Что такое дроссельная шайба в системе отопления
Г.В. Сорокин, инженер, В.В. Юрепин, заместитель главного энергетика,
ОАО «ВолгоградНефтеМаш», г. Волгоград
Особенности наладки тепловой сети
Одна из задач любой организации, занимающейся эксплуатацией систем теплоснабжения, является проведение наладки тепловой сети. Наладка любой тепловой сети состоит из следующих основных этапов, которые, в свою очередь, имеют свои особенности.
Этап 1. Разработка мероприятий по регулировке теплопотребляющих систем.
На практике не существует двух одинаковых систем теплоснабжения, но есть общие закономерности. Как правило, в 90% случаев для проведения первого этапа достаточно выполнить гидравлический расчет тепловой сети.
Сегодня доступны на выбор разные варианты проведения гидравлического расчета.
2. Приобрести дорогостоящую программу для ЭВМ, которая может сосчитать абсолютно любые характеристики сети. Потратить определенное время на ее изучение. Ввести всевозможные параметры тепловой сети и за несколько минут получить результаты расчетов.
3. Обратиться к организациям, оказывающим услуги по проведению гидравлического расчета тепловых сетей через Интернет (сайт) или предоставляя доступ за отдельную плату к собственным программам для расчета необходимых параметров (что оказывается значительно дешевле, по сравнению с вариантом 2).
В принципе, все равно, как будет сделан этап 1, т.к. он сам по себе в отдельности не решает поставленной цели наладки тепловой сети. При этом точный расчет возможен только при условии введения достоверных входных параметров тепловой сети, основными из которых являются: длины участков; внутренние диаметры труб; шероховатость всех труб; тепловые нагрузки всех потребителей; все местные сопротивления; теплопотери по всем участкам.
Этап 2. Определение готовности к регулировке теплопотребляющих систем.
При реализации данного этапа существует несколько вариантов установки дроссельных шайб.
1. Не очень доверяя проведенным расчетам, кое-где установить дроссельные шайбы. При этом диаметры отверстий будут округлены до имеющихся в распоряжении сверл в большую сторону. Если Вы пойдете по такому пути, считайте что Вы «похоронили» наладку теплосети. Лучше вообще не устанавливать эти шайбы.
2. Строго следуя рекомендациям этапа 1, изготовить дроссельные устройства с расчетными диаметрами отверстий. Затем «с боем» их все установить. Почему «с боем»? Потому что, как правило, те, кто непосредственно ставит дроссельные устройства, не понимают, зачем надо установить такое большое количество дроссельных шайб, считая, что установив штук 100 шайб, десяток можно и пропустить. В этом случае шанс успешно провести наладку тепловой сети достаточно высок. Отклонения согласно расчетам будут в пределах ±20-25%.
3. Установить регулируемые дроссельные устройства (аналог балансировочного вентиля, только гораздо дешевле) желательно у большинства потребителей. Может возникнуть вопрос: зачем надо было проводить расчет, если дроссельное устройство регулируемое? Потому что дроссельное устройство регулируется в определенных пределах (например, гидравлический диаметр меняется от 5,5 до 18 мм), поэтому при расчете Вы определяете: попадает ли расчетный диаметр отверстия в указанный диапазон регулировки или нет. Имея достаточно большой диапазон регулировки дроссельных устройств, можно не переживать по поводу точности проведенного расчета. Для того, чтобы быстро и качественно провести наладку тепловой сети, необходимо установить максимально возможное количество регулируемых дроссельных устройств.
Этап 3. Регулировка теплопотребляющих систем.
После запуска системы отопления, проведенные измерения параметров, например, показывают, что у 40% потребителей фактический расход теплоносителя значительно отличается от расчетного. Возникает извечный вопрос: что делать?
1. Если при наладке теплосети использовались только нерегулируемые дроссельные устройства, то последовательность действий следующая. Пересчитать проблемные места. Снять установленные в них шайбы, изменить диаметр отверстий, снова установить шайбы. Повторно провести измерения параметров, результаты измерения которых, скорее всего, покажут, что уже около 20% потребителей «не отрегулированы». При этом времени на третью установку, к сожалению, нет, т.к. отопительный сезон давно уже идет. Кроме этого, сложно объяснить людям, почему сначала диаметр отверстия шайбы был, к примеру, 6,5 мм, затем Вы сделали его 8,1 мм, а теперь хотите поставить на 7,3 мм. Приходится оставлять все, как есть, до конца отопительного периода, так и не доведя до конца регулировку, уговаривая себя или заказчика, что все хорошо и лучше просто невозможно было сделать.
