Регулятор перепада давления для чего
Регулятор перепада давления – принцип работы и назначение
Регулятор является особой арматурой, применяемой в трубопроводных конструкциях. При помощи данного оборудования разница давлений жидкого вещества автоматически поддерживается на уровне заранее заданных показателей. Регулирование перепадов проводится благодаря клапану, проходное сечение которого изменяется на основе характеристик давления.
Конструктивные особенности
Принцип действия
Регулятор перепада давления, который чаще всего используется на данный момент — мембранного вида. Внутри этого устройства размещена камера с мембраной, находящейся по центру, соединяющейся с затвором клапана. Благодаря ее смещению в любую сторону изменяется положение затвора, по итогу объем протекающих водных масс снижается или повышается. Влияние на мембрану выполняется двумя импульсными линиями. По ним поступают сигналы, идущие из подающей трубной конструкции. Реагирующая на различные значения давлений пружина сжимается, влияя так на мембрану, занимающую конкретное положение.
Назначение
Регуляторы перепада давления чаще всего применяются в водных системах теплоснабжения, имеющих гидравлический режим. Наличие этого устройства дает возможность добиться стабильного давления, задействованных в деятельности тепловой сети. При правильном монтаже устройства отопительная аппаратура будет прочно защищена от нулевых затрат, связанных с перезапуском системы.
Автоматические регуляторы почти не нуждаются в проведении технического обслуживания. При достаточно простых манипуляциях, связанных с настройкой оборудования, они могут поддерживать заданные показатели с высокой точностью.
Регулятор перепада давления: принцип работы, конструкция
Danfoss ASV-PV, DN15, артикул — 003Z5501.
Регулятор перепада давления представляет собой специальную арматуру, используемую в трубопроводных системах. С помощью данного устройства разница давлений жидкой среды автоматически поддерживается на уровне предварительно заданных значений. Регулирование перепадов осуществляется за счет клапана, проходное сечение которого меняется на основании параметров давления.
Как устроены регуляторы? Конструктивные особенности
Danfoss APT, DN32, артикул — 003Z5704.
Существует два вида регуляторов, которые имеют принципиальные отличия:
Danfoss ASV-PV, DN20, артикул — 003Z5501.
Автоматический регулятор перепада давления прямого действия состоит из:
Danfoss ASV-PV, DN15.
Клапаны регуляторов делятся на разгруженные и неразгруженные. Кроме того, они бывают как одно-, так и двухседельными. При этом любое из этих устройств может быть подключено к трубопроводу посредством резьбового или фланцевого соединения, а также методом приваривания патрубков.
Принцип работы регулятора перепада давления
В настоящее время преимущественно применяются регуляторы мембранного типа. Внутри такого устройства располагается камера с установленной по центру мембраной, которая соединяется с затвором клапана. За счет ее смещения в любую из сторон меняется положение затвора, в результате чего количество протекающих через регулятор водных масс сокращается или увеличивается. Воздействие на мембрану осуществляется посредством двух импульсных линий, по которым поступают сигналы, идущие из подающей трубы и «обратки». Реагирующая на разные показатели давлений пружина сжимается, воздействуя, таким образом, на мембрану, занимающую определенное положение.
Danfoss ASV-PV, DN25.
Область применения
Современные регуляторы перепада давления наиболее часто используют в водяных системах теплоснабжения с гидравлическим режимом. Наличие такого устройства позволяет добиться максимально стабильного давления в трубах, задействованных в работе тепловой сети. В условиях правильной установки устройства отопительное оборудование будет надежно защищено от нулевого расхода, связанного с перезапуском системы.
Danfoss ASV-PV, DN15.
Автоматические регуляторы практически не нуждаются в техническом обслуживании. При относительно несложных манипуляциях, связанных с настройкой устройств, они способны поддерживать заданные параметры с достаточно высокой точностью.
Видео
Принцип действия регулятора перепада давления
Принцип действия регулятора перепада давления с мембранным измерителем, пружинным задатчиком, односедельным клапаном и двумя внешними импульсными линиями.
В конструкции регулятора перепада давления предусмотрена камера разделённая мембраной. Мембрана жёстко соединена с затвором клапана таким образом, что смещаясь в одну или другую сторону, она сместит затвор и изменит проток воды через регулятор. На мембрану через импульсные линии с одной стороны воздействует давление из подающего трубопровода (большая величина), а с другой из обратного (меньшая величина). Разница давлений уравновешивается силой сжатия пружины воздействующей на мембрану, в результате чего мембрана занимает среднее положение. Чем сильнее сжата пружина регулятора, тем больший перепад давлений он поддерживает.
Увеличение разницы между давлениями в месте присоединения импульсных трубок, относительно заданной величины — нарушает баланс в мембранной камере и усилие воды превышает усилие пружины выгибает мембрану и перемещает затвор перекрывающий поток воды. Затвор дросселирует поток воды проходящей через регулятор и перепад давлений в месте подключения импульсных трубок установится на заданном уровне.
