Пн-пт: с 10 до 18
E-mail для связи
Пн-пт: с 10 до 18
Смесительный узел – элемент новых разработок систем циркуляции воздуха с водяным подогревом.
Разработано большое количество видов проектов работы смесительных узлов; по большому счету любая из работающих схем находит место в быту и может быть смонтирована в зависимости от условий режима эксплуатации нагревателя и отопительной системы, к которой проведен ее монтаж.
Выбор проекта смесительного узла явился неоднозначной задачей, мнения консультантов компании на использование узловых проектов обвязки элемента нагревателя в разных случаях отличается друг от друга. Сделав вывод, автор в пределах этой статьи не акцентирует внимание на выборе оптимального проекта и не предлагает универсального проекта для всех случаев жизни.
Автор ставит задачу ознакомить читателей с описанием торгового ряда смесительных PPU узлов и четкому определению рамок применимости этих узлов. Автор публикации избегает сложных методов расчета, но в тоже время стремится сохранить практическое применение.
Для управления подогрева воздуха в водокольцевом нагревателе (калорифере) используется смесительный узел. Главная задача смесительного узла - обеспечить:
a) Техническую характеристику координирования нагревом, приближенную к линейной
б) Безопасную работу нагревателя
в) Одновременную работу контура нагревательного элемента с другими потребителями электрической сети
Важно! Смесительные PPU узлы не рассчитаны заводом изготовителем для продолжительной работы как обвязки водокольцевого охладителя, поскольку у них отсутствует теплоизоляция. Вода, конденсирующаяся на металлических холодных плоскостях, приводит к поломке компонентов смесительных узлов, работающих под напряжением. Но, купив изделие, вы можете самостоятельно выполнить теплоизоляцию труб.
Узел обвязки работает только в двух режимах:
Если нужно в обслуживаемом здании поддерживать комнатную температуру воздуха выше 180С, то используется режим прямотока теплового носителя от котла, греющего его, к теплообменнику. При поддержании в офисных помещениях комфортной для людей температуры подключают трёхходовой кран, регулирующий подачу теплового носителя, и способного брать уже отработанный тепловой носитель, прошедший через теплообменник. Лишняя горячая вода поступает обратно в нагревательный котел, так происходит экономный расход энергоресурсов, уменьшаются потери тепла и затраты на эксплуатацию.
Узлы PPU оснащены надежным регулированием функций нагрева. Это значит, что регулирование нагрева в калорифере достигается посредством изменения температуры теплового носителя при постоянном его расходе через обогреватель (2-й способ управления - количественный, при котором меняется расход). Правильное регулирование достигается, при условии верно выполненного подбора.
В результате получается приближенная к линейной, характеристика регулирования и, конечно же, бесперебойное выполнение управления для допустимых положений управляющего крана. Другое достоинство этого принципа - улучшенная устойчивость к заморозке обогревателя, поскольку присутствует регулярный водяной проток. Смесительные PPU узлы собраны по схеме c трёхходовым управляющим вентилем и циркуляционной помпой "на проточной воде".
"Морозоустойчивость" данной сборки достигается путем применением циркуляционной помпы в контуре нагревательного элемента, который создает в нем движение воды не зависящий от внешних факторов. Смесительные PPU узлы снабжены центробежной циркуляционной помпой "с мокрым ротором". Этот термин свидетельствует о том, что вращающиеся детали двигателя и непосредственно помпа расположена в одном водонепроницаемом кожухе; ротор электрического мотора вращается, располагаясь среди перекачиваемой жидкости, смазывая этой же жидкостью и подшипники.
Преимуществом таких насосов является полное отсутствие сальников. Но что это значит? Эта помпа, невзирая на внешние и внутренние факторы не протечет. Конструкция насоса выполнена так, что позволит неоднократно выработать рабочий ресурс, и поломаться, но даже в таких ситуациях течи не даст. Используемые в узлах PPU помпы работают с тремя скоростными режимами, которые переключаются на кожухе насоса.
Управляющий кран расположен на входе теплового носителя в обогреватель. Он выполняет смешивание охлажденного обратного теплового носителя на выходе из обогревателя с прямым тепловым носителем, с более высокой температурой и попадающего из котлового внешнего контура.