2. Если при наладке использовались регулируемые дроссельные устройства, то ничего не надо пересчитывать. В течение некоторого времени (зависит от нагрузки и инерционности отопительной системы потребителя) на каждом объекте, где фактический расход не совпадает с расчетным, не отключая его от отопительной нагрузки, произвести регулировку дроссельного устройства, добиваясь необходимых параметров температуры и расхода. После чего регулируемые дроссельные устройства пломбируются и фиксируются их параметры установки. В этом случае наладка тепловой сети может быть завершена в течение нескольких дней.
На практике реальнее всего провести качественную наладку тепловой сети только с применением регулируемых дроссельных устройств.
В целом, для того чтобы качественно выполнить наладку тепловой сети с минимальными затратами сил и средств:
■ достаточно сделать приближенный гидравлический расчет, не пытаясь усложнять этап 1, т.к. точность расчета все равно будет невелика;
■ необходимо использовать регулируемые дроссельные устройства как можно в большем количестве (по возможности), с помощью которых можно нивелировать точность расчета и реально наладить тепловую сеть.
Назначение. Регулируемая дроссельная шайба предназначена для наладки без разгерметизации систем теплоснабжения зданий и сооружений с целью обеспечения в них расчетного расхода теплоносителя. Шайба позволяет менять и фиксировать свою пропускную способность.
По своему назначению регулируемая дроссельная шайба аналогична ручному балансировочному клапану MSV-F2 за исключением возможности использования в качестве запорной арматуры.
Проведем серию измерений расхода и перепада давлений на регулируемой дроссельной шайбе при перемещении штоков с шагом 5 мм. При полностью введенных штоках габаритный размер A=160 мм, а при полностью выведенных A=190 мм (рис. 2).
При перемещении штоков проходное сечение будет менять свою форму, как показано на рис. 3.
Таблица 1. Результаты экспериментов по определению диаметра отверстия (приведенного) шайбы.
Данная регулируемая дроссельная шайба при изменении габаритного размера от 160 до 190 мм, который измеряем кронциркулем, аналогична простым шайбам в диапазоне отверстий от 5,5 мм до 18 мм.
На рис. 4 приведена номограмма настройки регулируемой дроссельной шайбы.
Сравнение. В табл. 2 приведены сравнительные характеристики простой дроссельной шайбы, регулируемой дроссельной шайбы и балансировочного клапана типа MSV-F2.
Таблица 2. Сравнительные характеристики простой дроссельной шайбы, регулируемой дроссельной шайбы и балансировочного клапана типа MSV-F2.
Никто не оспаривает преимуществ балансировочных клапанов. Если бы они еще стоили раза в три-четыре меньше. Но из-за высоких цен многие организации вынуждены проводить наладку тепловых сетей по старинке с использованием простых шайб.
Регулируемую дроссельную шайбу можно рассматривать как бюджетный вариант при наладке тепловых сетей. Мы получаем практически те же возможности, что и при использовании балансировочных клапанов в совокупности с простотой монтажа обычной дроссельной шайбы.
Пример использования. С 2009 по 2011 гг. ОАО «ВолгоградНефтеМаш» провело наладку тепловой сети.
Первый этап был выполнен с использованием интернет-сервиса «Гидравлический расчет тепловой сети» (www.tesey.listkom.ru).
На втором этапе было установлено более 300 простых дроссельных шайб и более 200 регулируемых.
При проведении третьего этапа наладочных работ были выявлены отклонения расчетных и фактических расходов теплоносителя. В основном отклонения были из-за неправильного определения отопительных характеристик калориферов. Благодаря использованию регулируемых дроссельных шайб, удалось в короткие сроки провести наладку систем отопления. За отопительный период 2010-2011 гг. ни одна регулируемая дроссельная шайба не засорилась и не протекла по уплотнениям.
Регулируемая дроссельная шайба — эффективное решение для проведения качественной наладки тепловой сети
Что это такое и для чего нужна?
Дроссельная шайба – очень важная часть отопительной системы, но дело в том, что не все регламентируется простыми и конкретными параметрами ГОСТ. В системе отопления может быть много ответвлений и узлов для абонентов, которым необходима подача тепла. В качестве регулируемого источника отопления служит или находящаяся поблизости котельная, или центральный тепловой пункт. В системах для трубопровода предусмотрена расходомерная часть оборудования, обеспечивающая расчет подаваемого тепла.
