Методы балансировки

Хорошо известно, что при настройке гидравлического контура особенно важно, чтобы гидравлическая мощность циркуляционного насоса была рассчитана таким образом, чтобы обеспечить достаточное дифференциальное давление для самых удаленных потребителей.

Из-за падения давления в подающих трубах потеря давления для разных блоков уменьшается пропорционально его большему расстоянию от насоса. Как правило, потребители, расположенные ближе всего к насосу, работают при избыточном перепаде давления, что приводит к риску возникновения избыточного расхода. Чтобы решить такую широко распространенную проблему, необходимо увеличить падение давления в отдельных потребителях: другими словами, требуется дополнительное сопротивление. Значение этого сопротивления должно быть измеренным и регулируемым. Идеальным устройством для осуществления этих мероприятий является балансировочный клапан, который также позволяет проверить правильность калибровки при измерении мгновенного расхода. Рассмотрим схему, показанную на рис. 2.1, и предположим, что перепад давления между насосом и самым отдаленным блоком составляет 50 кПа

Если все потребители эквивалентны, и для каждого из них требуется перепад давления 30 кПа (включая падения давления для всех составляющих и регулирующего клапана), напор насоса должен быть не менее 80 кПа.

В этой ситуации перепад давления на приборах составляет от 0 до 50 кПа, в зависимости от их расстояния от насоса. Чтобы компенсировать этот дисбаланс, достаточно установить клапаны, которые могут обеспечить такую разницу.

Единственным исключением является наиболее удаленный потребитель, который, имея точное дифференциальное давление и, следовательно, точный расход, не нуждается в дополнительной коррекции. Напротив, при использовании двухходового клапана в системах с переменным расходом, клапан должен быть пересчитан на основе избыточного давления, создаваемого балансировочным клапаном. Как правило, диаметр и настройка балансировочных клапанов рассчитываются на этапе проектирования и поэтому указаны на чертежах системы.

На этапе строительства вам нужно только проверить значения настроек и внести корректировки. Процедура балансировки, опи- санная выше, представляет собой так называемый ?метод предварительной регулировки?. Если данные, необходимые для определения значений параметров балансировочного клапана, недоступны, соответствующие операции балансировки должны выполняться с использованием специальной процедуры, называемой ?компенсированный метод?, которая будет описана ниже.

Предварительные действия в системе

Чтобы подготовить систему для точной балансировки необходимо:

• Как можно подробнее разделить схему распределения на аналогичные и однородные рабочие зоны с точки зрения изменения давления и к которым обычно может применяться система автоматического управления. Каждая из этих областей должна определяться с точки зрения гидравлики насоса, регулирующего клапана, основных распределительных линий, вторичных ветвей и, наконец, потребителей.
• Определить установку балансировочных клапанов на основных магистралях, ответвлениях и основных терминальных устройствах (потребителях).

Во время калибровки автоматических регулирующих клапанов, которые должны управлять этими терминальными блоками (потребителями), рекомендуем обеспечить дифференциальное давление на клапанах, чтобы получить значение авторитетов более 0,5. Для регулирующих клапанов конечных потребителей калибровка основана на различном типе распределения:

• Для установки в радиаторных системах термостатические клапаны должны выбираться на основе дифференциального давления около 8-10 кПа, чтобы получить довольно небольшие значения Kv, которые обеспечивают правильную работу при любом заданном давлении
• Для двухходовых клапанов калибровка должна обеспечивать перепад давления с полностью открытым клапаном и номинальным расходом, соответствующим: - не менее 50% дифференциального давления на закрытом клапане - по возможности, не менее 25% напора насоса;
• Калибровка трехходового клапана должна гарантировать падение давления клапана, равное общему перепаду давления всех элементов, входящих в управляемую цепь. Для смесительных клапанов эти элементы устанавливаются выше по потоку (например, котел), а для разделительных они устанавливаются ниже по потоку (например, крыльчатка воздухообмена)
• Рассчитайте и размер трубы в соответствии со стандартными процедурами. В частности, необходимо учитывать фактор современности для минимизации диаметров труб. Этот коэффициент следует идентифицировать по трубопроводу, и расход должен быть скорректирован в соответствии с выбранным фактором Примечание: чрезмерное падение давления в трубопроводе влияет на плавную работу системы управления терминалом (потребителем), особенно если мы рассматриваем возможность изменения расхода.
• Выберите насос с общим номинальным расходом и напором, достаточными для обеспечения наиболее удаленного контура. Любые чрезмерные размеры бесполезны, так как система будет сбалансирована
• На этапе проектирования предусмотреть балансировку расхода системы и составление технического отчета по процедуре балансировки. Этот отчет об испытаниях включает полученные значения расхода и настройки всех балансировочных устройств

