Внешний авторитет регулирующего клапана (3 видео)

Пропускная способность регулирующего клапана Kvs — значение коэффициента пропускной способности Kvs численно равно расходу воды через клапан в м³/ч с температурой 20°C при котором потери давления на нём составят 1бар. Расчёт пропускной способности регулирующего клапана под конкретные параметры системы вы можете выполнить в разделе сайта Расчёты.

DN регулирующего клапана — 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 регулирующего клапана. Ряд условных проходов DN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 28338-89 «Проходы условные (размеры номинальные)».

PN регулирующего клапана — номинальное давление — наибольшее избыточное давление рабочей среды с температурой 20°C, при котором обеспечивается длительная и безопасная эксплуатация. Альтернативным обозначением номинального давления PN, распространённым в странах постсоветского пространства, было условное давление Ру клапана. Ряд номинальных давлений PN трубопроводной арматуры регламентирован ГОСТ 26349-84 «Давления номинальные (условные)».

Динамический диапазон регулирования, это отношение наибольшей пропускной способности регулирующего клапана при полностью открытом затворе (Kvs) к наименьшей пропускной способности (Kv), при которой сохраняется заявленная расходная характеристика. Динамический диапазон регулирования ещё называют регулирующим отношением.

Так, например, динамический диапазон регулирования клапана равный 50:1 при Kvs 100, означает, что клапан может управлять расходом в 2м³/ч, сохраняя зависимости присущие его расходной характеристике.

Большинство регулирующих клапанов обладают динамическими диапазонами регулирования 30:1 и 50:1, но существуют и клапаны с очень хорошими регулирующими свойствами, их диапазон регулирования равен 100:1.

Авторитет регулирующего клапана — характеризует регулирующую способность клапана. Численно значение авторитета равно отношению потерь давления на полностью открытом затворе клапана к потерям давления на регулируемом участке.

Чем ниже авторитет регулирующего клапана, тем сильнее его расходная характеристика отклоняется от идеальной и тем менее плавным будет изменение расхода при движении штока. Так, например, в системе управляемой клапаном с линейной расходной характеристикой и низким авторитетом — закрытие проходного сечения на 50% может уменьшить расход всего лишь на 10%, при высоком же авторитете закрытие на 50% должно снижать расход через клапан на 40-50%.

Рекомендуется терять на регулирующем клапане с линейной характеристикой не менее 50% располагаемого напора на участке, а на клапане с логарифмической характеристикой не менее 10%.

Расходная характеристика регулирующего клапана отображает зависимость изменения относительного расхода через клапан от изменения относительного хода штока регулирующего клапана при постоянном перепаде давления на нём.

Линейная расходная характеристика — одинаковые приросты относительного хода штока вызывают одинаковые приросты относительного расхода. Регулирующие клапаны с линейной расходной характеристикой применяются в системах, где существует прямая зависимость между управляемой величиной и расходом среды. Регулирующие клапаны с линейной расходной характеристикой идеально подходят для поддержания температуры смеси теплоносителя в тепловых пунктах с зависимым подключением к тепловой сети.

Равнопроцентная расходная характеристика (логарифмическая) — зависимость относительного прироста расхода от относительного прироста хода штока — логарифмическая. Регулирующие клапана с логарифмической расходной характеристикой применяются в системах, где управляемая величина нелинейно зависит от расхода через регулирующий клапан. Так, например, регулирующие клапаны с равнопроцентной расходной характеристикой рекомендуется применять в системах отопления для регулирования теплоотдачи отопительных приборов, которая нелинейно зависит от расхода теплоносителя. Регулирующие клапана с логарифмической расходной характеристикой отлично регулируют теплоотдачу скоростных теплообменных аппаратов с низким перепадом температур теплоносителя. Рекомендуется применять клапана с равнопроцентной расходной характеристикой в системах где требуется регулирование по линейной расходной характеристике, а поддерживать высокий авторитет на регулирующем клапане нет возможности. В таком случае сниженный авторитет искажает равнопроцентную характеристику клапана приближая её к линейной. Такая особенность наблюдается при авторитетах регулирующих клапанов не ниже чем 0,3.

Параболическая расходная характеристика — зависимость относительного прироста расхода от относительного хода штока подчиняется квадратичному закону (проходит по параболе). Регулирующие клапаны с параболической расходной характеристикой применяются как компромисс между клапанами с линейной и равнопроцентной характеристиками.