Приборы устанавливаются в специальных тепловых камерах и узлах абонентов. Это обязательная часть отопительной системы в каждом жилом доме. Дросселирующая шайба может иметь разные типы конструкции, меняя приход и расход тепла прямо в процессе работы. Это дает возможность использовать её в разных тепловых режимах, а установить такие механизмы можно, не тратя время на разгерметизацию тепловых сетей.
Диафрагма и расчетные шайбы, установленные в каждый абонентский узел резьбовым соединением, существенно помогают снизить тепловые расходы, при этом качество услуг не теряется, а, наоборот, возрастает. Это, в свою очередь, качественно сказывается на работе тепловых магистралей в целом, снижает общую затрату выделяемых ресурсов, включая электроэнергию, так как напряжение по радиаторам распределяется равномерно.
Такая шайба для всех отопительных систем изготавливается исходя из расчетов и формул. По своей форме она напоминает стальной диск, а в качестве исходного материала используется листовой металл, толщина которого может достигать 4 мм или более того. Резьбовое отверстие просверливается по центру, его диаметр согласно государственным стандартам качества не превышает 3 мм. В зависимости от диаметра шайбы меняется и её толщина. Если диаметр равен приблизительно 90 мм, то толщина может достигать 3 мм.
Для каждого изделия параметры рассчитываются индивидуально.
Само отверстие по центру имеет длинную форму и два противоположных штока, которые обеспечивают управление шайбы по бокам. В зависимости от того, где именно они расположены, меняются и особенности конструкции. Если они задвинуты, предел минимального диаметра, который соблюдается при изготовлении, – это 5,5 мм включительно. Соответственно если они выдвинуты наружу, внешний диаметр не должен превышать 18 мм. Регулировка положения шайбы возможна с помощью специального ключа.
Кроме этого, конструкция может предусматривать возможность специальных ограничителей для штоков, чтобы пользователь не мог случайно сдвинуть положение шайбы, тем самым сбить общий баланс тепловой сети. В целом шайбы можно разделить на несколько разновидностей.
Назначение
Дроссельная шайба выполняет одну конкретную задачу – распределение тепла в системе теплоснабжения. Она также отвечает за регулировку давления, чтобы работа всей системы не давала сбоев. Изготавливаются они по заранее определенным жестким параметрам и тестируются перед использованием. Традиционные шайбы имеют одно резьбовое отверстие по центру и устанавливаются в конкретном месте конструкции.
При изменении параметров потребуются полный перерасчет и установка всех ключевых элементов заново, поэтому ремонт теплоносителя может занять несколько суток.
Этапы шайбирования системы отопления
Первый этап
Второй этап
Третий этап
На внутренних системах отопления шайбы можно устанавливать и зимой и летом. Проверять их работу – только в отопительный сезон.
Шаг первый. Расчеты
Для того, чтобы осуществлять регулировку давления, необходимо определить диаметр отверстия, от которого зависит степень прохождения жидкости по системе.
Каждая тепловая система индивидуальна, одинаковых систем быть не может. Для начала работ, связанных с регулированием тепловых систем, необходимо провести расчеты.
Существует несколько видов расчета давления:
Формула расчета диаметра отверстия
Для этого вооружитесь специальной литературой, пройдите по всему трубопроводу, останавливаясь на отдельных участках с целью проведения расчетов. Если будут найдены ошибки в вычислениях, поменяйте параметры и произведите расчет диаметра снова. Только так удастся определить примерное состояние сети.
Шаг второй. Готовность
Данный этап предусматривает проверку на предмет готовности системы для регулировки. Чтобы реализовать этот этап, нужно установить дроссельное устройство. Для этого прибегают к нескольким видам монтажа.
Первый способ является больше проверочным, чтобы выявить степень готовности системы.
Бывает так, что после проведенных расчетов компания усомнилась в правильности показаний, и поэтому в местах, где возникает неуверенность точности параметров, устанавливаются шайбы. Но в результате проверки производится округление диаметра отверстия шайбы в пользу сверла, которое имеет больший диаметр.
Интересно! Если полагаться на мнение профессионалов, то они утверждают, что этот метод малоэффективен.
Монтаж шайб
Существует второй способ. Согласно проведенным расчетам, на первом этапе необходимо сделать шайбы с точным диаметром отверстий. Затем приступаем к установке. Монтировать придется большое количество дроссельных элементов. Необходимо постараться не пропустить ни одной шайбы, ведь от этого зависит, как будет проведена наладка тепловой сети. Но тут не обойтись без погрешностей. Они будут равны примерно плюс-минус 20-25%.