Уровень открытия управляющего крана вычисляет процентное соотношение обратного и прямого тепловых носителей, а в результате меняется и температура следующего в обогреватель теплового носителя. При изменении температуры теплового носителя меняется и потребляемая мощность обогревателя. Смесительные PPU узлы снабжены управляемыми клапанами одного типа – клапаны с трехходовыми смесителями снабжены штоковым приводом.
Достоинство трехходовых клапанов в сравнении с двухходовыми кранами – имеет контроль над смешиванием жидкости, полное прохождение жидкости по внутреннему кольцу и открытый режим (без рециркуляции теплового носителя). Штоковые управляемые клапаны лишены "болезни", которые встречаются у поворотных клапанов – выходом из строя седла при часто меняющемся положении.
Электропривод управляемого крана предназначен для конфигурации его позиции по электрическому импульсу, посылаемое с устройства, регулирующего подогрев окружающей атмосферы, т.е. с температурного регулятора или контроллера. Смесительные PPU узлы снабжены штоковым электрическим приводом управляемого крана относящегося к типу изделия. Напряжение электрического питания устройства – равно 24В. Изделие будет работать при подаче как переменного, так и постоянного тока. Сигнал поступает на управляющий кран под напряжением от 0 до 10 Вольт. Позиция штока изменяется пропорционально поступающему сигналу.
Совокупность частей изделия оборудована электрозащитой и встроенным интеллектуальным способом калибровки (программа способна запомнить предыдущие положения штока). Завод изготовитель предусмотрел не сложный монтаж электрического привода на кране, не используя инструменты.
Устройство укомплектовано термометром и манометром, помогающими в контролировать процесс и следить за характеристиками обогревателя.
Обходная линия с балансировочным краном и обратным краном предназначена для балансировки тепловых потребителей, работающих вместе в котловом контуре, и чтобы предотвратить остановку циркуляции теплового носителя в нем во время закрытого управляемого крана на проток. В отопительной системе, подведенной к теплоцентрали, балансировочный кран закрывают.
Установленный фильтр предохраняет насос и управляемый кран от неисправностей, связанных с проникновением в них частиц грязи, которые содержит отопительная жидкость. Для обслуживания обогревателя и смесительного узла (для промывки фильтра) используются обслуживающие шаровые входные вентили на устройстве, служащие для перекрытия подачи воды.
По мере необходимости, отопительную систему можно отдельно доукомплектовать реле движения воды, это послужит дополнительной мерой защиты от замерзания.
Важно верно смонтировать смесительный узел, правильно установленный прибор позволит избежать трудностей с отладкой и обслуживанием вентиляционной системы. Простой монтаж и быстрая сборка обвязки для водяных охладителей и нагревателей, гликолевых рекуператоров и термических завес.
Выбор смесительного узла
Во время монтажа и создания проекта схемы вентиляционной системы, в первую очередь выбираются и монтируются установки для кондиционирования воздушных потоков. После этого подвести холодоснабжение теплообменников и тепло в приточных системах с применением смесительных узлов.
Работа системы без перерыва в летние и зимние периоды года, достигается путем обвязки для отдельно взятого теплообменника в рабочем диапазоне и соответствием с диапазоном теплообменника установки.
Смесительный узел рекомендуем выбирать из модельного ряда PPU руководствуясь и придерживаясь следующих требований:
Важно! Перечисленные рекомендации помогут Вам понять на чем основывается принцип выбора в нашей компании смесительных PPU узлов, но придерживаться этих рекомендаций не обязательно.
Важно! Изготовление смесительных PPU узлов заводом изготовителем согласно модельному ряду, поставлено на серийное производство. Изделия не снабжаются свободной комплектацией. Выбор смесительного узла рекомендовано делать только из модельного ассортимента изделия с техническими характеристиками, приближенными к требуемой комплектации.
Теперь подробнее рассмотрим принципы выбора устройства.
- Управление снабжено линейными характеристиками.
Это требование применимо при корректировке положения управляемого крана (ступени открытия) процентное соответствие воды, поступающей из наружного контура и обратной жидкости из внутреннего контура изменяющейся линейно, пропорционально ступени открытия или согласно, приближенному к линейному, закону.