Читайте также: Как выгнать воздух из системы охлаждения ваз приора 16 клапанов

Видео:Типы регулирующих клапановСкачать

Внешний авторитет регулирующего клапана

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 1.3.2005
Из: Киев
Пользователь №: 504

Группа: Участники форума
Сообщений: 831
Регистрация: 24.4.2006
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 2710

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 1.3.2005
Из: Киев
Пользователь №: 504

Но как-то все туманно в голове.
Когда это авторитет маленький — это плохо. Как сделать его больше мне толком никто не может объяснить. Попутно, при поиске инфы, познакомился с довольно бестолковыми технарями в местных представительствах производителей трубопроводной арматуры и бестактными секретаршами.

Впервые столкнулся при использовании программки RAUCAD от REHAU при расчете системы холодоснабжения.

Группа: Участники форума
Сообщений: 831
Регистрация: 24.4.2006
Из: г.Новосибирск
Пользователь №: 2710

Есть регулируемый участок-где нужно регулировать (расход), он вкл.:
клапан+ нагрузка
Есть располагаемый (Р1-Р2)напор перед рег. участком
Так вот:
Авторитет клапана-отношение падения давления на полностью открытом клапане к располагаемому напору (1)
Что-бы клапан мог-бы «лучше» регулировать расход на нем должно падать большая часть(половина, например) располагаемого напора.
(Аналогия: Если директор фирмы с оборотом в 1млн.руб «контролирует» :
10тыс, то его «авторитет»=10тыс/1млн=0,01
100 тыс, то его «авторитет»=100тыс/1млн=0,1
700 тыс, то его «авторитет» =700тыс/1млн=0,7
. Это понятно?)
Так и гидравликой- на каком элементе падает больше давления- тот и контролирует(определяет) расход.
Что значит «лучше» регулировать?
У клапана есть расходная характеристика, зависимость G=f(h), h-ход затвора клапана
Так вот, если авторитет мал, то расходная характеристка клапана деформируется(искажается)-причудливо выгибается, ухудшая качество регулирования. Это может возникнуть когда клапан выбран с большим запасом -мало отношение (1), в этом случае часть хода затвора вообще не нужна и затвор клапана будет «болтаться» в почти закрытом положении, превращаясь в двухпозиционный элемент: закрыто или открыто.
Теплоотдача радиатора имеет степенную зависимость, чтобы обеспечить линейное регулирование расходную характеристику клапана «делают»-логарифмической(т.е. инверсной- «наоборот»)
Подбор клапана- по расчету Kv
Еще раз обращаю Ваше внимание-почитайте книги Пыркова В.В. на форуме.

Сообщение отредактировал zr84 — 10.8.2007, 4:35

Группа: Участники форума
Сообщений: 63
Регистрация: 1.3.2005
Из: Киев
Пользователь №: 504

Спасибо, немного прояснилось.

Еще один вопрос. Пользуюсь программой расчтеа сетей теплоснабжения RAUCAD от REHAU. Она расставила балансировочные клапаны, но часть из них подобрала в полностью открытом положении. При этом значение «авторитета» в пределах допустимого. Оставить как есть, или думать что-то другое?

Группа: Участники форума
Сообщений: 200
Регистрация: 24.1.2007
Пользователь №: 5676

Видео:09. Что такое авторитет вентиля (клапана) в системе отопления?Скачать

Внешний авторитет клапана

Регулирование теплоносителя через клапан зависит как от его пропускной способности, так и от участка системы, на котором клапан вызывает изменение давления теплоносителя. Этот участок называют регулируемым. Он включает трубопроводы с установленными приборами и оборудованием. За пределами участка перепад давления остается неизменным или колеблется не более чем на ±10 %. В системе обеспечения микроклимата таким участком является либо вся система, либо ее часть, в которой автоматически поддерживается постоянный перепад давления. Схематическое изображение регулируемого участка показано на рис. 3.1.

Через регулируемый участок проходит весь теплоноситель либо его часть, на которую воздействует регулирующий клапан. При изменении расхода теплоносителя происходит перераспределение располагаемого давления между конструктивными элементами участка, в том числе и регулирующим клапаном. По мере открывания клапана на нем уменьшается гидравлическое сопротивление, что приводит, в свою очередь, к увеличению перепада давления на остальных элементах участка из-за

Рис. 3.1. Схема регулируемого участка: 7 — полаюшая магистраль; 2 — терморегулятор; 3 — теплообменный прибор; 4 — регулирующий клапан; 5 — обратная магистраль

Увеличения расхода теплоносителя. Когда регулирующий клапан закрывается, то в остальных элементах участка уменьшается падение давления, поскольку расход стремится к нулю. Все располагаемое давление при этом теряется на клапане. Таким образом, гидравлические характеристики элементов участка оказывают влияние друг на друга в процессе регулирования. Разность давления на клапане не постоянна. Она, как правило, не равна статической разности, по которой его подбирают при проектировании системы.