Третий способ предусматривает установку регулируемых дроссельных приборов. В голове появляется вопрос: для чего нужно проводить расчеты, если прибор можно отрегулировать напор в узле управления? Регулировочные винты не безразмерные и имеют свои диапазоны. Они бывают 5,5 до 18 мм. Проведение расчетов определяет попадание диаметра отверстия устройства в регулируемый диапазон. Если же дроссельная шайба для системы отопления имеет большой диапазон регулировки, то не стоит беспокоиться о попадании в размеры отверстия. Для проведения быстрой и качественной наладки проводится установка максимального количества шайб.
Разновидности регулируемых устройств
Установка
Как установить шайбу правильно? После выполнения расчетов и соответствия размеров остается только приложить её к нужному отверстию, закрепив её положение с помощью гайки. Закрепление должно быть максимально плотным, чтобы отопительная система работала. Стоит проверить надежность крепежа перед запуском системы!
Дефекты в системе
Застраховать себя от случайных ошибок никто не может. Иногда возникают такие ситуации: при запуске отопительной системы обнаруживается, что у некоторых потребителей по факту расход тепла гораздо больше, чем по произведенным расчетам.
Решением в сложившейся ситуации будет определение устройств, используемых при наладке. Дальнейшие действия зависят от типа дроссельного прибора. Если установлена нерегулируемая модель, то поступить нужно следующим образом:
После проведения таких операций число проблемных потребителей снижается.
Времени на выполнение еще одной регулировки уже нет по причине введения в эксплуатацию системы отопления. Если провести еще раз регулирование дроссельных шайб, то это может сказаться на качестве обслуживания во время отопительного сезона.
Наладка с регулируемыми шайбами
Наладка регулируемого оборудования занимает не более двух дней. Этот способ намного эффективнее предыдущего варианта. Процесс состоит из следующих действий:
Так выглядит установленная дроссельная шайба
Согласно многолетним наблюдением, можно прийти к выводу, что качество работ по наладке дроссельных шайб можно получить лишь в случае с регулируемыми приборами.
Конструкция устройства
Существует 3 вида дроссельной шайбы:
После монтажа, штоки необходимо опломбировать. Чтобы отрегулировать систему, необходимо иметь специальные ключи. Болты производятся из цветных металлов, что отражается на их повышенном износе в случае появления в жидкости песчаных частиц, ржавчины или каких-то других примесей. Ими можно отрегулировать лишь жидкости.
Назначение устройства
Регулируемая дроссельная шайба предназначена для наладки теплоснабжения. Она может изменить параметры теплосети без выполнения разгерметизации системы.
Регулируемая конструкция
Если проводить сравнения с другими аналогичными устройствами, то шайба очень напоминает по своим характеристикам и применению клапан балансировочный MSV-F2. Отличие в том, что шайбу нельзя применять в качестве запорной арматуры.
После установки удается снизить расход в 1,5-3 раза. За счет этой особенности необходимо меньшее количество насосов. Это в свою очередь экономит электрическую энергию, топливо и другие ресурсы. Изготовление дроссельной шайбы производится согласно составленным чертежам.
Дроссельная шайба: конструкция устройства, расчёты и наладка
Отправим материал на почту
Дроссельная шайба – регулировочное устройство, предназначенное для обеспечения стабильного гидравлического режима в системах отопления жилых домов и промышленных предприятий.
Для чего нужна дроссельная шайба на отопление
Без применения дроссельных шайб теплофикация большого количества объектов становится невозможной. Стандартные диаметры выпускаемых промышленностью водонапорных труб не позволяют обеспечить правильные гидравлические режимы в магистральной сети теплоснабжения. Наиболее близкие к источнику теплоты здания буду потреблять слишком много тепловой энергии, тогда как наиболее удаленные предприятия её недополучат.
Во избежание этого теплоснабжающие организации предписывают установку дроссельных шайб, ограничивающих расход теплоносителя в соответствии с размером объекта и его тепловой мощностью. Тем самым одновременно достигается несколько целей:
Кроме этого, владельцы объектов могут устанавливать повторные дроссельные шайбы, регулируя расход теплоносителя внутри предприятия.