Размеры балансировочных клапанов

Балансировочный клапан, как и все пассивные сопротивления контура, создает перепад давления. Эта фундаментальная функция, используемая надлежащим образом, позволяет корректировать значения перепада давления и, таким образом, получать правильный расход в контурах. Пассивные сопротивления создают падение давления, которое изменяет расход в соответствии со следующим уравнением:

Коэффициент пропускной способности клапана kv существенно зависит от проходного сечения отверстия между седлом и затво- ром. Максимальное значение Kv, называемое Kvs, представляет собой расход в м3/ч через клапан, когда дифференциальное давле- ние составляет 1 бар. Балансировочный клапан обычно выбирается так, чтобы иметь желаемое значение настройки, близкое к 75% от открытия клапана. Методы балансировки Это позволяет получить максимальную точность при сохранении инвестиционных затрат. Обычно диаметр клапана может быть меньше диаметра трубы. В существующих установках часто бывает сложно рассчитать требуемое значение настройки. Во избежание избыточного запаса рекомендуем убедится в том, что в полностью открытом положении при номинальном расходе - падение давле- ния составляет не менее 3 кПа.

Способ предварительного регулирования

Метод предварительного регулирования представляет собой метод расчета, позволяющий заранее определить настройку балансировочного клапана при прокладке циркуляционных контуров на основе номинального расхода и перепада давления каждой цепи. Насос выбран для удовлетворения потребностей наиболее удаленных потребителей. Его напор, обеспечивающий достаточ- ный расход для удаленных потребителей, создает нежелательное избыточное давление для других потребителей, что приводит к чрезмерному расходу.

Основной целью этого метода является определение величины дополнительного падения давления (соответствующего значению балансировочного клапана), который устраняет избыточное дав- ление и обеспечивает правильный расход во всех агрегатах.

Другими словами, целью является стандартизация dP схем, относящихся к одному и тому же узлу. Действия, предусмотренные для применения этого метода, следующие:

• рассчитать перепад давления, учитывая всю длину контура (от точки подачи насоса до точки возврата в насос). Полученное значение будет представлять собой сумму dP всех элементов, установленных последовательно в рассматриваемой схеме:
  - насос
  - регулирующий клапан
  - локальные падения давления
  - подача и обратка в котельную и из нее (с учетом общего расхода);
• Повторите эту операцию для всех схем параллельно, сравнив полученные значения и определив терминалы с наибольшим дефицитом расхода. Также необходимо рассчитать разницу в эталонном dP (для контура с наибольшим дефицитом расхода) и общее количество всех остальных схем. Полученные таким образом значения представляют собой дисбалансы, которые необходимо компенсировать с помощью dP, получаемого с помощью балансировочных клапанов. Аналогичный результат можно получить, вычислив дифференциальное давление, име- ющееся в каждом узле основного контура, и путем калибровки балансировочных клапанов на основе разницы между dP на узле и величиной, необходимой для отдельной ветви. Чтобы лучше прояснить эту концепцию, рассмотрим на примере две системы. Схема, показанная на рисунке 2.2, состоит из трех потребителей, установленных в параллельных контурах и имеющих следующие характеристики (автоматические клапаны были опущены, чтобы упростить расчет):
  - схема 1: Q = 5 м³/ч; dP = 20 кПа
  - схема 2: Q = 7 м³/ч; dP = 30 кПа
  - схема 3: Q = 7 м³/ч; dP = 30 кПа