Читайте также: Дмрв ваз 2110 8 клапанов как восстановить

Потери давления на регулируемом участке обозначены через АР, на терморегуляторе — APh на регулирующем клапане — АР. Отношение потерь давления на максимально открытом терморегуляторе и на максимально открытом регулирующем клапане [20] к максимально возможному перепаду давления на регулируемом участке называют соответственно авторитетом терморегулятора и авторитетом регулирующего клапана:

Иногда их называют внешними авторитетами [21] либо коэффициентами искажения идеальных характеристик [22], либо коэффициентами управления. Во всех случаях физическая суть параметров одинакова. Данные уравнения не совсем удобны для их практического применения, поскольку требуют знания максимального расхода теплоносителя в системе, на клапане и терморегуляторе. В дальнейшем эти уравнения будут преобразованы и основываться на номинальном расходе теплоносителя, Который является расчетным параметром при проектировании систем.

Уравнение внешнего авторитета терморегулятора в двухтрубных системах имеет специфическую особенность. Она заключается в том, что авторитет определен с учетом потерь давления, создаваемых дросселем (подробнее см. п. п. 4.2.4.4).

Гидравлический расчет систем по внешнему авторитету нагляден и прост в манипулировании потерями давления при уравновешивании
циркуляционных колец. Однако он не в полной мере отражает происходящие гидравлические процессы. Тем не менее, находит широкое применение в компьютерных расчетах систем обеспечения микроклимата. При этом не уделяют должного внимания взаимовлиянию клапанов на регулируемом участке. Такое упрощение в некоторой мере приемлемо для систем с постоянным гидравлическим режимом. В системах с переменным гидравлическим режимом внешние авторитеты терморегуляторов и регулирующих клапанов изменяются. Происходит искажение их гидравлических характеристик, поэтому для всех клапанов необходимо определять эффективную рабочую область потерь давления, в которой отклонение параметров системы будет находиться в контролируемых допустимых пределах.

Изменение внешних авторитетов терморегуляторов и регулирующих клапанов визуально можно проанализировать по графикам, показанным на рис. 3.2. График на рис. 3.2,а характеризует систему обеспечения микроклимата в расчетных условиях, при этом отсутствуют какие-либо дополнительные автоматические устройства обеспечения эффективной работы терморегулятора. В процессе частичного закрывания терморегулятора кривая 3 занимает положение кривой 4 на рис. 3.2,6. Возрастающие потери давления на регулируемом участке и АРт на терморегуляторе уменьшают соотношение между потерями давления АР,, и соответственно APvs на регулирующем клапане и потерями давления АР на регулируемом участке. Следовательно, уменьшается авторитет регулирующего клапана.

С некоторым приближением происходит аналогичная работа системы при закрывании части терморегуляторов. Тогда увеличиваются внешние авторитеты у остальных терморегуляторов. Учитывая, что терморегуляторы в процессе эксплуатации открываются относительно расчетного положения кривой 3, могут быть получены противоположные результаты: увеличение внешних авторитетов регулирующих клапанов и уменьшение внешних авторитетов терморегуляторов. Таким образом, внешние авторитеты терморегуляторов и регулирующих клапанов являются непостоянными, так как изменяется не только положение кривой 4, но и изменяется перепад давления на регулируемом участке. Максимальный перепад давления при этом может достигать напора насоса АРн, минимальный — будет характеризовать систему при полностью открытых терморегуляторах и находиться между точками пересечения кривых 3 и 2 с кривой 5. Некоторого ограничения авторитетов регулирующих клапанов и терморегуляторов в соответствии с графиком на рис. 3.2,в достигают установкой перепускных клапанов возле насоса: на байпасе между подающей и обратной магистралями. Лучшие результаты получают

Рис. 3.2. Определение внешнего авторитета клапана в системе обеспечения микроклимата: а — при расчетных условиях; б — при частичном закрывании терморегулятора; в и г — то же, с учетом влияния соответственно перепускного клапана и регулятора перепала лавления; 1 — характеристика сопротивления регулируемого участка без учета сопротивления терморегулятора и регулирующего клапана; 2 — характеристика регулируемого участка без учета сопротивления терморегулятора; 3 — характеристика сопротивления регулируемого участка при расчетных условиях; 4 — характеристика сопротивления регулируемого участка при частичном закрывании терморегулятора; 5 — характеристика нерегулируемого насоса; 6 — характеристика перепускного клапана; 7 — характеристика автоматического регулятора перепала лавления

