Отопление и водоснабжение
под ключ в Калуге и области
04.05.2015

Терморегулирующая арматура для систем отопления

Терморегулирующая арматура для систем отопления.

Сегодня достижение теплового комфорта в тренде энергоэффективности практически невозможно без использования современных технологий и оборудования, позволяющих оперативно и с высокой точностью поддерживать заданную температуру.

Комфортные условия внутри помещений обеспечиваются генерацией. дозированием и перемещением требуемого количества тепла или холода в нужное место. В установках, использующих жидкий теплоноситель, непосредственно за объем «отпуска тепла» отвечает терморегулирующая арматура. Задача обеспечения функционирования системы отопления в оптимальном, обеспечивающем заданные параметры микроклимата режиме решаема лишь при ее регулировании. Оно может осуществляться различными способами с тем, чтобы изменять объем и/или температуру поступающего к отопительным приборам теплоносителя.

 

Типы регулирования

В соответствии с источником детекторного сигнала различают три способа регулирования работы отопительной системы: по температуре теплоносителя, воздуха в помещении и наружного, так называемое, погодозависимое. В первом случае термостат регулирует теплопроизводительность котла или подачу теплоносителя в зависимости от показаний датчика его температуры. Из-за того что параметры воздуха в помещении не учитываются, такие системы инерционны, неэкономичны и не обеспечивают высокий уровень комфортности. Во втором случае.

термостаты регулируют отопление по показаниям датчика температуры воздуха, установленного в помещении. Такое регулирование обеспечивает большую экономичность и уровень комфорта, оперативную коррекцию параметров внутреннего климата.

Оптимальных результатов позволяет добиться регулирование работы отопления по температуре наружного воздуха. В этом случае оно осуществляется по сигналу датчика снаружи здания. Важное преимущество таких систем - опережающий характер воздействия на отопительную систему и поддержание заданных параметров воздуха в помещении. "Опережение" позволяет снизить расход энергоресурсов. Система регулирования может объединять все способы, дополняющие друг друга.

Гидравлика

При терморегулировании реализуются различные гидравлические схемы, в которых применяется и соответствующее им оборудование. Например, возможно изменение расхода за счет дросселирования или отвода части теплоносителя. Такая схема применяется в случаях, когда при частичных нагрузках допустимо значительное снижение температуры обратной воды. При изменении расхода в этих схемах возникают колебания давления, поэтому желательно применение циркуляционного насоса с регулируемой частотой вращения. Постоянный расход и давление в котловом контуре может обеспечить подача теплоносителя потребителю и (через байпас) в обратный трубопровод.

Изменение температуры теплоносителя у потребителя может происходить за счет смешения или впрыска определенных его объемов с другим температурным потенциалом. В этом случае обычно применяется трехходовой клапан, фактически разделяющий контур на первичный (котловой) и вторичный (нагрузки). Горячая вода смешивается с «обраткой», обеспечивая получение нужной температуры у потребителя. Такой вид регулирования используют при радиаторном отоплении, в установках с низкотемпературными котлами, тепловыми насосами, в системах с воздухонагревателями. уменьшая опасность их замерзания.

При необходимости получения теплоносителя с различной по контурам температурой реализуются схемы с фиксированным предварительным смешением.

В системе с впрыском используются два насоса - обеспечивающий давление в котловом контуре с учетом перепада давления на регуляторе и отвечающий за напор в контуре потребителя.

В зависимости от положения трехходового клапана насос теплогенератора впрыскивает горячую воду в контур потребителя. Она смешивается с «обраткой». поступающей через байпас, обеспечивая постоянный расход при варьируемой температуре. Такие схемы часто реализуются в системах с воздухонагревателями. Но из-за высокой температуры обратной воды они непригодны в системах централизованного теплоснабжения или автономного с конденсационными котлами. В этом случае применяются схемы с впрыском и проходным клапаном, обеспечивающими требуемую низкую температуру обратной воды.

Терморегуляторы прямого действия

При использовании терморегуляторов прямого действия изменяется объем теплоносителя, поступающего в отопительный прибор. Такие терморегуляторы могут быть ручными и автоматическими. В первом случае поступающий объем теплоносителя регулируется за счет установленной пропускной способности клапана. Во втором - им управляет термостатическая головка или исполнительный механизм - электронного термостата.

