10340

ходная величина пропорциональна входной, то есть, в термостатическом кла-

пане любому изменению температуры помещения (регулируемая величина x)

ставится в соответствие пропорциональное изменение хода вентиля (регулиру-

ющее воздействие y). Эти изменением хода вызывается соответствующее изме-

нение поступления горячей воды. При этом осуществляется дроссельное регу-

лирование радиатора. К возмущающим воздействиям, влияющим на фактиче-

ское значение температуры в помещениях, относятся:

1)изменение температуры наружного воздуха в течение суток;

2)теплопоступления от солнечного излучения; внос дополнительных по-

терь теплоты с инфильтрующимся воздухом;

3) дополнительные источники тепловой энергии (электрические приборы,

люди, освещение, трубопроводы систем горячего водоснабжения и пр.).

На рисунке 3.10 [19] показан принцип работы термостатического клапана в упрощенной форме. Если заданное значение, настроено на поддержание тем-

пературы внутреннего воздуха на 20 °C, то при температуре 23 °C вентиль пол-

ностью закроется (ход вентиля 0 %), а при температуре помещения 17 °C пол-

ностью откроется (ход вентиля 100 %). Датчик может быть заполнен жидко-

стью, газом или восковой массой. При повышении температуры происходит увеличение объёма жидкости или восковой массы или, соответственно, повы-

шение давления газа, вследствие чего конус вентиля перемещается в направле-

нии закрытия. При падении температуры происходит обратный процесс.

Радиаторные терморегуляторы изготавливаются: со встроенным задаю-

щим устройством и встроенным датчиком; со встроенным задающим устрой-

ством и дистанционным датчиком; с комбинированным дистанционным зада-

ющим устройством и дистанционным датчиком; с комбинированным дистан-

ционным задающим устройством и дистанционным датчиком.

В том случае, если изменяющиеся наружные температуры компенсиру-

ются регулированием температуры подающей литии по погоде, то термостати-

ческий клапан регулирует только накопление теплоизбытков в помещении.

60

3.4.2. Арматура для гидравлической балансировки

Арматура для балансировки должна иметь устройство для предваритель-

ной настройки гидравлического сопротивления вентиля и возможность измере-

ния расхода. К арматуре для балансирования системы отопления относятся: ба-

лансировочные вентили; регуляторы перепада давления; перепускные клапаны.

Балансировочные вентили для контуров отопления (рис. 3.11 а) предна-

значены для изменения перепада давления на них, с целью настройки опреде-

ленного расхода. Данная операция необходима в обязательном порядке, в про-

тивном случае стояки с малым гидравлическим сопротивлением, получили бы слишком большой поток, вследствие чего стояки с высоким сопротивлением получили бы его недостаточным.

Регуляторы перепада давления (рис. 3.11 б) – это пропорциональные ре-

гуляторы, которые работают без вспомогательной энергии, задачей которых яв-

ляется поддержание перепада давления контура на настроенном значении.

Необходимое заданное значение настраивается вращением маховика и предохраняется от скручивания блокировочным кольцом. Регулятор следует соединять через импульсную трубку с балансировочным вентилем стояка,

установленным в подающей линии.

В небольших системах отопления из соображений экономии вместо регу-

ляторов перепада давления могут устанавливаться перепускные клапаны (рис. 3.11 в). В этом случае подающая и обратная линии связываются через пере-

пускной клапан. Если давление повышается выше максимального давления,

настроенного на перепускном клапане, он открывается и часть воды из подаю-

щей линии подмешивается в обратную линию. С помощью данного клапана пе-

репад давления не регулируется, но ограничивается. При применении пере-

пускного клапана происходит повышение температуры обратной линии. Кроме того, теряется энергия, так как тёплая вода подающей линии идёт неиспользо-

ванной в обратную линию, поэтому в разветвленных системах отопления зна-

чительно целесообразнее применять регуляторы перепада давления.

62

Одним из основных параметров характеризующих регулирующую арма-

туру является внешний авторитет клапана av, определяемый по формуле [19]:

Определение параметров регулирующих клапанов осуществляется через

падение давления при полностью открытом регулировочном клапане, то есть при номинальном расходе. Номинальный расход – это значение, определённое проектировщиком при расчетных условиях. Величина номинального расхода kv, м3/(ч·бар-0,5), определяется по формуле [19]:

ностью открытом регулирующем клапане, бар.

Величина kv рассчитанная по приведённому выше уравнению, даёт осно-

ву для выбора клапана. По технической документации завода изготовителя вы-

бирается регулировочный клапан с ближайшим, но и меньшим значением kv.

Изредка в по результатам проведенных инженерных расчетов полученное зна-

чение kv совпадает с величиной, указанной в технической документации.

а) б) в)

Рис. 3.11. Внешний вид: а – балансировочного клапана; б – регулятора перепада давления; в – перепускного клапана

63

3.5.Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1)Перечислите основные задачи регулятора давления устанавливаемого в современных индивидуальных тепловых пунктах.