Пропорциональными регуляторы перепада давления прямого действия называют потому, что скорость и степень открытия затвора пропорциональны скорости и степени изменения перепада давлений относительно настроенного значения.
В зависимости от конструкции, регуляторы перепада давления могут открывать или закрывать затвор при увеличении контролируемого давления.
Регулятор перепада давления для чего
Достоинства:
— Простая настройка
— Высокая точность поддержания давления
— Надёжная и ремонтопригодная конструкция
— Не требует технического обслуживания
— Не требует внешних источников питания
Недостатки:
— Высокая цена
— Сложная конструкция
— Высокие требования к качеству теплоносителя
— Диапазон настроек ограничен усилием сжатия пружины
Устройство и конструкция регулятора перепада давления
Принцип действия регулятора перепада давления с мембранным измерителем, пружинным задатчиком, односедельным клапаном и двумя внешними импульсными линиями. В конструкции регулятора перепада давления предусмотрена камера разделённая мембраной. Мембрана жёстко соединена с затвором клапана таким образом, что смещаясь в одну или другую сторону, она сместит затвор и изменит проток воды через регулятор. На мембрану через импульсные линии с одной стороны воздействует давление из подающего трубопровода (большая величина), а с другой из обратного (меньшая величина). Разница давлений уравновешивается силой сжатия пружины воздействующей на мембрану, в результате чего мембрана занимает среднее положение. Чем сильнее сжата пружина регулятора, тем больший перепад давлений он поддерживает.
Увеличение разницы между давлениями в месте присоединения импульсных трубок, относительно заданной величины — нарушает баланс в мембранной камере и усилие воды превышает усилие пружины выгибает мембрану и перемещает затвор перекрывающий поток воды. Затвор дросселирует поток воды проходящей через регулятор и перепад давлений в месте подключения импульсных трубок установится на заданном уровне.
Пропорциональными регуляторы перепада давления прямого действия называют потому, что скорость и степень открытия затвора пропорциональны скорости и степени изменения перепада давлений относительно настроенного значения.
В зависимости от конструкции, регуляторы перепада давления могут открывать или закрывать затвор при увеличении контролируемого давления.
Схемы установки регуляторов закрывающихся при увеличении перепада давления
В схемах систем отопления и охлаждения с изменяющимся расходом — на ответвлениях (стояках, горизонтальных ветвях), регуляторы перепада давления позволяют исключить влияние на ответвление колебаний гидравлического режима в системе. Предотвращают шумообразование на регулирующих клапанах при высоком дросселируемом напоре. Позволяют оптимизировать регулирование повысив ‘авторитет’ регулирующих клапанов.
Регуляторы перепада давления установленные перед регулирующими клапанами, позволяют исключить шумообразование возникающее из-за высокого дросселируемого напора и оптимизировать регулирование, повысив ‘авторитет’ регулирующего клапана. При подключении импульсных трубок до и после регулирующего клапана, регулятор перепада позволяет выставить расчётный расход и не допускает его превышения.
Схемы установки регуляторов открывающихся при увеличении перепада давления
На байпасной линии обвязки циркуляционного насоса в системах с сильно изменяющимся расходом. При снижении расхода в системе, а соответственно и через насос, напор создаваемый насосом повысится, а значит увеличивается перепад между всасывающим и напорным патрубком. Регулятор реагирует на увеличение перепада давления и открывается, перепуская теплоноситель из напорного патрубка во всасывающий, поддерживая таким образом постоянный расход через насос.
В перемычке между подающим и обратным трубопроводом в обвязке неконденсационного котла подключённого к системе с динамическим гидравлическим режимом, регулятор перепада давления необходим для создания оптимального режима работы котла. В следствии уменьшения расхода, в системе увеличивается напор создаваемый насосом, а соответственно и перепад между подающим и обратным трубопроводом котельной. Регулятор реагирует на увеличение перепада давлений и открываясь перепускает горячий теплоноситель из подающего трубопровода в обратный, обеспечивая стабильный расход через котёл независимо от колебаний в системе. Эта схема применения регулятора перепада давления повышает температуру воды на входе в котёл, снижая вероятность конденсации отходящих газов на теплообменной поверхности.
Настройка регулятора перепада давления
Настройка регулятора перепада давления выполняется после заполнения трубопровода водой во время пусконаладочных работ всего узла. В случае если точно известно давление настройки и чётко определена позиция на настроечной шкале, допускается настройка перепада до момента заполнения трубопровода водой.