Основные элементы термостатической головки – сильфон, реагирующий на изменение температуры и сочетающий в себе сенсор и исполнительный механизм 13м. шток и пружина. Сильфон заполнен парафином, жидкостью или газом, расширяющимися при повышении температуры воздуха в помещении и перемещающими шток, который закрывает клапан. При ее снижении сильфон сжимается. и пружина возвращает штс к обратно, открывая клапан. Пороговая температура срабатывания регулятора задается положением термостатической головки.

Существует четыре основных их типа. Первый - сильфоном. расположенным в корпусе прибора. второй - с расположенным на расстоянии от головки, третий и четвертый типы -дистанционного регулирования, при котором головка установлена отдельно от отопительного радиатора и управление осуществляется по сигналу выносного датчика.

В последнем случае обеспечивается более точное регулирование по температуре воздуха в помещении. При дистанционном управлении клапаном облегчается задание установки в случае расположения отопительного прибора в ограниченном пространстве или применении декоративного экрана.

Чаще всего терморегуляторы используются в системах радиаторного отопления и устанавливаются непосредственно на отопительные приборы, регулируя их работу в зависимости от температуры воздуха в помещении. Иногда, чтобы обеспечить более точное регулирование, используют терморегуляторы с выносным сенсором (наполненная рабочим веществом капсула устанавливается на некотором расстоянии от регулятора и соединяется с ним тонкой металлической трубкой). Другие области применения терморегуляторов прямого действия - узлы управления контурами напольного отопления и ГВС, в которых используются выносные погружные или накладные датчики.

Во многих случаях (например, если от одного узла распределения и регулирования отходят контуры теплоснабжения разных помещений) применяются клапаны электрическим приводом. Обычно каждый из них регулируется соответствующим отдельным электромеханическим или электронным термостатом. При изменении объема чувствительного элемента (например, сдвоенной диафрагмы) электромеханического термостата происходит замыкание или размыкание контактов цепи управления клапана. В прибор может устанавливаться терморезистор, подогревающий чувствительный элемент в режиме нагрузки. В этом случае обеспечивается небольшое опережение при размыкании контакта, приводящее к уменьшению температурной инерции системы. Сигнал на выходе простых электронных термостатов с функцией поддержания заданной температуры может быть дискретным или модулированным.

В более сложных современных электронных и электромеханических моделях предусматривается возможность переключения режимов (например, «дневной-ночной») и их программирования на определенный промежуток времени. Термостаты, реализующие такую функцию, называются хронотермостатами.

Ведущие компании в сегменте термостатических головок - Comap. Danfoss, Heimeir. Herz. Honeywell, Oventrop, Broen, Luxor - выпускают их серии, имеющие различные технические характеристики и функциональные возможности.

Производители непрерывно работают над совершенствованием дизайна, адаптацией устройств к различным условиями эксплуатации. Существуют и специфические требования потребителей, учет которых вызывает необходимость внесения изменений в конструкции. Например, при установке такой арматуры в открытом доступе часто нужны антивандальные исполнения и/или защита от вмешательства в уставки, их фиксация или ограничения.

Например, термостатическая головка Uni LH компании Oventrop. которая устанавливается на терморегулирующий клапан, имеет жидкостный чувствительный элемент {рис. 3). Она может быть настроена на желаемое значение и зафиксирована в этом положении с помощью мемо-шайбы. Термостат снабжен защитой от замерзания, а регулятор - выпуклой отметкой для людей со слабым зрением. Шкала настройки 1-5, диапазон -7-28 С. Производитель предусмотрел четыре цветовых исполнения - белый, черный (антрацит), хром, позолота.

Термостатическая головка может устанавливаться в приборах со встроенным термоклапаном большинства производителей - ARA. Arbonia. Cetra, Concept, Dekatherm, Delta. Demrad. DiaNorm. DURA. Ferroli, Henrad. Kaitherm. Kermi, Korado. Purmo. Zehnder. Zenith.

Терморегуляторы концерна Danfoss рассчитаны на установку 8 однотрубной RTD-G и двухтрубной RTD-N системах отопления. Термостатические элементы серий RTD и RTS могут поддерживать температуру пределах 6-26 С с точностью 1 'С. Применяются жидкостные или газовые датчики, управление может быть дистанционным, предусмотрены ограничение и фиксация настройки, а длина капиллярной трубки достигает 25 м (у трехходового термостатического крана для теплых полов TVM-H).