Трубы имеют следующие гидравлические характеристики:

• труба a: Q = 7 + 7 + 5 = 19 м3/ч; dP = 15 кПа
• труба b = e: Q = 7 + 7 = 14 м3/ч; dP = 8 кПа
• труба c = d: Q = 7 м3/ч; dP = 8 кПа

Балансировочный клапан устанавливается последовательно с наиболее неблагоприятным контуром. В этой ситуации номер 3 имеет диагностическую функцию и выбирается так, чтобы иметь минимально возможное падение давления (однако, не менее 3 кПа) и обеспечить точное измерение с помощью дифференциального манометра. Основываясь на параметрах настройки, приведенных в техническом листе Джакомини, диаметры и установочные значения определяются следующим образом:

• ST3 = 2’’, установленный в положение 90 с dP = 6 кПа

Теперь мы можем определить рабочие характеристики насоса:

• Расход q = qbatt 1 + qbatt 2 + qbatt 3 = 5 + 7 + 7 = 19 м3/ч
• Напор H = a + b + c + Batt 3+ ST3 + d + e = 15 + 8 + 8 + 30+ 6 + 8 + 8 = 83 кПа

Согласно первой системе, общий dP для каждой единицы может быть рассчитан, учитывая весь маршрут от насоса до насоса:

• схема 3 общая DP = a + b + c + Batt3 + ST3 + d + e = 15 + 8 + 8 + 30 +6 + 8 + 8 = 83 кПа
• схема 2 общий DP = a + b + Batt2 + e = 15 + 8 + 30 + 8 = 61 кПа
• контур 1 общий DP = a + batt1 = 15 + 20 = 35 кПа

Дифференциальные давления потребителей (терминалов) 1 и 2 должны быть компенсированы путем регулирования соответствующих балансировочных клапанов (ST1 и ST2).

Введенный dP должен быть равен разности между вычисленным наивысшим dP (общая сумма 3PP) и схемой рассматриваемой ветви (общая сумма 1 контура 1 и общая сумма 2 dP), чтобы получить: ST1: q = 5 м3/ч dP = dP tot batt. 3 - dP tot batt. 1 = 85-35 = 48 кПа

Теперь, выбрав (или ≪подобрав≫) правильный размер клапана, мы имеем:

• ST1 = 1 1/2 ”с настройкой 30
• ST2: q = 7 м3/ч; dP = dP tot COIL 3 - dP tot COIL 2 = 83-61 = 22 кПа

Выбрав (или ≪подобрав≫) теперь правильный размер клапана, мы имеем:

• ST2 = 1 1/2”с настройкой 70

Применяя теперь вторую систему расчета, как только насос выбран, приступайте к расчету дифференциального давления на узлах:

• DP CD = c Batt.3 + ST3 + d = 8 + 30 + 6 + 8 = 52 кПа
• DP AB = b + dP CD + c = 8 + 52 + 8 = 68 кПа

Расчет значений настроек клапана ST1 и ST2 определяется путем вычитания из значения dP узлов, соединенных с веткой, перепада давления рассматриваемой схемы.

• ST1: q = 5 м3/ч, dP = dP AB - dP COIL 1 = 68-20 = 48 кПа

При выборе правильного размера клапана мы имеем:

• ST1 = 1 1/2 ”с настройкой 30
• ST2: q = 7 м3 / ч; DP = dP CD - dP batt. 2 = 52-30 = 22 кПа

При выборе правильного размера клапана мы имеем:

• ST2 = 1 1/2 ”с настройкой 70

При наличии переменного расхода, с автоматическими двухходовыми регулирующими клапанами, полезно пересчитать их с большими перепадами давления. Избыток будет компенсирован балансировочным клапаном. На самом деле, важно для сохране- ния авторитета двухходового регулирующего клапана не снижать полностью (до расчетного значения) расход последовательно установленным балансировочным клапаном.