Конструкция устройства
Дроссельная шайба представляет из себя металлический диск с отверстием в центре. Диаметр этого отверстия рассчитывается с точностью до 0.1 мм по специальным формулам, либо посредством программного обеспечения, выполняющего моделирование работы системы отопления.
Шайба находится в условиях значительного давления и высоких температур, поэтому изготавливается из высококачественной стали толщиной не менее 3 мм.
При изготовлении нерегулируемой дроссельной диафрагмы отверстие должно располагаться точно в её центре. Его размер, как правило, составляет от 3 до 10 мм. Во избежание возникновения громкого свиста, вызванного движением воды через узкое отверстие, с него снимается фаска с обеих сторон.
Регулируемая дроссельная шайба имеет более сложную форму. Сквозь уплотнительные кольца выводится регулировочный шток. Вращая его, изменяется суммарная площадь отверстия, благодаря чему меняется гидравлический режим.
Вне зависимости от устройства, шайбы снабжаются «ушками» для установки пломбы, предотвращающей её несанкционированную замену.
Место установки дроссельной шайбы
В подавляющем большинстве случаев дроссельная шайба устанавливается на втором по ходу движения теплоносителя фланце вводной задвижки подающего трубопровода. Подобная процедура актируется и фиксируется должностными лицами теплоснабжающей организации и владельца объекта.
В случае необходимости могут устанавливаться повторные шайбы в целях регулировки гидравлических режимов внутри объекта. При этом вводная дроссельная диафрагма будет строго ограничивать расход теплоносителя вне зависимости от количества шайб, установленных после неё.
В некоторых случаях для защиты радиаторов отопления от избыточного давления, шайбы устанавливаются и на подающем, и на обратном трубопроводе данного участка системы отопления.
Как правило, все шайбы устанавливаются в помещении индивидуального теплового пункта. При наличии элеватора шайба не устанавливается, так как сопло смесительного узла выполняет те же функции – ограничение расхода теплоносителя.
Расчет диаметра отверстия дроссельной шайбы
Расчет диаметра регулировочного отверстия – важная и кропотливая работа. Расчет выполняется в соответствии со сводом правил СП 41.101/95, посвященным процессу проектирования тепловых пунктов.
Формульный метод
Наиболее простая и точная формула описана в СП 41.101/95 и выглядит так:
где G — расчетный расход воды в трубопроводе, т/ч;
ΔH — напор, гасимый дроссельной диафрагмой, м.
Информация о расчетном расходе воды должна содержаться в договоре теплоснабжения. Цифру дросселируемого напора можно определить как экспериментально, так и взять из проекта, при его наличии. Как правило, он составляет 0,6-2 м. вод. ст.
Вне зависимости от поставленной задачи необходимо учитывать несколько обязательных требований:
Программный метод
При применении программного метода возможно получить более точный расчет диаметра дросселирующего отверстия.
Известно, что система отопления состоит не только из трубопроводов, но и из множества других элементов:
Формульный метод не учитывает этих особенностей, ведь каждый из элементов имеет собственное гидравлическое сопротивление. В программном обеспечении каждый элемент учитывается в виде коэффициента местного сопротивления (КМС).
Между гидравлическим сопротивлением, значением КМС и диаметром дроссельной шайбы есть зависимость. Программа проверяет вводимые данные на соотношение размера отверстия с гасимым напором и выдает вердикт о необходимости увеличения или уменьшения его диаметра.
Видео описание
Расчет дроссельных шайб и диафрагм.
Сбор данных и предварительные расчеты
Все элементы системы, начиная от источника теплоты и заканчивая батареей в доме абонента, объединены в сложную гидравлическую сеть. Ученые давно описали принципы её работы и заключили их в формулы. Но при расчете дросселирующей шайбы должно учитываться множество дополнительных факторов. Для этого специализированные организации выполняют ряд подготовительных работ:
По итогам выполнения мероприятий и расчетов производится оценка правильности действий. Фактический расход теплоносителя сравнивается с идеальной программно откалиброванной моделью тепловой сети. Коэффициент сравнительного расхода теплоносителя должен находиться в пределах 0.9-1.15, где за единицу принят идеальный расход.
Эффект от установки шайб
Установка дроссельной шайбы решает не только проблемы внешней гидравлической сети, но и внутридомовой системы:
Наладка с регулируемыми шайбами
Наладка тепловой сети посредством регулируемых дроссельных шайб значительно упрощает задачу. Регулировка производится в отопительный период по следующему плану:
Видео описание
Что такое дросселирующая шайба.