Для чего в тепловом пункте нужен регулятор перепада давления?

Регуляторы давления (РД) являются неотъемлемой частью инженерных систем водоснабжения и отопления, обеспечивают стабильность работы системы, а также балансировку, что является ключевым условием для её бесперебойной и экономичной эксплуатации.

Основные функции регулятора давления:

• Снижение давления и защита от гидроударов:

Регулятор давления позволяет снизить входное давление до рабочего, позволяя использовать оборудование с более низким номинальным давлением. А в случае возникновения резких скачков давления (гидроударов) предотвращает разрыв трубопровода в системе и защищает дорогостоящее оборудование от выхода из строя.

• Гидравлическая балансировка и ограничение расхода:

РД широко применяются в системах, где нужно обеспечить поддержание постоянного давления или постоянного перепада давления, к примеру в коммунальной энергетике (тепловые пункты, котельные и др.), а также в промышленности (системы, где технологически требуется поддержание параметров давления или перепада давления на постоянном уровне).

Регулятор перепада давления также позволяет оптимизировать расход теплоносителя за счёт фиксации заданного перепада на регулируемом участке, к примеру на участке, где установлен РК и теплообменник (ТО), позволяя предотвратить перерасходы в системе и снизить затраты на теплоснабжение.

Рассмотрим систему отопления, где отсутствует балансировка:

В несбалансированной системе отсутствует ограничение расхода, вследствие чего мы наблюдаем повышенное потребление теплоносителя (перетоп) близлежащими объектами от центрального теплового пункта, и недостаточное (недотоп) отдаленных объектов.

Правильная балансировка обеспечивает проектные расходы и перепады в системе, давая также возможность её дальнейшего расширения, так как при подключении новых зданий (потребителей) потребуется увеличить напор насосов источника тепла, что без балансировки приведёт к перетопу в ближайших к нему домах. Грамотная настройка регуляторов давления и гидравлическая увязка контуров позволяют избежать перерасхода теплоносителя, снизить затраты на тепло и исключить жалобы жильцов на недогрев или перегрев. Таким образом, регуляторы давления не только повышают эффективность системы, но и обеспечивают её стабильную работу при дальнейшем развитии сети.

• Увеличение срока службы и снижение шума:

Снижая перепады давления на РК и ТО до безопасного, РД обеспечивает защиту от перегрузок и кавитационного режима работы, способствует увеличению срока службы оборудования и труб, а также снижению эксплуатационных затрат.

• Повышение точности и эффективности системы за счёт высокого авторитета РК.

Введем такое понятие как авторитет. Авторитет регулирующего клапана — это важный параметр, характеризующий способность клапана эффективно управлять потоком теплоносителя. Авторитет клапана характеризует отношение перепада на регулирующем клапане к перепаду на регулируемом участке.

На рисунке ниже представлен пример, где за основу взят клапан с линейной характеристикой.

Зеленым цветом выделена линейная характеристика, заявленная производителем. На графике видно, что снижение авторитета регулирующего клапана до 0,05 приводит к изменению его регулирующей характеристики, характеристика стремится к обратно пропорциональной. Это осложняет регулирование РК на низких расходах, в связи с чем рекомендуется авторитет равный 0,5 и более.

Рассмотрим пример работы РК с низким авторитетом в связке с контроллером:

На рисунке слева указана ожидаемая линейная характеристика контроллера. Отклонение от заложенной характеристики в связи с низким авторитетом РК (рисунок справа) влечёт более низкую скорость выхода на температуру уставки за счёт многочисленных корректировок контроллера.

В некоторых случаях это может существенно усложнить работу системы в связке с контроллером, особенно в системах с непостоянным расходом, к примеру ГВС. Подобные несоответствия могут привести к возникновению пиков, в которых температура будет колебаться от +40 до +80 во время пиковых часов водоразбора, что может привести к жалобам жильцов, а также к завышению температуры обратки и, как следствие, штрафам.

Использование регулятора перепада давления в связке с РК решает эту проблему. РД стабилизирует перепад на клапане, обеспечивая высокие показатели авторитета (более 0,5), делая предсказуемым поведение РК для контроллера и позволяет быстро отработать изменение расхода в часы пикового водоразбора.

Заметки

Несмотря на то, что в некоторых сводах правил, к примеру в СП 510, допускается использование дросселирующих устройств, всё же возможны сценарии эксплуатации, при которых на оборудовании в системе возникает кавитация, к примеру в летний режим, когда система отопления отключена и работают только ГВС и вентиляция при низких расходах.

Таким образом, статические диафрагмы и балансировочные клапаны обеспечивают проектные перепады давления только при максимальных расходах теплоносителя (в пик холодов), но не способны к регулированию в условиях переменных нагрузок. В отличие от них, современные регуляторы давления динамически изменяют проходное сечение, автоматически подстраиваясь под текущий расход в системе. Это не только исключает перерасход теплоносителя, но и предотвращает возникновение кавитации, обеспечивая стабильную и энергоэффективную работу системы отопления во всех режимах эксплуатации.

Заключение

Регуляторы давления играют ключевую роль в обеспечении стабильной и безопасной работы системы отопления. Они предотвращают перегрузки, защищают оборудование от повреждений и способствуют энергоэффективности. Грамотный подбор и монтаж этих устройств позволяют значительно продлить срок службы всей системы и минимизировать риски аварийных ситуаций. Таким образом, их применение не только экономически оправдано, но и необходимо для бесперебойного теплоснабжения.

Компания Ридан предлагает все типы регуляторов («до себя», «после себя» и перепада давления) для тепловых и промышленных систем. Регулирующие клапаны VFG-2R DN15-250 совместно с регулирующими блоками AFD-R, AFA-R, AFP-R и AFPA-R являются надежным решением для обеспечения бесперебойной работы ваших тепловых пунктов.