Регулирующий клапан

У регулирующего клапана с равнопроцентной расходной характеристикой можно получить примерно линейную рабочую характеристику (см. диагональ на рис. 6.11) путем изменения внешнего авторитета. Поэтому данный клапан более универсален, чем клапан с линейной характеристикой, у которого достичь логарифмической зависимости расхода от хода штока изменением внешнего авторитета невозможно. Логарифмическую характеристику преобразуют в примерно идеальную линейную при полном внешнем авторитете регулирующего клапана а+ = 0,1…0,3 (10…30 %). Таким образом, если на регулируемом участке есть элементы, создающие местные сопротивления, то для получения линейного регулирования объекта регулирования необходимо применять клапаны с логарифмической характеристикой, либо ей подобной. То же самое касается и самого объекта регулирования, если он создает местное сопротивление.

Систему отопления здания присоединяют по независимой схеме к системе теплоснабжения. Расчетный перепад температуры теплоносителя в теплосети ∆t = 150 – 75 = 75 °С. Регулирование теплового потока теплообменника – качественно-количественное. Тепловая нагрузка системы отопления Q = 100 кВт. Перепад давления перед теплообменником (после вычитания из располагаемого
давления теплоносителя в теплосети на вводе в здание потерь давления в элементах узла ввода, установленных до теплообменника на подающей и обратной магистралях, тепломере, грязевике…) составляет ∆P = 2,5 бар. Потери давления в теплообменнике ∆Pт = 1,0 бар. Необходимо подобрать двухходовой автоматический регулирующий клапан для регулятора теплового потока (первый клапан на схеме) и определить исходные данные для подбора автоматического регулятора перепада давления.

Решение. Потери давления на клапане регулятора теплового потока ∆Pvs1 определяют исходя из обеспечения линейности регулирования тепловым потоком теплообменника. Поскольку теплообменник имеет искривленную характеристику (см. рис. 5.3), для получения линейного регулирования тепловым потоком выбирают клапан с искривленной в другую сторону характеристикой – близкой к идеальной логарифмической расходной характеристикой. Для того чтобы характеристика клапана не претерпевала значительного искажения, принимают внешний авторитет клапана не менее а = 0,5, определяемый относительно автоматически поддерживаемого перепада давления регулятором перепада давления. Т. к. на регулируемом участке есть два элемента — регулирующий клапан и теплообменник, то при таком внешнем авторитете сопротивление клапана должно равняться сопротивлению теплообменника. Это следует из уравнения (6.7)

Читайте также  Автоматические регуляторы

По каталогу [62] выбирают регулирующий клапан с логарифмической характеристикой. Это клапан VFS2 dу = 15 мм c ближайшей пропускной способностью kvs = 1,0 (м3/ч)/бар0,5. В данном случае клапан выбран с меньшей пропускной способностью от требуемого значения. При этом уменьшен относительный расход теплоносителя до V/VN = G/GN = = 1/1,15 = 0,87, что приведет к уменьшению относительного теплового потока теплообменника Q/QN. Этим уменьшением пренебрегают, т. к. расчетный тепловой поток теплообменника востребован лишь в короткий промежуток времени отопительного периода. Кроме того, этот недостаток будет компенсирован запасом поверхности теплообмена отопительных приборов (на 10 % в соответствии [9]) с терморегуляторами и запасом поверхности самого теплообменника, как правило, принимаемым при его расчетах.

Если при выборе регулирующего клапана разница между расчетной и действительной пропускной способностью более существенна, то следует принять такой перепад давления на клапане, чтобы расчетная пропускная способность совпадала с действительной. В этом случае по уравнению уточняют требуемые потери на клапане В любом случае проверяют клапан на обеспечение бескавитационной и бесшумной работы. Увеличение потерь давления на клапане приводит к увеличению его внешнего авторитета и, следовательно, к улучшению регулируемости объекта регулирования.