www.nemen-lab.ru www.nemen-vis.ru

РАСЧЕТ РЕГУЛЯТОРА ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Вспомним, что еще в первой половине 90-ых годов 20-го столетия эта арматура проектировалась в соответствии с переделами пропорциональности разных проходов регулятора при заданном расходе.

 

В документации были определенны области применения каждого диаметра в свету для определенного диапазона расхода, которые перекрывались (для определенного расхода можно было выбрать до семи проходов или Kv значений!), проектанты без глубоких теоретических знаний плохо ориентировались в ситуации, что приводило к ошибочным результатам (завышение размеров). В связи с тем, что предел пропорциональности регулятора дифференциального давления в принципе задает отклонение давления от установленного значения, то такая документация заставляла выбрать больший проход, у которого было меньшее отклонение для заданного расхода (меньший предел пропорциональности), что приводило к завышению размеров арматуры. Однако регуляторы дифференциального давления, за редким исключением, не работают как настоящие редукционные вентили, и поэтому очень часто эта арматура работала и работает в области нестабильного давления на выходе, что способствовано почти у всех производителей тем, что под определенным минимальным расходом (разные у каждого изделия) регулятор теряет функцию и при расходах близких к нулю стабилизируется давление перед  и за арматурой. По этой причине в некоторой документации содержались рекомендации, чтобы расход, при котором вентиль должен работать, не был ниже 30% расчетного расхода.

Последняя рекомендация зачастую была невыполнимой, особенно в стояках, где расход колеблется в большом диапазоне (в массовом жилищном строительстве -  в стояках  в кухне и спальне). Хотя бы для частичного улучшения такого состояния стали в проектной документации задавать для каждого прохода три значения расхода, которые были найдены так: регулятор дифференциального давления был установлен на определенное значения дифференциального давления и потом снижали расход до такой степени, пока не достигали отклонения +30% от установленного значения. Таким способом был найден расход Qmin. Для определения расхода Qmax  расход повышали до такой степени, пока отклонение давления не достигло -15%. Эти значения расходов были внесены в проектную документацию как диапазон применимости регулятора с условием, что проектант будет рассчитывать вентиль между Qmax и Qn. Благодаря этому появилась какая-то гарантия у относительно качественной арматуры, что даже при сниженном расходе регулятора не попадает в область высших отклонений давления при условии, что не упадет на порядок процент расчетного расхода, т.к. в таком случае регулятор теряет свою функцию и дифференциальное давление на регулирующей арматуре расчет теоретически до бесконечности, практически до значения доступного давления в данном месте. Все стремления производителей были направлены на то, как только можно большее упрощение проектной документации одновременно с ограничение риска несоответствующего расчета. Другими словами, старались свести на минимум риск того, что регулятор при эксплуатации будет работать со слишком малым расходом для данного прохода.

Первый способ расчета состоит в том , что проектант поместит требующий расход между Qmax и Qn у наиболее соответствующего прохода, а тем самым расчет практически готов. Значение дифференциального давления определяется суммой потерь давления всех элементов в защищенной зоне . Следовательно, первый способ расчета предназначен для расчета тех регулятор дифференциального давления, у которых отсутствует определенное давление при нулевом расходе. После этого следует подобрать Kv значение регулятора дифференциального давления, учтенное в гидравлическом расчете сети.

Второй способ расчета исходит из расчета обычного двухходового регулирующего вентиля и предназначен для  той арматуры, которая имеет определенное значение дифференциального давления при нулевом расходе (как редукционные вентили). Объясним на примере:

Требуется рассчитать регулятор дифференциального давления по схеме на рисунке имея следующие данные: среда вода, 70О C, статическое давление в точке присоединения 800 kPa (8 бар), доступное давление в точке присоединение ∆pDISP=110 kPa (1,1 бар), потери давления ∆pтрубопровод=10 kPa (0, 1 бар), ∆pпотребитель=20 kPa (0,2 бар), ∆pвентиль=30 kPa (0,3 бар), условный расход  QNOM=12 м3. Ч-1.

 

Потеря давления регулятора дифференциального давления должна быть ∆pRTD=∆pDISP - ∆pSET, где ∆pSET = ∆pвентиль+∆pпотребитель + ∆pтрубопровод и потом ∆pRTD = 110 – (30+20+10) = 50 kPa (0,5 бар). Следовательно Kv значение

art002  

Предохранительный припуск на рабочий допуск (только при условии, что расход Q не был завышен) определим как

Kvs=(1,1 до 1,3). Kv = (1,1 до 1,3). 17= 18,7 до 22,1 м3-1

Из серийно производимого ряда Kv значений подберем ближайшее (высшее значение, т.е. Kvs = 20м3. Ч-1, которому в зависимости от конкретного производителя будет соответствовать определенный проход. Далее определим требуемое дифференциальное давление регулятора, которое дано суммой потерь давления защищенного участка ∆pSET = ∆pвентиль+∆pпотребитель+ ∆pтрубопровод = 30+20+10 = 60 kPa (0,6 бар).

Следует заметить, что в регуляторах дифференциального давления не всегда Kv значения производится в рядах, как в обычных регулирующих вентилях (атипичный ход по сравнению с моторной регулирующей арматурой), поэтому целесообразно ознакомиться перед расчетом Kv с конкретными данными регулятора дифференциального давления данного производителя.

Обобщая вышеуказанное, можем сделать следующий вывод относительно общего принципа расчета регуляторов перепада давления:

1)      Нельзя завышать размеры регулятора давления и производить расчет «на глаз». Эта рекомендация не обязательна для регуляторов перепада давления LDM (ряды RD 102, RD 103, RD 122), т.к. здесь отсутствует опасность потери функции арматуры при минимальных расходах, тем не менее, сточки зрения экономии и качества следовало бы принять во внимание упомянутую рекомендацию.

2)      Если регулятор предназначен для стабилизации перепада давления на термостатических вентилях, давление не должно быть слишком высоким (8 – 10 kPa вполне достаточно)

3)      Регулятор должен быть размещен вблизи защищенного потребителя (потребителей)

4)      Регулятор должен иметь плавно регулируемое значение дифференциального давления

Здесь очень актуальный п.3), т,к. регуляторы перепада давления ведут себя, как перепускные вентили, в принципе похоже, как часто управляемые насосы. Следовательно, если мы поместим регулятор на пяту объекта, который будет иметь высшую потерю давления внутренней трубопроводной сети, например, несимметрично включенные длинные объекты или объекты с прямоточным включением стояков ( распределение Тихельманна), будем должны установить его и на преодолении потери давления трубопроводной сети, в результате чего могут возникнуть принципиально одинаковые проблемы при сниженном расходе, как и частотно управляемых насосов. С теоретической точки зрения их следовало бы поместить на каждые отопительные приборы (потребитель),но в связи с недостаточной базой деталей и с учетом экономии, на практике помещаем их на пяты стояков, которые являются ближайшей к потребителю узловой точкой.

Преимуществом согласно п.4) является возможность плавного регулирования дифференциального давления. Если у нас в распоряжении будет находиться только регулятор с жестко установленным значение, отклонение которого при низшем расходе вызовет повышение уровня шума системы, то почти не существует возможность упомянутый шум устранить. Если, кроме того, будут завышены размеры регулятора (одновременно объединяться несколько неблагоприятных факторов), мы попадаем в безвыходную ситуацию. Поэтому с технической точки зрения преимуществом является применение плавно настраиваемых регуляторов, где существует возможность снижения перепада давления или точного приспособления к конкретной системе. Таким образом можем приспособить регулятор к системе, а не наоборот, что позволяет с точки зрения давления «посадить» систему ниже.