Ефективне управління та оптимізація процесів у системах подачі
Сучасні об'єкти капітального будівництва оснащуються всіма видами інженерного забезпечення для нормальної життєдіяльності людини. Серед них перше місце займають системи тепло- та холодопостачання будівель. Відповідно до вимог нормативних документів у галузі будівництва ці системи, незалежно від їх масштабів та складності, мають оснащуватися засобами автоматичного регулювання та управління. Одним з основних елементів системи автоматичного регулювання є регулюючий орган, який за сигналом керуючого пристрою (контролера, термостата та ін) змінює подачу тепло- або холодоносія в установки різного призначення. Регулюючий орган складається з регулюючого клапана та приводу.
Регулюючі клапани
Номенклатура регулюючих клапанів компанії «Данфосс» дуже велика
Клапани представлені за такими параметрами:
- призначенню - регулюючі та запірні;
- кількості регульованих потоків - прохідні, три- та чотириходові;
- принципом дії - сідельні та поворотні.
У порівнянні з поворотними сідельні клапани забезпечують більш якісне регулювання та меншу протікання в закритому стані, а також здатні працювати при високих параметрах регульованого середовища та перепадах тисків. Сідельні клапани бувають натискної дії (наприклад, VM2 або VFM2) та зворотно-поступальної (наприклад, типу VF3, VFM2, VRG3). Закриття клапана першого типу відбувається під впливом електроприводу, а відкриття (підйом штока) за рахунок поворотної пружини штока. Шток такого клапана механічно не пов'язаний із штоком приводу. Переміщення штока клапана другого типу відбувається за допомогою електроприводу, який натискає на шток клапана, то тягне його вгору. Без приводу шток клапана може бути в будь-якому проміжному положенні. Слід звернути увагу на те, що триходові клапани, а також прохідні клапани VRG 2,VRB 2, VZL 2 при переміщенні штока вниз прямий прохід відкриваються, а «байпасний» — закриваються. Це необхідно враховувати при підключенні кабелів сигналів керування від електронних регуляторів;
- виду витратної характеристики - лінійна, лінійна складова (у клапанів VM2 і VFM2), рівновідсоткова (логарифмічна).
Вибір витратної характеристики клапана залежить від співвідношення необхідної пропускної спроможності клапана та пропускної спроможності регульованої ділянки трубопровідної мережі з технологічним обладнанням. Як правило, при прийнятому співвідношенні втрат тиску в клапані і втрат на ділянці, що регулюється більше 0,5 застосовують клапани з лінійною, у тому числі складовою характеристикою. Таку характеристику мають більшість регулюючих клапанів Danfoss;
- максимально допустимого перепаду тисків на клапані - розвантажені та нерозвантажені за тиском.
Нерозвантажені клапани – звичайні сідельні клапани (наприклад, VS2), у яких на затвор зверху та знизу діють різні тиски. Причому що більше діаметр клапана, то більше вписувалося площа затвора і більше різниця тисків, яка заважає приводу закривати клапан. Оскільки зусилля,
що розвиваються електричними приводами, обмежені, гранично допустимі перепади тисків на нерозвантажених клапанах також лімітовані. Розвантажені за тиском сідельні регулюючі клапани мають різні конструкції пристрою, що вирівнюють тиск з обох сторін затвора: сильфонна система розвантаження, поршнева або мембранна. Для таких клапанів значення гранично допустимого перепаду тисків практично збігається з величиною умовного тиску і мало залежить від діаметра клапана. Закриваються розвантажені клапани за допомогою малопотужних електроприводів за великих перепадів тисків;
- граничним параметрам середовища, що переміщується (температурі та умовному тиску);
- способу приєднання до трубопроводів - різьбові (із зовнішнім і внутрішнім різьбленням) і фланцеві.
Для клапанів із зовнішнім різьбленням необхідно використовувати різьбові, приварні, а для деяких клапанів і фланцеві приєднувальні фітинги з накидними гайками, які замовляються окремо;
- діапазону умовного проходу та пропускної спроможності.
У номенклатурі компанії Danfoss представлені регулюючі клапани з умовним проходом Ду 15-250 мм та пропускною здатністю Kvs 0,25-900 м3/год;
- матеріалу корпусу - кольорові метали (латунь, бронза), чавун (сірий, ковкий, високоміцний) та сталь.
Електричні приводи
Для керування клапанами компанії Danfoss пропонує електричні приводи, які різняться за такими параметрами:
- принципом дії - термоелектричні та редукторні.
Редукторні приводи серій AMV, ARV, AME та ARE - основний тип приводів, в конструкції яких є електродвигун і шестерний редуктор.
Термоелектричні приводи призначені, як правило, для двопозиційного керування клапанами місцевих вентиляційних установок. Вони переміщують шток клапана за рахунок розширення робочої речовини в сильфоні, що підігрівається електричною спіраллю.
- способу з'єднання з клапаном
Різні приводи призначені для з'єднання тільки з певними типами регуляючих клапанів. Так, наприклад, приводи зі сполучною гайкою AMV(E) 10, 20, 30, призначені для роботи тільки з клапанами VS2, VM2, VFM2 або VMV, приводи зі сполучною склянкою типу AMV(E) 25, 35 - для роботи з клапаном VFS2 , а приводи з кліпсовою клямкою AMV(E) 435, 438SU, AME 445 - для з'єднання з клапанами типу VRB3, VRG3, VF3, VL3;
- величині ходу штока (від 3 мм – для TWA-ZL і до 50 мм – для AME 655, 658).
Хід штока електроприводу повинен бути завжди рівним або більше ходу штока клапана, яким він керує;
- зусилля, що розвивається (від 105 Н - для TWA-ZL і до 5000 Н - для AMV(E) 85, 86);
- величині напруги живлення - 220 або 24 В, яке повинно відповідати напрузі керуючого сигналу, що надходить від електронного регулятора.
Напруга живлення приводів типу AME, крім AME 655, 658 завжди 24 В;
- типу сигналу, що управляє: двопозиційний, трипозиційний або аналоговий.
У першому випадку шток приводу і, відповідно, клапана переміщається на повну величину, у другому випадку - на величину, пропорційну тривалості імпульсу напруги живлення, а в приводах третього типу - пропорційно величині керуючого сигналу. Вибір приводу за цією ознакою проводиться в залежності від того, який сигнал видає пристрій, що управляє;
- наявності захисної функції (поворотної пружини), що закриває або відкриває клапан при раптовому відключенні електропостачання будівлі.
(У позначенні відрізняються «3» в кінці цифрового індексу або літерами «SU» або «SD» після цифр.) Ця модифікація приводів може використовуватися, наприклад, для виключення прориву в систему опалення перегрітої води при зупинці насосів змішувачів або для захисту повітронагрівачів від заморожування;
- швидкодії, тобто часу переміщення штока на 1 мм (приводи для сідельних клапанів) або його обертання на 90° (для поворотних клапанів).
Залежно від цього параметра приводи можуть бути "повільні" (з часом переміщення штока 8-15 с або обертання - 280-670 с) та "швидкі" (відповідно, 3-4 або 70 с). "Повільні" приводи вибираються для управління інерційними системами (система опалення або вузол централізованого приготування тепло- або холодоносія для вентиляційних установок), а "швидкі" - для роботи в малоінерційних системах (установки нагріву води зі швидкісним водопідігрівачем у системах гарячого водопостачання)