Это замечание будет более понятным на примере вычислений для двухходового клапана с dP = 20 кПа с авторитетом s = 0,5 и общим dP = 40 кПа. В контрольном расчете мы имеем избыточное давление 40 кПа в узлах, соответствующих рассматриваемой ветке. В таких условиях при компенсации дисбаланса балансировочным клапаном путем введения dp 40 кПа мы могли бы уравновесить ветвь, но при этом значительно снизили бы возможность регулирования клапана. Фактически, авторитет будет равен:

Если бы, несмотря на это, мы приняли регулировочный клапан с dP = 40 кПа и обеспечили оставшиеся 20 кПа балансировочным клапаном, мы могли бы получить такой оптимальный авторитет:

Если все крайние блоки основной магистрали имеют избыток пере- пада давления выше определенного значения, например, 20 кПа, можно уменьшить перепад давления на 20 кПа с помощью балансировочного клапана, установленного в этой же основной магистрали, и компенсировать оставшуюся часть с помощью клапанов, установленных на ветвях и оконечных устройствах. Чтобы вычислить значение Kv, необходимое для балансировки, мы должны сначала рассчитать перепад давления, который необходимо сбалансировать:

• dP ST = dP H – dPr

где

• dP ST = падение давления балансировочного клапана
• dP H = давление, доступное на узлах
• dPr = падение давления в цепи

Значение Kv будет определяться следующим уравнением:

Например, со значениями dPH = 10 кПа, dPr = 60 кПа, q = 5 м3/ч, мы получим балансировочный клапан dP 40 кПа и Kv 7,9. И необходимо только определить настроечное положение клапана, которое можно получить из технической документации. Как показано, положение настройки, соответствующее предварительно рассчитанному Kv 7.9, может быть получено с помощью клапана диаметром 1”, установленного на 100, или с клапаном диаметром 11/4”, установленным на 85, или, наконец, с клапаном 1 1/2 ” с настройкой 30. Это значение настройки вместе со значением расхода будет указано в проекте после завершения установки для проверки точного значения расхода. Если терминальный блок представляет собой радиатор с термостатическим клапаном с регулируемым Kv, предварительная настройка обычно рассчитывается на основе падения давления в 8 кПа, которое при разнице температур между подачей и обраткой 20 °C соответствует величине Kv:

• dT = дифференциальная разность температуры подачи и обратки
• Q = расход л/ч

Точный расчет перепада давления в каждом терминале достаточно сложен, но, тем не менее, систему необходимо сбалансировать.

≪Метод предварительной настройки≫ – это метод расчета, который корректирует любой дисбаланс во время проектирования и, конечно же, идеально подходит для новых систем.

Однако необходимо учитывать, что во время балансировки могут потребоваться некоторые изменения настроек, даже перед самым окончанием, в последнюю минуту, и это может изменять гидравлику контуров.

Поэтому необходимо проверить все клапаны после установки и настройки, составить подробный отчет и, при необходимости, соответствующим образом отрегулировать значения параметров.

Пропорциональный метод

Как уже обсуждалось, при подключении нескольких параллельных ответвлению терминальных блоков в параллельных контурах, любое изменение значения дифференциального давления в узлах может пропорционально изменять расход для всех потребителей.

Рассмотрим схему, показанную на рис. 2.3, где доступный перепад давления выражается через dPa = dPh-dPstp и, например, при изменении настройки и, следовательно, перепада давления балансировочного клапана STP, dPa в четыре раза больше исходного мы получим вдвое больший расход в каждом терминальном блоке (Q1, Q2, Q3, Q4).

Это означает, что любое изменение вне значения dP будет изменять расход в параллельных подключаемых терминалах одним и тем же пропорциональным образом. Разумеется, это правило будет действовать до тех пор, пока настройки клапана ST1, ST2, ST3, ST4 не будут изменены.

