Эффективное управление и оптимизация процессов в системах подачи

февраля 25, 2021
 
Современные объекты капитального строительства оснащаются всеми видами инженерного обеспечения для нормальной жизнедеятельности человека. Среди них первое место занимают системы тепло- и холодоснабжения зданий. В соответствии с требованиями нормативных документов в области строительства эти системы, вне зависимости от их масштабов и сложности, должны оснащаться средствами автоматического регулирования и управления. Одним из основных элементов системы автоматического регулирования является регулирующий орган, который по сигналу управляющего устройства (контроллера, термостата и пр.) изменяет подачу тепло- или холодоносителя в установки различного назначения. Регулирующий орган состоит из регулирующего клапана и привода.
 

Регулирующие клапаны

 

Номенклатура регулирующих клапанов компании «Данфосс» очень обширна

 
Клапаны представленые по следующим параметрам:
  • предназначению — регулирующие и запорные;
  • количеству регулируемых потоков — проходные, трех- и четырехходовые;
  • принципу действия — седельные и поворотные.
В сравнении с поворотными седельные клапаны обеспечивают более качественное регулирование и меньшую протечку в закрытом состоянии, а также способны работать при высоких параметрах регулируемой среды и перепадах давлений. Седельные клапаны бывают нажимного действия (например, VM2 или VFM2) и возвратно-поступательного (например, типа VF3, VFM2, VRG3). Закрытие клапана первого типа происходит под воздействием электропривода, а открытие (подъем штока) — за счет возвратной пружины штока. Шток такого клапана механически не связан со штоком привода. Перемещение штока клапана второго типа происходит с помощью электропривода, который то надавливает на шток клапана, то тянет его вверх. Без привода шток клапана может находиться в любом промежуточном положении. Следует обратить внимание на то, что у трехходовых клапанов, а также у проходных клапанов VRG 2,VRB 2, VZL 2 при перемещении штока вниз прямой проход открывается, а «байпасный» — закрывается. Это необходимо учитывать при подключении кабелей управляющих сигналов от электронных регуляторов;
  • виду расходной характеристики — линейная, линейная составная (у клапанов VM2 и VFM2), равнопроцентная (логарифмическая).
Выбор расходной характеристики клапана зависит от соотношения требуемой пропускной способности клапана и пропускной способности регулируемого участка трубопроводной сети с технологическим оборудованием. Как правило, при принимаемом соотношении потерь давления в клапане и потерь на регулируемом участке более 0,5 применяют клапаны с линейной, в том числе составной характеристикой. Такую характеристику имеют большинство регулирующих клапанов Danfoss;
  • максимально допустимому перепаду давлений на клапане — разгруженные и неразгруженные по давлению.
Неразгруженные клапаны — обычные седельные клапаны (например, VS2), у которых на затвор сверху и снизу действуют разные давления. Причем чем больше диаметр клапана, тем больше площадь затвора и больше разница давлений, которая мешает приводу закрывать клапан. Так как усилия,
развиваемые электрическими приводами, ограничены, предельно допустимые перепады давлений на неразгруженных клапанах также лимитированы. Разгруженные по давлению седельные регулирующие клапаны имеют различные по конструкции устройства, выравнивающие давление с обеих сторон затвора: сильфонная система разгрузки, поршневая или мембранная. Для таких клапанов значение предельно допустимого перепада давлений практически совпадает с величиной условного давления и в малой степени зависит от диаметра клапана. Закрываются разгруженные клапаны при помощи маломощных электроприводов при больших перепадах давлений;
  • предельным параметрам перемещаемой среды (температуре и условному давлению);
  • способу присоединения к трубопроводам — резьбовые (с наружной и внутренней резьбой) и фланцевые.
Для клапанов с наружной резьбой необходимо использовать резьбовые, приварные, а для некоторых клапанов и фланцевые, присоединительные фитинги с накидными гайками, которые заказываются отдельно;
  • диапазону условного прохода и пропускной способности.
В номенклатуре компании Danfoss представлены регулирующие клапаны с условным проходом Ду 15–250 мм и пропускной способностью Kvs 0,25–900 м3/ч;
  • материалу корпуса — цветные металлы (латунь, бронза), чугун (серый, ковкий, высокопрочный) и сталь.

Электрические приводы

 
Для управления клапанами компании Danfoss предлагает электрические приводы, которые различаются по следующим параметрам:
  • принципу действия — термоэлектрические и редукторные.
Редукторные приводы серий AMV, ARV, AME и ARE — основной тип приводов, в конструкции которых присутствует электродвигатель и шестеренчатый редуктор.
 
Термоэлектрические приводы предназначены, как правило, для двухпозиционного управления клапанами местных вентиляционных установок. Они перемещают шток клапана за счет расширения рабочего вещества в сильфоне, подогреваемого электрической спиралью.
  • способу соединения с клапаном.
Различные приводы предназначены для соединения только с определенными типами регулирующих клапанов. Так, например, приводы с соединительной гайкой AMV(E) 10, 20, 30, предназначены для работы только с клапанами VS2, VM2, VFM2 или VMV, приводы с соединительным стаканом типа AMV(E) 25, 35 — для работы с клапаном VFS2, а приводы с клипсовой защелкой AMV(E) 435, 438SU, AME 445 — для соединения с клапанами типа VRB3, VRG3, VF3, VL3;
  • величине хода штока (от 3 мм — для TWA-ZL и до 50 мм — для AME 655, 658).
Ход штока электропривода должен быть всегда равен или больше хода штока клапана, которым он управляет;
  • развиваемому усилию (от 105 Н — для TWA-ZL и до 5000 Н — для AMV(E) 85, 86);
  • величине питающего напряжения — 220 или 24 В, которое должно соответствовать напряжению управляющего сигнала, поступающего от электронного регулятора.
Напряжение питания приводов типа AME, кроме AME 655, 658, всегда 24 В;
  • типу управляющего сигнала: двухпозиционный, трехпозиционный или аналоговый.
В первом случае шток привода и, соответственно, клапана перемещается на полную величину, во втором случае — на величину, пропорциональную длительности импульса питающего напряжения, а в приводах третьего типа — пропорционально величине управляющего сигнала. Выбор привода по этому признаку производится в зависимости от того, какой сигнал выдает управляющее устройство;
  • наличию защитной функции (возвратной пружины), закрывающей или открывающей клапан при внезапном отключении электроснабжения здания.
(В обозначении отличаются «3» в конце цифрового индекса либо буквами «SU» или «SD» после цифр.) Эта модификация приводов может использоваться, например, для исключения прорыва в систему отопления перегретой воды при остановке смесительных насосов или для защиты воздухонагревателей от замораживания;
  • быстродействию, то есть времени перемещения штока на 1 мм (приводы для седельных клапанов) или вращения его на 90° (для поворотных клапанов).
В зависимости от этого параметра приводы могут быть «медленные» (с временем перемещения штока 8–15 с или вращения — 280–670 с) и «быстрые» (соответственно, 3–4 или 70 с). «Медленные» приводы выбираются для управления инерционными системами (система отопления или узел централизованного приготовления тепло- или холодоносителя для вентиляционных установок), а «быстрые» — для работы в малоинерционных системах (установки нагрева воды со скоростным водоподогревателем в системах горячего водоснабжения).

Возврат к списку