ЕВРОстрой, N 58, 2010

Е.П.Вишневский, технический директор компании

United Elements (СПб), к.т.н.  

М.Ю.Салин, ведущий инженер отдела

исследований и развития компании

United Elements (СПб)

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ОБВЯЗКА ФЭНКОЙЛОВ

Схема с комбинированными клапанами

Нa смену многочисленным сплит-системам, портящим внешний вид здания и устанавливаемым зачастую без учета допустимых нагрузок на электрические сети, приходят централизованные системы холодоснабжения. В современных зданиях все активнее используются системы кондиционирования с применением водоохлаждающих машин (чиллеров) и вентиляторных доводчиков (фэнкойлов). Немаловажным является то, что можно получить существенную экономию капитальных затрат, благодаря использованию фэнкойлов в режиме отопления вместо традиционных радиаторов отопления.

Обычно для гидравлической обвязки воздухоохладителей используют две схемы. Во-первых, на фэнкойлы можно установить двухходовые клапаны, аналогичные используемым в радиаторных схемах. Во-вторых, применяются трехходовые клапаны, которые перепускают избыточный расход через замыкающий участок. В первом случае расход воды в системе переменный, что имеет свои преимущества (можно использовать трубы меньшего сечения, получить значительную экономию при эксплуатации насоса, работающего в переходный период на меньших скоростях, и т.д.). При втором варианте расход постоянен, это упрощает расчет и подбор оборудования, ускоряет поступление холодной воды или гликолевого раствора в фэнкойл. Поскольку сопротивление теплообменника может быть большим (десятки кПа), а сопротивление байпаса мало, гидравлическое сопротивление всей системы будет переменным. Чтобы его выровнять, на байпас ставится балансировочный клапан или дроссельные вентили.

Наладка и обеспечение устойчивой работы гидравлической системы с переменным расходом - довольно трудная задача. Можно сказать, что без использования автоматических балансировочных клапанов нормальная работа такой системы практически невозможна. Автоматические балансировочные клапаны (АБК) обеспечивают стабильность расхода тепло/холодоносителя и поддерживают постоянный перепад давлений в контуре. Важным элементом динамических клапанов является диафрагма с калиброванным отверстием, при прохождении которой создается перепад давления. Проходное сечение, от которого зависит номинальный расход, определяется положением затвора. Затвор клапана перемещается в соответствии с создаваемым на диафрагме давлением (рис.1).

Рис.1. Принципиальная схема АБК и комбинированного клапана

Настройка клапана на поддержание расхода предельно проста, не требует специальных инструментов и высококвалифицированного персонала. При установке на АБК электрического привода к функции автоматического ограничителя расхода добавляется функция регулирующего клапана. Объединение АБК и пропорционального регулятора расхода называется комбинированным клапаном.

     НАСОСЫ С ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРИВОДОМ (ЧРП)

В рассмотренных на рис.1 схемах управление мощностью теплообменника осуществляется за счет дросселирования объемного расхода на регулирующем клапане при постоянной мощности насоса. Согласно статистическому анализу, графика нагрузки отопительных систем, полная мощность насоса требуется лишь для 3-5% всего времени. На оставшееся время для удовлетворения потребностей системы хватило бы и 40% мощности насоса. Получается, что остальные 60% мощности не используются или просто "вылетают в трубу". С этой точки зрения более выгодной является работа насосов с переменной скоростью вращения. Можно рассматривать установки как со ступенчатым, так и с плавным (частотным) регулированием скорости.

Широкое распространение систем кондиционирования воздуха, интегрированных в единую систему управления инженерными сетями зданий, предопределило очевидное преимущество применения насосов с ЧРП. Управление частотой вращения насоса в гидравлической системе дает большие преимущества, за счет которых более высокие первоначальные затраты быстро окупаются. Одним из самых заметных преимуществ является то, что снижение потребности в тепле/холоде приводит к уменьшению частоты вращения привода, благодаря чему снижается потребление энергии. Кроме того, силовая электроника преобразователей частоты обеспечивает высокий коэффициент мощности 0,97-0,98, в отличие от диапазона 0,72-0,87 при работе двигателя, подключенного непосредственно к сети.

Для примера рассмотрим систему фэнкойлов с параметрами:

- общая холодопроизводительность - 450 кВт;

- перекачиваемая жидкость - вода;

- расход - 76 м/ч;

- напор при максимальном расходе - 18 м вод.ст.