И даже в ситуации, когда есть изменения на отдельных ветвях сис- темы (например, ST3), произойдет пропорциональное изменение в ветвях вниз по течению (ST1, ST2). Пропорциональный метод работает при балансировке терминальных блоков отдельного контура, и таким же образом правило действует для балансировки ветвей и магистральных трубопроводов.

Требуемые инструменты

• два дифференциальных манометра
• техническая документация производителя
• для больших систем может потребоваться помощь технических специалистов, участвующих в операциях по балансировке (по мобильному телефону и т. д.)

Процедура балансировки

• Выберите первый стояк, который будет сбалансирован. Закройте все главные клапаны других стояков. Полностью откройте клапан настраиваемого стояка и все клапаны ниже по потоку от этой цепи, таким образом получив перерасход.
• Определите точный порядок балансировки ветвей. Используя дифференциальный манометр для измерения мгновенного расхода, можно рассчитать соотношение между измеренным расходом qm и расчетным расходом qp в каждой ветви:
  
  Балансировку нужно начинать с ветвей с максимальным значением r, и это, конечно, наиболее целесообразно. Это приведет к постепенному увеличению расхода, доступного для других ветвей системы.
• Балансировка расхода отдельных ветвей потребителей:
  
  A) Измерьте расход каждого потребителя (q1, q2, q3 и q4) при полностью открытом балансировочном клапане.
  
  B) Рассчитайте ru каждого потребителя:
  
  Единицу с наименьшим значением ru будем называть ru _min;
  
  C) Установите значение расхода ST-1 таким образом, чтобы получить значение ru ST-1 равным 95% от ru min и зафиксируйте эту настройку, эта настройка будет использоваться в качестве базовой. На клапане ST-1 должен быть установлен дифференциальный манометр для контроля значения dP во время последующих шагов.
  
  D) Установите настройку клапана ST2 для получения того же самого значения ST-1 (контрольный клапан). ST-1 ru немного увеличится. Сбросьте клапан ST-2, чтобы получить то же зна- чение ru для ST-1.
  
  E) Двигаясь в обратном направлении в направлении от насоса, переключитесь на ST-3, а затем на ST-4, чтобы получить то же значение ru для ST-1. Некоторые изменения выше по течению от двух блоков потребителей будут явно влиять и изменять последующие расходы потребителей по тому же самому соотношению.
  
  F) Когда все единицы сбалансированы друг с другом, настройте ST-1, так чтобы получить ru ST-1 = 1. Автоматически все остальные устройства будут иметь корректные значения расходов.
  
  G) Используйте тот же метод балансировки для всех других ветвей в той же системе.
   
• Второй этап состоит в балансировке всех ветвей системы, как показано на рисунке 2.4.
  
  
  
  Сначала измерьте все расходы с помощью дифференциального манометра, а затем рассчитайте следующее соотношение для каждого балансировочного клапана:
  
  
  
  B) Используйте в качестве rmin рассчитанное наименьшее значение r клапана.
  
  C) Установите клапан ST-1, чтобы получить значение r для него равным 95% от rmin, затем зафиксируйте эту настройку и оставьте дифференциальный манометр на этом клапане для непрерывного мониторинга.
  
  D) Установите ST-2 (обратка насоса), чтобы получить r ST-2 = r ST-1. При этом значение r ST-1 будет немного увеличено, поэтому продолжайте сброс ST -2 до тех пор, пока r ST-2 не станет равным новому значению r ST-1. После этого зафиксируйте ST-2 в этом установочном положении.
  
  E) Двигаясь в обратном направлении от насоса, переключитесь на ST-3, который должен быть установлен в настроечном положении со значением r ST-1 = r ST-3, а затем r ST-1 = r ST-2 = r ST-3.
  
  F) Балансируйте главный клапан ST-6, чтобы получить r ST-1 = 1.
  
  G) Все другие скорости потока будут автоматически исправлены.
   
