температуры теплоносителя в системе отопления пропорционально текущей температуре наружного воздуха в соответствии с температурным отопительным графиком. Регулирование по графику осуществляется путем управления электроприводом регулирующего клапана (позиция 3). Техническая информация об электронных регуляторах температуры и регулирующих клапанах фирмы – производителя Данфосс приведена в каталогах [15, 16].