2)С какой целью в индивидуальных тепловых пунктах устанавливают ре-

гуляторы теплового потока?

3)В чем преимущества и недостатки зависимой и независимой схемы подключения абонента к тепловой сети?

4)Перечислите основные направления снижения энергопотребления си-

стемами отопления современных зданий.

5)Опишите принцип работы термостатического радиаторного клапана.

6)Дайте определение внешнего авторитета арматуры системы отопления.

7)Опишите зависимость номинального расхода через арматуру от мини-

мального перепада давления на ней.

8) Опишите принцип работы средств автоматизированного регулирова-

ния потребляемой теплоты в индивидуальных тепловых пунктах.

9) Самостоятельно изучите действующие требования к минимальному оснащению оборудованием и арматурой тепловых пунктов согласно [12].

64

Глава 4. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ РАСХОДА ЭНЕРГИИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ ПРИ РАБОТЕ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ

4.1. Пути экономии теплоты и электроэнергии системами вентиляции

Снижение расхода тепловой энергии на нагрев вентиляционного воздуха может осуществляться двумя следующими путями.

1. Количественным регулированием расхода подаваемого воздуха при изменении режима эксплуатации вентилируемых помещений (в зависимости от находящихся в помещении людей, единиц работающего оборудования, концен-

трации вредных веществ и др.). Осуществляется с помощью регулятора числа оборотов электрического двигателя вентилятора приточной установки.

2. Регулированием температуры струи приточного воздуха путем сниже-

ния подачи теплоносителя в калорифер приточной установки при изменении режима эксплуатации вентилируемых помещений. Например, при отсутствии людей в помещениях жилых домов допускается снижать температуру внутрен-

него воздуха в помещениях с 20…21 до 15 °C.

3. Утилизацией теплоты удаляемого из помещений воздуха, которая предполагает применение преимущественно трех видов современных утилиза-

торов теплоты [20]:

-рекуперативных тепломассообменных аппаратов;

-регенеративных тепломассообменных аппаратов;

-тепломассообменных аппаратов утилизации теплоты вытяжного воздуха

спромежуточным теплоносителем.

Утилизация теплоты вытяжного воздуха позволяет снизить потребление тепловой энергии на нагрев вентиляционного воздуха на величину от 40 до 85

% первоначального потребления. Эффективность утилизации теплоты зависит в первую очередь от выбора конструктивного исполнения теплоутилизационного оборудования. Рассмотрим более подробно наиболее распространенные из них.

65

При теплотехническом расчете рекуператоров необходимо знать эквива-

лентный диаметр каналов Dэкв, м:

экв F

а также коэффициент оребрения ψ, представляющий собой в данном случае от-

ношение площади суммарной теплообменной поверхности к площади поверх-

ности гладких пластин:

для треугольных каналов

Применение профилированных каналов в рекуператорах позволяет зна-

чительно увеличивать площадь теплообменной поверхности. Через наклонные стенки каналов нет прямого контакта теплообменивающихся сред, и они пере-

дают тепло благодаря теплопроводности материала, т.е. работают в теплотех-

ническом отношении как прямые ребра. Термическая эффективность таких ре-

бер существенно зависит от качества их контакта с гладкими пластинами.

Так как этот контакт обеспечивается механическим способом, термиче-

ская эффективность их зависит от технологии и качества изготовления тепло-

обменника. Для расчета процессов переноса тепла и массы и аэродинамическо-

го сопротивления в плоских, прямоугольных, треугольных и U-образных реку-

ператорах достаточно знать только коэффициент теплообмена α, Вт/(м2·K) и

коэффициент Fa. Значения коэффициента теплообмена и коэффициента Fa для пластинчатых воздуховоздушных рекуператоров с различной формой канала приведены в таблице 4.1.

67

Рис. 4.1. Пластинчатые рекуперативные теплообменники: а – с каналами из гладких пластин; б – с каналами треугольного сечения; в – каналы U-образного сечения; г – каналы треугольного сечения; д – каналы П-образного сечения; е – с каналами из сплошного изогнутого листа; ж – кожухотрубные; з – многоходовые по одному из потоков

68

Таблица 4.1 Коэффициент теплообмена для пластинчатых воздуховоздушных рекуператоров

Коэффициент Fa определяется по следующей зависимости:

где p – потери давления на рекуператоре, по воздуху, Па; F – площадь тепло-

обменной поверхности, м2; f – площадь живого сечения, м2; w – скорость дви-

жения воздуха, м/с; ρ – плотность проходящего воздуха, кг/м3.

Значения коэффициента теплопередачи k, Вт/(м2·°C), отнесенного к пло-

щади теплообменной поверхности в потоке холодного воздуха F2, для пластин-

чатых рекуператоров при δр/λр ≤ 1/α вычисляют по формуле:

где kкт – коэффициент, учитывающий качество контакта ребер с гладкими пластинами, изменяющийся от 0,5 до 0,9 и обычно принимаемый равным 0,7.

69