Этого можно добиться выбором крана, гидравлическое противодействие которого до упора открытом положении "на проток" одинаково или же немного повыше противодействия остальной элемента внутреннего контура (сопротивление обогревателя превышает сопротивление управляемого крана) при необходимом расходе. Для наглядности и осмысления теории, попробуем представить себе обыкновенный водопроводный кран.
Плавно поворачивая вентиль или рукоятку, мы получаем напор воды, интенсивность которой изменяется, причем напор воды плавно растет вплоть до окончательного открытия. Но случается и другое: незначительное открытие водопроводного крана, приводит к выходу сильного напора, а дальнейшее вращение вентиля или рукоятки не дает никакого эффекта. "Поймать" необходимое положение в таких случаях затруднительно – вращая вентиль или меняя положение рукоятки в стороны получается "проскакивание" нужного положения, что заставляет нас вращать рукоятку в разные стороны много раз подряд. Такая ситуация возникает, когда кран "переразмерен" – для выполнения данной задачи он чрезмерно велик.
Подобрать управляемый кран возможно, пользуясь графиком зависимости утраты давления от расхода теплового носителя для этого крана, или его техническую характеристику – Kvs.
Характеристика Kvs крана – показывает пропускную способность, приблизительно объемным расходованием чистой воды через открытый до упора кран, (измеряемый в м3/час) при скачке силы в 100 кПа (1 Бар) в нормальных бытовых условиях.
Рассмотренная величина для разных клапанов является главной характеристикой. Чем меньше полученное значение, тем потеря давления теплового носителя больше при одинаковом расходе. Зная, что гидравлическое противодействие пропорционально квадрату расходуемой жидкости, поэтому формула для вычисления потери давления записывается в виде:
ΔP = (G/Kvs)2
G – указывает на расход, измеряемый кубическими метрами за час;Важно! Исключительно для чистой воды справедлива формула. Снижение давления для других тепловых носителей рассчитывается средствами дополнительного пересчета, для этого нужны значение вязкости и показатель плотности теплового носителя.
Переразмеренный управляемый кран (с завышенными показателями Kvs) ведет себя как переразмеренный вентиль водопровода. В выше изложенной модели – вместо расположения в устойчивом состоянии он закрывается, и открывается, не находя рабочего положения. Это состояние ухудшает точность регулировки и способное вызвать износ подвижных элементов привода и крана; в тяжелых ситуациях сопровождается замерзанием в калорифере воды.
- Заданная рабочая точка имеет наиболее точное обеспечение (прохождения теплового носителя через калорифер).
Когда подобран управляемый кран, возникает задача подбора циркуляционной помпы, достаточной для поддержки циркуляции необходимого количества теплового носителя через внутреннюю пропускную линию (контур обогревателя). Насос обязан при установленном расходе теплового носителя создавать давление, превосходящее общие утраты давления в обогревателе, трехходовом клапане, раскрытом на 100%-й подмес, соединяющей арматуры контура и системы труб.
Точный подбор насоса, обеспечит приближение рабочей точки располагаемой к заданному проекту. Для подбора насоса необходимо придерживаться рабочих параметров характеризующие изделие, которые именуются расходно-напорными техническими характеристиками, и выглядят в виде одного графика или группы графиков, построенных для различных скоростей помпы. Он отображает область оптимальных технических характеристик, в эту область по возможности должна входить рабочая точка.
Распространенная ошибка – выбор мощной по производительности помпы; такой же результат дает и насос, с низкими показателями (I-й или II-й) скорости, установленный при сборке на III-ю скорость. Эта ошибка влечет за собой прибавившийся расход теплового носителя через обогреватель, вследствие этого регулирующий кран не использует весь диапазон положений штока. В результате чего ускорится износ деталей насоса, уменьшиться точность регулирования; уменьшение времени реагирования, влечет за собой перерегулирование.
Важно! Рабочие технические характеристики помпы построены для чистой воды. Техническая характеристика для остальных тепловых носителей рассчитывается путем дополнительного просчета, для этого знать значения вязкости и плотности теплового носителя.
