Гидравлическая обвязка первичных и вторичных контуров осуществляется по одному из многочисленных вариантов подключения, которые в общем виде делятся на напорные и безнапорные. Правильный выбор такой обвязки зависит от многих факторов. К ним относятся в т.ч. эксплуатация соответствующей установки (источника энергии), необходимой для теплоснабжения. В начале каждая трубопроводная сеть разделена на три области: генератор тепловой энергии, разводка и потребитель. Прямое присоединение между пользователем тепловой энергии и теплопроизводителем возможно при использовании низкотемпературных тепловых сетей с постоянными в течение года параметрами теплоносителя 80–60 °C. Для схемы с тепловыми сетями, температура которых выше указанных параметров применяется узел смешения. Современные системы отопления, холодоснабжения и водоснабжения имеют разветвленную сеть трубопроводов с различной протяженностью, диаметрами и гидравлическими сопротивлениями. Перерасход теплоносителя в отдельных частях системы отопления приводит к недостаточному расходу в других частях системы, к шумам на регулирующих термостатических клапанах. По опыту известно, что повышение температуры в помещении на 1 °C приводит к перерасходу тепла (энергии) на 6–10 %. Теплоотдача поверхностей нагрева, расположенных в помещении (панельные радиаторы или система «теплый пол»), зависит от переменных, перечисленных в табл. 1. При регулировании температуры подающей линии и постоянном расходе (качественное регулирование) отдаваемая тепловая мощность: N = Кm(tвнут – tвнеш)n, где n = 1,1–1,4, а Кm = UA, т.е. отдаваемая тепловая мощность — это произведение коэффициента теплопередачи на приведенную площадь радиатора. При нормальных условиях:(tвнут – tвнеш)n = 49,83 К. При количественном регулировании, т.е. при постоянной температуре подающей линии, регулирование мощности в контуре регулирования осуществляется дросселированием расхода воды — рис. 1. Из кривых дросселирования видно, что при снижении потока воды в радиаторе (калорифере и т.п.) до половины отдаваемая мощность падает только до 80 %. Для половины мощности отопления достаточно 10–20 % от номинального потока воды. Регулировочный вентиль, параметры которого определены с запасом, должен работать при еще меньшем открытии вентиля. Поэтому при дроссельном регулировании необходимо обязательно монтировать предварительно настраиваемые клапаны. В разветвленных больших установках термостатические клапаны снижают количество циркулирующей воды до 30 %.Для устранения недогрева удаленных помещений, можно устанавливать насос с большим напором, что приведет к перерасходу в системе отопления — тепла и электроэнергии. Тогда напор насоса потребуется отрегулировать балансировочным вентилем. При балансировке оказывается возможным перейти на более низкую скорость насоса, что уменьшает потребление энергии и увеличивает срок службы насоса. Хорошо сбалансированная система снижает как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты (рис. 2). Выбор ручных балансировочных и запорных вентилей Обычно балансировочные и запорные вентили подбираются по диаметру трубопровода, на котором они устанавливаются. Правильность выбора балансировочного вентиля влияет на точность настройки. Завышенные размеры вентиля (т.е. маленькие значения предварительной настройки) приводят к большим погрешностям регулировки (рис. 3).Для точной балансировки должна существовать возможность изменения расхода с точностью до 5 %. Приемлемым считается, если предварительная настройка вентиля составила не менее двух оборотов маховика балансировочного вентиля, т.е. используется от 40 до 90 % хода штока. Если для запорных вентилей необходима малая величина сопротивления, то балансировочные вентили призваны создавать большое сопротивление, которое должно быть не менее 3 кПа. Более правильно выбор балансировочного вентиля производить по пропускной способности: где G — расход, м3/ч; Δр — потери давления на вентиле, бар. Подбор запорного и балансировочного вентиля (определение значения преднастройки) на ответвлении. Рассмотрим одно ответвление двухтрубного контура отопления многоэтажного здания (рис. 4). Для гидравлической балансировки системы отопления на нагруженных ветках предусматривается обязательная установка балансировочного и запорного вентиля. Пример: Исходные данные: а) расчетный расход теплоносителя через ответвление G = = 260 кг/ч (суммарная мощность отопительных приборов W = 6 кВт); б) потери давления на ветке Δpв = 10 кПа; в) разность давлений в трубопроводах в точке присоединения ответвления к стояку Δpст = 15 кПа; г) условный диаметр трубопроводов Dу 15 мм (1/2ʺ).Решение:1. Выбираем запорный вентиль с минимальным гидравлическим сопротивлением 4115 11. Потеря давления на запорном вентиле определяется по номограмме (рис. 5). При Gmax = 260 кг/ч Δpзв = 0,4 кПа (минимум два оборота 40–90 % хода штока).2. Определяем необходимое значение потерь давления на балансировочном вентиле Δрбв из уравненияΔрст = Δрзв + Δрв + Δрбв ⇒Δрбв = Δрст – Δрзв – Δрв = = 15 – 0,4 – 10 = 4,6 кПа. Авторитет вентиля составляет α = Δрбв/Δрв = 4,6/10 = 0,46(должен быть 0,35–0,75, но не менее 0,25).Выбор преднастройки балансировочного вентиля 1 4117 51 с помощью расчетной таблицы «Герц» (табл. 2–3). В табл. 2 представлено начало расчета, в которой указаны балансировочные вентили 4117 М и 4217 GM/GR (в ячейках «Ввод данных» пусто, поэтому в строках «Настройка» также нет данных).В табл. 3 в ячейки «Ввод данных» введены расчетные параметры из примера, т.е. расход теплоносителя G = 260 кг/ч и перепад давления на балансировочном вентиле 4,6 кПа. При этом в строках «Настройка» появляются конкретные цифры по преднастройке для балансировочных вентилей, которые могут быть использованы для установки в данную схему при заданных выше параметрах. Обозначение «Н/Д» переводится как «Нет данных». Также в таблице выделена преднастройка для балансировочного вентиля 1 4117 51 с номинальным диаметром DN = 15 мм, составляющая 2,25 оборота шпинделя. То есть, вентиль в самом начале должен быть полностью закрыт, а потом открыт на 2,25 оборота шпинделя по шкале, расположенной под маховиком. Заметим, что значение предварительной настройки балансировочного вентиля потому и называется предварительным, что окончательная настройка балансировочного вентиля осуществляется при монтаже системы при помощи измерительного прибора. Заметим, что перепад давления на вентиле можно определить при помощи любых стандартных манометров с последующим расчетом расхода теплоносителя через вентиль, однако наиболее точная настройка гарантируется при использовании измерительных компьютеров «Герц». ❏