Настраивается регулятор перепада, вращением регулировочного винта сжимающего пружину до момента выравнивания перепада давлений в месте отбора импульсов с заданным значением. Вращение регулировочного винта плавно изменяет давление настройки и каждому числу оборотов соответствует определённый перепад в поддерживаемом диапазоне. Проверка регулятора перепада давления выполняется путём изменения расхода воды проходящего через него. Расход воды изменяют любой регулирующей или запорной арматурой установленной на том же трубопроводе, при этом обращают внимание на скорость срабатывания и точность поддержания перепада регулятором. Допустимая погрешность калибровки пружины на граничных значениях диапазона настройки составляет 10%. Для облегчения настройки давления и контроля за работой регулятора в местах отбора импульсов необходимо установить манометры.
Технические характеристики регуляторов перепада давления
DN регулятора давления — номинальный диаметр отверстия в присоединительных патрубках. Значение DN применяется для унификации типоразмеров трубопроводной арматуры. Фактический диаметр отверстия может незначительно отличаться от номинального в большую или меньшую сторону. Альтернативным обозначением номинального диаметра DN, распространённым в странах постсоветского пространства, был условный диаметр Ду регуляторов давления. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».
Kvs регулятора давления — коэффициент пропускной способности соответствует расходу воды, м³/ч с температурой в 20°C, при котором потери напора на клапане регулятора составят 1 бар. Значение коэффициента пропускной способности используется в гидравлических расчётах для определения потерь напора.
Диапазон настройки — диапазон давлений поддерживаемых регулятором, зависит от упругости пружины (усилия задатчика).
Методика расчёта
Подбор диапазона настройки
Диапазон настройки регулятора перепада давления зависит от силы сжатия пружины. Некоторые регуляторы перепада серийно комплектуются одной пружиной и имеют всего лишь один диапазон настройки по перепаду давлений, а некоторые могут быть укомплектованы пружинами различной жёсткости и иметь несколько диапазонов настройки. Перепад давлений который будет поддерживать регулятор, должен находиться, примерно, в средней трети диапазона регулирования.
Выше приведенный алгоритм подбора регуляторов перепада выводит список регуляторов у которых заданный перепад попадет в диапазон от 20 до 80% диапазона поддерживаемых перепадов давлений.
Расчёт регулятора на возникновение кавитации
Расчёт на возникновение шума
Высокая скорость потока во входном патрубке регулятора перепада давления может стать причиной высокого уровня шума. Для большинства помещений в которых устанавливаются регуляторы перепада, допустимый уровень шума составляет 35-40 dB(A), он соответствует скорости во входном патрубке клапана примерно 3м/c. Поэтому, при подборе регулятора перепада давления рекомендуется не превышать выше указанной скорости.
Установка и монтаж регулятора перепада давления
Установку регулятора перепада давления следует производить в соответствии с инструкцией по монтажу, кроме того необходимо учесть ниже приведенные рекомендации:
— До и после регулятора должны быть установлены манометры.
— Перед регулятором перепада, по ходу движения воды, должен быть установлен сетчатый фильтр.
— Для установки регулятора на трубопровод транспортирующий воду с высокой температурой, может потребоваться охладитель импульсов и охладитель штока.
— Различные производители представляют различные данные, но в среднем при монтаже регулятора перепада давления, рекомендуется выдержать прямые участки 5DN перед и 10DN после него.
— Для большинства регуляторов перепада давлений монтажное положение при температурах более 80°С горизонтальное мембранным приводом вниз, при температурах менее 80°С – произвольное.
Обслуживание и ремонт регуляторов перепада давления
Ремонт регулятора перепада давления воды может потребоваться, в том случае, если во время работы или обслуживания было выявлено отклонение перепада давления в месте отбора импульсов от настроенного значения.
Причиной отклонения перепада может быть:
— Засорение импульсной трубки — устраняется продувкой;
— Разрыв мембраны — необходима замена оригинальной мембраной;
— Засорение затвора клапана — устраняется чисткой затвора и седла после демонтажа регулятора давления.
Требования норм, касающиеся регуляторов перепада давления
Ниже собраны требования норм и правил касающиеся подбора, монтажа и эксплуатации регуляторов перепада давления. Приведенный перечень нормативных требований не является исчерпывающим, и со временем будет расширяться. Выдержки взяты из нормативных документов регулирующих порядок проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем жилых, общественных и административно бытовых зданий. В разделе не приведены требования норм и правил которые относятся к регуляторам перепада давления применяемым в промышленности и технологических установках.
ДБН В.2.5-39 Тепловые сети
Пункт 10.18 — Глава 10 Гидравлический режим
При определении напора сетевых насосов перепад давления на вводе двухтрубных водяных тепловых сетей в здание следует принимать равным расчётным потерям давления на вводе в тепловой пункт и местной системе с коэффициентом 1,5 но не менее 0,2МПа.
Рекомендуется избыточное давление снижать в тепловых пунктах.
Пункт 12.12 — Глава 12 Конструкции трубопроводов