- Требования к обеспечению надежной работы всех элементов смесительного узла в режимах, предусмотренных заводом-изготовителем.
График рабочей характеристики помпы отображает часть кривой, выделенной жирной линией – кривая показывает диапазон, в которой помпа работает с оптимальными характеристиками. Оставшаяся часть характеристики, до и после рабочего диапазона – как правило, изображена пунктиром или тонкой линией. Рабочая характеристика помпы на них распространяется, но в этом режиме работа не оптимальна в отношении энергопотребления или долговечности.
Стоит также уделить внимание кавитации, когда насос оказывается в зоне вскипания перекачиваемой воды на поверхности лопастей, которая и приводит к увеличению шума в рабочем состоянии помпы, снижению мощностных характеристик и разрушению лопастей крыльчатки двигателя.
Регулирующий кран тоже может наступить момент кавитирования из-за неправильного подбора. Помимо того, существует опасение того, что чрезмерно большие скачки давления на тарелке управляемого крана не даст возможности ему открыться, ее просто прижмет к седловине крана давлением воды. Проверить параметры и условия правильного режима эксплуатации всех элементов смесительного узла поможет информация, содержащаяся в техдокументации на эти комплектующие. Потребителю, кроме выше сказанного, необходимо знать, что слишком большая скорость движения теплового носителя нежелательна в трубах обвязки, так как влечет за собой дополнительные потери.
Важно! Превышать максимальную (1100С) температуру теплового носителя запрещается (см. инструкцию с техническими характеристиками)
По последним прогнозам появилась тенденция подбора управляемого крана с утратой давления немного меньшей, чем у обогревателя. Смысл таких действий очевиден – уменьшение необходимой мощности помпы. В допустимых диапазонах нелинейность характеристики не вызывает в действительности нестационарного режима регулировки, однако в решении этого вопроса затруднительно советовать конкретные рекомендации, в таких ситуациях проектировщик опирается на личный опыт и полагается на полученную квалификацию, принимая на себя ответственность за монтаж.
Это оборудование гарантирует возможную безопасность установленной системы, поскольку ему удается свести к минимуму последствия несовпадений между расчетными и действительными показателями рабочей среды, устранить ошибки, возникшие из-за неправильно выбранного узла, настроить точный расход воды.
1. Схема, используемая в смесительных узлах PPU, создана для монтажа контуров, с небольшими показателями перепадов давления между обратным ходом и прямой подачей воды первичного контура. Для надежной работы этот показатель обязан находиться в пределах от 5-ти до 30-ти кПа. Такие показатели идеальны для большинства колледжей с автономной котельной. Но, системы, которые имеют высокие скачки давления, они также нахолят применение одновременно с автоматическим регулятором скачков давления.
2. Тепловой носитель должен быть чистым и не содержать агрессивных веществ и грязи, способной вывести из строя рабочие элементы и уплотнения разных узлов изделия.
3. При использовании воды как теплового носителя, смесительный узел целесообразно установить в здании, температура воздуха которого всегда выше 00С.
1. Монтаж смесительного узла проводится рядом с обогревателем. Соединив элементы гидравлического контура гнущимися трубами, все устройство крепится к закрепленным трубам, или же прочной конструкции. Учтите, что вокруг устройства должно быть достаточно места для обслуживания, предполагающее комфортный доступ к устройствам узла, таким как электрический привод и клеммной коробки помпы, вентилей, отстойнику фильтрующего элемента и управляемому крану.
2. Перед выбором местоположения монтажа и подключением изделия помните – устройство смесительного узла и воздушного отвода котловой системы нужно расположить в местах, где предвидится образование воздушных пробок.
3. При подборе труб, которыми осуществлять подключение, помните, что гликолевый раствор и оцинкованные трубы несовместимы. Полимерные трубы должны выдерживать высокие температуры теплового носителя.
4. Электрический привод управляемого крана монтируется на уже установленный узел. После монтажа электромотора на него поступает питание электросети, и только после завершения калибровки – подается управляющий сигнал.
5. Убедитесь, что розетка заземлена, прежде чем включать циркуляционный насос.