• Баланс стояков:
  
  A) На третьем этапе должны быть сбалансированы стояки. Измерьте расход во всех стояках (при открытых клапанах);
  
  B) Определите наименьшее значение r, которое будет называться rmin
  
  C) Установите ST-4 (база), так, чтобы получить r ST-4 = 95%мин, затем заблокируйте клапан и оставьте дифференциаль- ный манометр на этом клапане для непрерывного мониторинга.
  
  D) Установите ST-5 (обратка насоса), так, чтобы получить r ST-5 = r ST-4. При этом значение r ST-4 будет немного увеличено, поэтому продолжите сброс ST -5 до тех пор, пока r ST-5 = r ST-4. Теперь заблокируйте ST-5 в этом установочном положении.
  
  E) Двигаясь в обратном от насоса, рассмотрите ST-6, который необходимо установить для получения r ST4 = r ST-5 = r ST-6. F) Настройте главный клапан ST-9, чтобы получить r ST-4 = 1, все другие расходы будут автоматически скорректиро- ваны. Ветви и все потребители после этих процедур правильно сбалансированы.

Как показано, пропорциональный метод требует длительной подготовки, чтобы определить, какая ветка является наиболее удобной для начала. Кроме того, базовый клапан выбирается произвольно, поэтому падение давления балансировочного клапана не минимизируется.

По этой конкретной причине компенсационный метод, как описано ниже, является самым быстрым и эффективным: он позволяет уменьшить перепады давления балансировочных клапанов независимо от падения давления контрольного клапана, не опустившись ниже минимального значения, необходимого для получения точного измерения.

Компенсационный метод

≪Компенсационный метод≫ может применяться к любой существующей системе, и предварительные расчеты не требуются. Этот метод предлагает два основных преимущества:

• сокращает время ввода в эксплуатацию и балансировку, поскольку для этого требуется только простая установка для каждого клапана без повторения;
• снижает затраты на насос, минимизируя падение давления балансировочного клапана. Кроме того, возможный чрезмерный размер насоса может быть компенсирован основным балансировочным клапаном. Если дисбаланс является чрезмерным, может оказаться целесообразным снять клапан и установить меньший насос или уменьшить общий напор насоса, чтобы обеспечить максимальную экономию энергии и снизить эксплуатационные расходы.

Предварительные действия

• Определите основные контура, стояки, ветви и терминальные модули в проекте системы. Проверьте расход каждого балансировочного клапана. Убедитесь, что расходы каждого стояка равны сумме тех, что указаны в их ветвях;
• Очистите фильтры и удалите воздух из системы;
• Откройте все запорные и регулирующие клапаны, чтобы получить максимальный расход. Используйте, если уже рассчитаны, значения предварительной настройки на каждом балансиро- вочном клапане. Если это невозможно, все балансировочные клапаны стояков должны быть частично отключены, за исключением только клапана, от которого вы хотите начать настройку потребителей и зон;
• Убедитесь, что подача насоса осуществляется в правильном направлении;
• Убедитесь, что у вас есть все необходимые инструменты, а именно:
  a) два дифференциальных манометра для мгновенного считывания как дифференциального давления, так и расхода;
  b) техническая документация;
  c) если система очень большая, по крайней мере два человека должны иметь возможность общаться через мобильный телефон;

Эталонный клапан и компенсационный клапан

При изменении расхода через балансировочный клапан изменяется перепад давления в этом контуре и, следовательно, гидравлика связанных контуров поскольку гидравлические. Любое изменение в контуре вызывает, по сути, общее изменение расходов. Такое поведение гидравлических контуров затрудняет балансировку, поскольку после установки одного клапана любое изменение, которое происходит на следующих, вызывает изменения первого и, в свою очередь, всех остальных. По этой причине требуется нес- колько калибровок, в результате происходит потеря времени. ≪Компенсационный метод≫ позволяет предотвратить такой недостаток, позволяя выполнять одноразовую настройку балансировочного клапана даже для очень больших систем. Для этого необходимо постоянно контролировать dP уже установленного клапана и, шаг за шагом, отменять изменения, вызванные установкой других, путем регулирования балансировочного кла- пана (компенсационного клапана), установленного выше по потоку контура.