При установке регулятора перепада давления вместо перепускного клапана, что показано на рис. 3.2,г, либо клапана автоматического регулирования расхода. Но даже в этих случаях не обеспечивается в полной мере стабилизация внешних авторитетов клапанов во всем диапазоне гидравлических колебаний системы. Так, при открывании терморегуляторов, характеризуемом приближением кривой 4 к кривой 2, рабочая точка системы выходит за пределы прямых 6 и 7 и перемещается по кривой 5. Для обеспечения проектных значений внешних авторитетов клапанов во всем диапазоне гидравлического воздействия терморегуляторов, т. е. их открывании и закрывании, необходимо осуществить следующий шаг автоматизации системы: установить автоматические клапаны (перепускные клапаны, автоматические регуляторы расхода, стабилизаторы расхода, автоматические регуляторы перепада давления) на стояках либо приборных ветках системы. Подробнее о совместной работе этого регулирующего оборудования см. в соответствующих разделах книги.

Читайте также: Клапан для заправки хладагента

Таким образом, для создания эффективной работы терморегуляторов, заключающейся в поддержании проектно заданных авторитетов клапанов, в системах обеспечения микроклимата необходимо применять дополнительные автоматические регуляторы как возле насосов, так и на стояках либо горизонтальных приборных ветках. Определение внешних авторитетов при этом зависит от конкретной схемы. Общим подходом является расчет внешнего авторитета клапана по автоматически поддерживаемому давлению АР ближайшим к регулируемому участку автоматическим регулятором. Наиболее часто встречающиеся схемы представлены на рис. 3.3.

На рис. 3.3,а…е показаны некоторые принципиальные схемы применения автоматических клапанов для поддержания авторитетов терморегуляторов и регулирующих клапанов на необходимом уровне. Эти схемы применяют для головного насоса, установленного возле котлов, чиллеров и т. д. Выбор конкретной схемы зависит от необходимости поддержания минимального расхода теплоносителя через теплообмен — ное оборудование или насосы.

Схему на рис. 3.3,а с автоматическим перепускным клапаном используют для небольших систем с терморегуляторами. Байпас с этим клапаном обеспечивает примерно постоянный расход теплоносителя через теплообменник и насос. Однако такой подход нежелателен для систем, в которых недопустимо повышение температуры теплоносителя в обратном трубопроводе, например, при использовании конденсационных котлов. Основными недостатками схемы являются необеспеченность проектных авторитетов клапанов при открывании терморегуляторов и примерная обеспеченность авторитетов при их закрывании (см. п. р. 5.1). Улучшение работы системы происходит при настройке перепускного клапана на 10 % выше перепада давления в точках присоединения байпаса при полностью открытых терморегуляторах, поскольку расчетный перепад давления соответствует частично открытым терморегуляторам (см. п. п. 4.2.4.2). Окончательную настройку перепускного клапана осуществляют при наладке системы. Внешние авторитеты терморегуляторов и регулирующих клапанов при использовании данной схемы следует определять по максимальному перепаду давления ЛРтах в точках присоединения перепускного клапана (см. рис. 3.2,в). Максимальный расход через перепускной клапан устанавливают в зависимости от способа контроля системы: при температурном контроле — зачастую равным 60 % от максимального расхода системы; без температурного контроля — равным максимальному расходу системы.

Схему на рис. 3.3,6 применяют так же, как и предыдущую, в небольших системах с терморегуляторами. Эту схему с постоянным расходом теплоносителя через бойлер называют антиконденсационным байпасом. Стабилизатор расхода гарантирует минимальный расход теплоносителя через байпас при закрытых терморегуляторах. Данный расход предназначен для срабатывания топливного клапана либо предохранительного клапана контроля температуры высокотемпературных источников теплоты, чтобы предотвратить перегрев теплоносителя от тепловой инерции теплообменника. Стабилизатор расхода по сравнению с перепускным клапаном равномернее поддерживает давление в системе, улучшая тем самым работу терморегуляторов. Его, как и перепускной клапан, настраивают на 10 % выше перепада давления в системе при полностью открытых терморегуляторах.

Схему на рис. 3.3,в применяют также для небольших систем. Она обеспечивает примерно постоянный расход теплоносителя через насос и не допускает, в отличие от предыдущих схем, перетоков теплоносителя из подающего трубопровода в обратный. Относительно обеспечения стабильности работы терморегуляторов данная схема имеет те же недостатки, что и схема на рис. 3.3,а.

Схемы на рис. 3.3,г…е предназначены для систем обеспечения микроклимата любой сложности. Их выбор так же, как и предыдущих, зависит от типа контроля системы. Но во всех случаях применение автоматических регуляторов перепада давления является наилучшим решением работоспособности системы. При этом параметры эффективного регулирования определяются при проектировании, а не при наладке системы, как с перепускным клапаном.

Автоматическая стабилизация гидравлических параметров теплоносителя возле насоса не всегда является достаточным условием