6. При подборке места монтажа учесть, что непосредственное проникновение влаги на составляющие электрической цепи или конденсированною влагою на подвижных частях и кожухе при подключении к электрической сети, приводит к возгоранию проводки, и как следствие, полной поломки изделия.
7. Балансировочным краном на байпасе устанавливается уменьшение силы с учтенными в байпасной линии потерями обратного крана. Помните, что движение теплового носителя через байпасную линию происходит и при полностью закрытом управляющем кране на проток воды.
8. Помните, что для единственного в котловой цепи потребителя смонтированного на обогревателе смесительного PPU узла, сокращения нагрузки на помпу котлового контура балансировочный кран нужно открыть.
9. Системы, в которых постоянное движение воды нежелательно, например, где присутствуют ограничения для воды идущей по обратному контуру по максимальной температуре, балансировочный кран закрывают.
10.Если при эксплуатации трубы котлового контура, соединяющие смесительный узел проходят в таких местах объекта, где ожидается минусовая температура воздуха, необходимо предусмотреть минимально необходимое движение воды, чтобы избежать замерзания воды в соединительных трубах.
Важно! Не следует покупателю самостоятельно искать способ монтажа смесительных PPU узлов или заняться поиском слесарей любителей, а позже электриков. Заблуждение считать, что монтажники-любители знают и разбираются в последовательности монтажа и настройки смесительных PPU узлов.
Персонал, выполняющий подключение, должен быть квалифицированным и иметь доступ к выполнению таких работ. Изделие содержит в себе элементы, находящиеся под большим напряжением – выполнять электромонтаж имеют доступ монтажники, которые имеют в соответствии с существующим законодательством квалификацию.
Для безопасной и долгой эксплуатации обогревателя, нужно выполнять обслуживание и осмотр, не только обогревателя, но и его связки, периодически выполняемые как минимум дважды за год – перед началом и окончанием отопительного периода года.
1. Регулярно чистить водяной фильтр и проводить его осмотр. Первая чистка фильтра выполняется после тестового включения системы, следующие чистки проводятся регулярно, зависит от загрязненности теплового носителя. Во время чистки фильтра обслуживающие шаровые вентили закрываются.
2. Всякий раз, удаляя тепловой носитель из контура, для проведения технического обслуживания фильтра или других выполняемых манипуляций, вследствие которых могут образоваться воздушные заглушки в гидравлической цепи, нужно избавиться от них, используя системы воздушного отвода котлового контура, систему устранения воздушных пробок помпы и краны манометров.
1. Не выполнена настройка смесительного узла – переразмеренность (см. выше).
2. Прямое врезание в отопительную систему с высокими скачками давления между обратным ходом и прямой подачей воды. Без установленного регулятора скачков давления такой контур может начать функционировать в неверном режиме.
3. Жаль, но чаще (хотя и не одной из распространенных) ошибок является сборка "шиворот навыворот", т.е. когда сторона, подключаемая к теплотрассе, подключается к калориферу и в обратном порядке. Нужно наблюдать за тем, чтобы обслуживающий персонал, выполняющий сборку и монтаж, имел инструкцию в своем распоряжении.
4. Чрезмерно большое расстояние от обогревателя до смесительного узла, а также завышенный от норм диаметр соединительных контурных труб. Все это ведет к неизбежному увеличению времени отклика устройства.
5. Контур, в котором при первоначальном выборе предполагалось использовать воду в качестве теплового носителя, используется гликолевый раствор. Результатом этого может быть сильное уменьшение обеспечиваемой мощности нагревательного элемента, а при высокой гликолевой концентрации – перегрев электродвигателя помпы.
6. Неправильное положение помпы, привода управляемого фильтра и крана (см. рис.).
7. Неправильно выставленная скорость помпы (нужная скорость находится при подборе установленного изделия).
8. Перепутанная схема подключение управления электроприводом и проводов питания.
9. Нерегулярное техническое обслуживание фильтра приводит к замораживанию нагревательного элемента и уменьшению его мощности.
10. Непредвиденное обесточивание в зимний период времени, особенно во время работающего вентилятора.
11. Присутствие воздушных заглушек в гидравлической системе (как и в пункте 10 – грозит замораживанием устройства).