«Умная» электроника

Модульные устройства -контроллеры,способные воспринимать сигналы от нескольких датчиков, могут оптимизировать и синхронизировать работу различных элементов системы теплоснабжения. Наиболее простые контроллеры -аналоговые. Пример такого устройстваoventrop - модуль ECL Comfort 100м фирмы Danfoss. управляющий одноступенчатой горелкой котла и циркуляционным насосом по сигналам датчиков температуры наружного воздуха и теплоносителя на выходе из переключения режимов по часам суток и дням недели модуль комплектуется электромеханическим таймером, а для повышения качества регулирования - датчиком температуры внутреннего воздуха.

Контроллер RVP200 компании Siemens также реализует режим погодозависимого управления. Он может регулировать температуру подающей магистрали с помощью трехпозиционного или двухпозиционного привода со смесительным клапаном, а также температуру в бойлере (за счет включения одноступенчатой горелки). Возможно регулирование - погодозависимое, погодозависимое с компенсацией по температуре помещения. Среди других реализуемых контроллером функций - ускоренный нагрев и быстрое снижение температуры в зависимости от температуры в помещении. сбережение энергии в зависимости от нагрузки на отопительную систему, защита от замерзания, дистанционное управление с помощью комнатного модуля.

Программируемый контроллер (цифровой) с функцией погодной компенсации позволяет поддерживать температуру теплоносителя при том или ином температурном графике. При программировании задается, так называемая, температурная кривая, определяющая график теплового режима здания.

В общем случае необходимая величина увеличения температуры теплоносителя является обратной функцией понижения внешней температуры. Однако на практике она никогда не бывает линейной. Поэтому лишь использование внешних и внутренних температурный датчиков позволяет провести коррекцию теплового режима с учетом дополнительных источников тепла в помещении (например. среднее тепловыделение от одного человека составляет примерно 100 Вт), увеличения или уменьшения потерь тепла с вентиляцией, а также нелинейности кондуктивной теплопередачи через ограждающие конструкции.

Ведущие производители котельного оборудования для автономного теплоснабжения комплектуют свои котлы модульной автоматикой для управления всей отопительной системой. Потребителю предлагаются различные по сложности, функциям и стоимости варианты: от блока атмосферного котла, управляющего одноступенчатой горелкой и регулирующего контур радиаторного отопления по температуре теплоносителя до автоматики, управляющей горелками со ступенчатым, ступенчатопрогрессивным и модуляционным регулированием. узлом приготовления горячей воды, несколькими отопительными контурами, в том числе низкотемпературными (теплый пол). В последнем случае реализуются различные программы изменения режимов работы, системы безопасности и диагностики.

Высокотехнологичные контроллеры могут осуществлять управление каскадом котлов, а необходимую информацию для них поставляют датчики температур: наружной, внутренней и теплоносителя. Например, погодозависимая автоматика Logamatic 4311 (компания Buderus) включает регулятор параметров котельной воды и регулируемый предохранительный ограничитель температуры. Регулятор управляет двухступенчатой горелкой и котловым контуром. Он может применяться и при каскадной работе котлов. Подключаемые модули позволяют регулировать работу двух отопительных контуров как со смесителями, так и без них, циркуляционных насосов первичного и вторичного контуров и коммутировать регулятор с системой централизованного управления инженерным оборудованием здания.

Использовать режим пониженной температуры (для экономии энергии при временном отсутствии людей) помогают управляемые комнатные датчики или программатор, который может реализовывать как ручной, так и автоматический алгоритмы управления. В последнем случае можно задавать температурные режимы для различного времени суток. Например, заблаговременно увеличивается теплопосту-пление для прогрева помещений.

 

Специфика теплого пола

При организации низкотемпературного отопления теплый пол для температурного регулирования часто применяются системы электронного управления трех-и четырехходовыми клапанами. Причем коллекторы могут иметь независимые от главной системы регуляторы. Например, клапаны, устанавливаемые в точках присоединения к подающему коллектору петель нагревательного контура, и отсечные клапаны, монтируемые на подводках обратного коллектора.

Вместо регулирующих клапанов возможна установка исполнительных механизмов с сервоприводом, управляемых комнатными термостатами. Эти приборы реализуют алгоритм «включено-выключено» и действуют обычно следующим образом: термоэлемент, находящийся в рабочей головке исполнительного механизма, нагревает заполненную воском капсулу, которая расширяется и перекрывает клапан.