Как показано на рис. 2.5, изменение, измеренное как изменение dP на ≪контрольном клапане≫, компенсируется клапаном, влияющим на основной расход.

Этот ≪компенсационный клапан≫ позволяет на практике поддерживать постоянный опорный клапан dP и, следовательно, косвенно также все ветви, которые находятся между ними. На рисунке 2.5 показана ветвь с несколькими терминальными блоками. Самый дальний блок рассматривается как контрольный клапан (ST-1).

Расход устанавливается на номинальное значение для блока 1. Это значение соответствует значению dP (dPr), которое должно постоянно контролироваться. Теперь, перейдя на блок ST-2, мы заметим, что любое изменение расхода устройства 2 изменит dPr.

Поэтому значение dPr необходимо вернуть к исходному значению, настройкой компенсационного клапана. На практике это означает сброс расхода блока 1 до его корректного значения. Та же процедура должна быть применена к блоку 3. Настройка расхода этой ветви также приведет к изменению двух предыдущих, вызванных изменением dPr, с последующей компенсацией.

Таким образом, эта процедура применима к любому количеству терминальных устройств, обслуживаемых одной и той же ветвью. Те же ветви, как и стояки, могут быть сбалансированы между собой в соответствии с одной и той же системой. Работы по настройке должны выполняться, начиная с самого дальнего устройства от точки подключения к основной подающей магистрали (контрольный клапан), с переходом на ближайший блок.

Настройка эталонного клапана

Значение dP, выбранное для получения правильной скорости потока в эталонном блоке, должно быть самым низким, при соблюдении следующих ограничений:

• не менее 3 кПа. Это минимальное значение позволяет получить достаточно точные показания как с электронными устройствами, так и с использованием традиционных манометров дифференциального давления. На практике минимальный контрольный клапан Kv должен быть как минимум в 5,8 раз больше, чем номинальный расход (м3/ч), равный, по меньшей мере, падению давления в полностью открытом положении.
• Если при номинальном расходе и полностью открытом клапане падение давления составляет 5 кПа, то, очевидно, невозможно получить настройку 3 кПа. Минимально допустимое падение давления можно рассчитать по следующему уравнению:
  
  где значение dP выражается в kPa и qnom. в м3/ч, равном, по меньшей мере, перепаду давления в наиболее неблагоприятном блоке, когда ясно, что он есть, и когда он отличается от эталонного. Такая ситуация типична для линий с терминальными блоками с очень разными перепадами давления и где значение dPr = 3 кПа может оказаться недостаточным для определения перепада давления терминалов с наименьшими расходами. В таких ситуациях требуется самое высокое значение

Балансирование единиц с некоторым перепадом dp

Последовательность следующих действий разработана на отопительной системе, как показано на рис. 2.6. Тем не менее, этот же метод может быть явно применен к другим типам систем.

В этом примере мы рассмотрим стояк 6 вторичной схемы 9.

• Установите расход терминальных блоков, как показано в предыдущем абзаце. В применениях с радиаторами метод проще, поскольку термостатические клапаны предварительно устанавливаются на основе падения давления в 8 кПа; при номинальных условиях расход не измеряется в этом приложении.
• Балансируйте ветви между ними. В этой ситуации эталонным клапаном является ST-1, который должен быть установлен так, чтобы получить номинальное падение давления и, следовательно, номинальный расход для этой ветви. Зафиксируйте настройку балансировочного клапана и проверьте значение dP (dP ST-1). >>Подключите дифференциальный манометр к ST-1 и убедитесь, что измерения происходят непрерывно и известно тем, кто снимает показания на компенсационном клапане ST-6. При использовании электронного устройства достаточно простого удлинительного кабеля для передачи значения считывания; использование стандартного дифференциального манометра потребует двух человек.
• Используйте клапан ST-6 для поддержания корректного значения dPr для эталонного клапана ST-1. Если клапаны ST-2 и ST-3 полностью открыты, то высокий расход через эти клапаны, может не позволить достичь необходимого расхода контрольного клапана dPr. В этой ситуации ST-3 и, возможно, ST-2, должны быть исключены для получения правильной настройки. Их регулирование будет выполнено на следующем этапе.
  