В системе с нагнетанием горячей воды работа циркуляционного насоса регулируется по времени и температуре, а вода циркулирует по системе «теплого пола» через байпас. Поддержание требуемой температуры осуществляется с помощью термочувствительного элемента с капиллярной трубкой, реагирующего на температуру прямой или обратной воды. Когда она опускается ниже заданного уровня, открывается клапан термостата, пропуская в контур горячую воду, вытесняющую остывший теплоноситель.

Однако жесткое двухпозиционное срабатывание термостатической головки может привести к образованию участков местного перегрева: если температура воды на выходе из котла составляет 70-80 ’С, то и в контур теплого пола она поступит со сходными параметрами.

А это, помимо дискомфорта для пользователя, опасно для материалов пола. Поэтому обычно в состав схемы вводится ограничительный термостат для управления клапанами зонального регулирования в случае, если термостатическая головка выйдет из строя и начнет поступать большой объем воды высокой температуры.

Смешивание с термостатическим смесителем используется в системах «теплый пол» с тепловой нагрузкой 15 кВт. В том случае, если не требуется повышения температуры, вода поступает в систему с выхода термостатического смесителя через насос, распределительный коллектор, проходит через нагревательный контур, уложенный под полом, и возвращается к смесителю, поступая на вход для холодной воды. Если температура воды в контуре теплый пол становится ниже заданной, встроенный в смеситель термостат перемещает плунжер клапана, открывая доступ горячей воде. Смешиваясь с циркулирующей по контуру, она сообщает ей необходимую температуру. При этом остывшая вода направляется к теплогенератору.

Важный элемент схемы -клапан зонального регулирования, работающий по заданной программе и/или в зависимости от температуры в помещениях и прекращающий поступление тепла, если в нем нет необходимости. Обычно такой клапан управляет циркуляционным насосом с помощью концевого выключателя: насос работает лишь в том случае, если клапан открыт. Термостатический смеситель эффективно регулирует температуру. Это особенно важно в системах с быстрой теплоотдачей, например, когда трубы теплого пола уложены на балки. Поскольку поступает только предварительно смешенная вода, исключается образование участков местного перегрева.

 

Недостатки такого регулирования - необходимость ручной установки температуры теплоносителя, отсутствие возможности организовать дистанционное управление, в том числе погодозависимое.

Четырехходовой клапан может приводиться в действие как вручную, так и с помощью серводвигателя, работа циркуляционного насоса регулируется по времени и/или температуре. В этом случае нет необходимости в дифференциальном байпасном клапане, поскольку автоматически пропускается требуемое количество воды, протекающей по байпасу: объем воды, поступающей в систему напольного отопления и протекающей обратно по байпасу, постоянен.

В зависимости от своего положения четырехходовой клапан пропускает определенное количество воды, поступающей от источника нагрева в первичный контур, столько же теплоносителя вытесняется в обратный трубопровод. Четырехходовой клапан может механически настраиваться на стадии пусконаладочных работ так. чтобы в контур напольного отопления поступало количество горячей воды, соотносимое с тепловыми потерями в системе, или снабжаться серводвигателем для регулирования температуры воздуха в помещении. Реализуемые положения  «открыт-закрыт».

В том случае, если применяется электронное устройство управления, в системе регулирования предусматривается коррекция по температуре в помещении и внешним погодным условиям. Клапан снабжается регулятором пропорционального действия, благодаря чему достигается необходимая модуляция сигнала, управляющего исполнительным механизмом. Требуемая температура теплоносителя обеспечивается путем смешивания обратной воды с горячей, автоматикой может быть предусмотрена коррекция на изменение погодных условий.

По схожему алгоритму работает система с трехходовым клапаном, но она нуждается во внешней балансировке. В положении «закрыто» затвор клапана перекрывает проходное отверстие. обращенное к котлу, а при включении - проходное отверстие, обращенное к байпасу, пропуская горячую воду в систему напольного отопления. Когда клапан снова закроется, вода будет протекать из обратного коллектора по байпасу в клапан, а оттуда - в систему напольного отопления.

Если клапан открыть полностью, горячая вода будет поступать в систему напрямую и возвращаться непосредственно в котел. В среднем положении клапана от котла в контур теплого пола будет поступать лишь половина теплоносителя, другая - от обратного коллектора.

Этим достигается требуемая для напольного отопления температура.

Посмотреть цены на услуги

Наши работы

Позвоните нам сейчас или оставьте заявку на обратный звонок