  
   
• Балансируйте расходы в других контурах, используя второй дифференциальный манометр, начиная с ST-2 (см. рисунок 2.7) и продолжая вверх по течению с ST-3 и т. д. В то же время изменение dP, снятое на ST- 1, должно быть скорректировано через ST-6 при каждом изменении настройки ST-2 и ST-3.
• После установки последнего клапана, ближайшего к компенсационному клапану (ST-3 в примере), все скорости потока будут соответствовать расчетным значениям. Действуйте таким же образом, чтобы установить терминальные блоки стояка ST-5, полностью открыв его и повторив описанные выше операции, начиная с номера 2.
• Как только контуры стояков будут полностью сбалансированы, стояки должны быть сбалансированы между собой. Процедура аналогична процедуре, используемой для контуров. Клапан ST-4 последнего стояка рассматривается как ≪контрольный кла- пан≫ (см. Рис. 2.8), в то время как ST-9 будет ≪компенсационным клапаном≫. В конце процедуры падение давления ST-9 будет представлять собой избыточное значение напора насоса. Если это значение будет очень высоким, можно заменить насос меньшим или изменить положение настройки насоса.

Балансирование потребителей с различающимися известными значениями перепадов давлений

В этой ситуации при настройке расхода контуров терминалов должны быть известны падения давления каждого блока. Эта информация обычно указана в проектной документации.

Эта процедура отличается от предыдущей только для установки эталонного клапана. На рисунке 2.9 показан контур с конечными терминалами с различными известными падениями давления.

• Идентифицируйте устройство с максимальным перепадом дав- ления (п. 3 в этом примере).
  
  
   
• Определить падение давления балансировочного клапана, установленного в этом контуре, в полностью открытом положении (например, 5 кПа).
• Вычислить dP в узлах рассматриваемой единицы (dP AB = 40 + 5 = 45 кПа).
• Определить перепад давления для балансировочного клапана первого блока (n.1) путем вычитания перепадов давления труб ниже по потоку от блока 1 из ранее рассчитанного dP. В при- мере 45-3-20 = 22 кПа.
• Установить клапан ST-1 на 22 кПа и продолжить работу с другими устройствами, как описано выше.

Балансирование потребителей с неизвестными различающимися значениями перепадов давлений

В случае потребителей с неизвестными различающимися номинальными падениями давления необходимо идентифицировать тот, который создает наивысший перепад давления.

Это не может быть достигнуто путем простого сравнения фактических расходов разных блоков, поскольку некоторые из них могут иметь байпасные участки, способные поглощать большую часть расхода.

В этой ситуации ограниченный поток будет проходить через самые отдаленные блоки, и, как следствие, тот, который обладает наибольшим сопротивлением, не будет иметь расхода. Рассмотрим еще раз рис. 2.9 при условии, что падение давления контура неизвестно.

Чтобы идентифицировать устройство с наибольшим сопротивлением, выполните следующие действия:

• Откройте клапан ST-5 полностью и закройте все остальные балансировочные клапаны каждого оконечного устройства контура, начиная с блока 4 и исходящего вниз по течению, выполните следующие шаги;
  
  A) Закройте балансировочный клапан и измерьте значение dP = dPmax
  
  B) Установите клапан так, чтобы получить номинальный рас- ход и значение dP = dP min
  
  C) Номинальное падение давления в устройстве и его состав- ляющих будет составлять dPu = dPmax - dPmin Поскольку известны падения давления, необходимо действовать, как описано выше.

Р. Торреджжани
Балансировка систем отопления и охлаждения