Перепускний клапан (AVDO)

ВСТУП

Лабораторна робота „Система водяного опалення, схеми, конструктивні елементи” розроблена для ознайомлення студентів спеціальності освітньо-кваліфікаційного рівня „Бакалавр” за напрямом підготовки 6.060101 „Будівництво” спеціального виду діяльності „Теплогазопостачання і вентиляція” з основними схемами систем водяного опалення, принципами їх регулювання, конструктивними елементами, їх призначення та устрій.

Лабораторний стенд PL – 1 був переданий фірмою ТОВ з ІІ „Данфосс ТОВ” (Україна). Схема розроблена науковим консультантом фірми к.т.н., доц. Пирковим Віктором Васильовичем.

На базі лабораторного стенду PL – 1 розроблено цикл лабораторних робіт, які дозволяють досліджувати роботу систем водяного опалення.

Лабораторна робота №3 (2 години)

Тема: "Система водяного опалення, схеми, конструктивні елементи".

Мета: Ознайомлення з елементами системи водяного опалення на базі лабораторної установки PL - 1.

1. Ціль роботи.

Ознайомитися з елементами системи водяного опалення, їх призначенням і принципом роботи на базі лабораторної установки PL - 1.

2. Елементи лабораторної установки PL - 1

1 – розширювальний бак;

2, 4, 8, 21, 31 – кульовий кран;

3 – фільтр механічний;

5 – циркуляційний насос Wilo-TOP-RL 25/7,5;

6, 7, 12, 13, 24, 34, 43, 44 – ротаметр;

9 – перепускний клапан (AVDO);

10, 20, 30, 40 – ручний балансувальний клапан типу MSV-C для трубопроводів ДУ=15 - 50 мм;

11, 18 – автоматичний балансувальний клапан ASV-P і запірно-вимірювальний клапан ASV-I;

14, 42 – повітрязбросник;

15, 25, 35 – радіаторні терморегулятори серії RTD-N, що складаються з термостатичного елемента й регулювального клапана;

16, 26, 36 – опалювальний прилад;

17, 27, 37 – ручний балансувальний клапан типу MSV-I;

19, 29, 39 – автоматичний комбінований балансувальний клапан AB-QM;

22, 32 – ручний балансувальний клапан типу USV-I;

23, 28 – автоматичний балансувальний клапан ASV-PV і запірно-вимірювальний клапан ASV-M;

33, 38 – автоматичний балансувальний клапан ASV-PV+ASV-I;

41 – електричний генератор тепла.

Рис. 1. Схема лабораторної установки PL-1

3. Призначення та устрій елементів системи водяного опалення

Розширювальний бак.

Виробник.

Компанія Reflex Winkelmann GmbH (м. Аллен в Вестфалії).

Призначення виробу.

Розширювальний бак служить для компенсації об‘ємного розширення теплоносія в системі водяного опалення при нагріванні.

3.1.3. Устрій розширювального баку

Рис. 1. Устрій розширювального баку

Закритий розширювальний бак конструктивно виконується з двох полих частин, які з‘єднуються між собою і між ними встановлюється резинова мембрана (рис. 1). Одна з частин сосуду заповнюється повітрям під тиском, а друга сприймає об‘ємні розширення рідини.

Кульовий кран.

Призначення виробу.

Кульовий кран служить для закриття/відкриття подачі теплоносія в системах водяного опалення.

3.2.2. Устрій кульового крану.

Кульові крани являють собою запірний пристрій, що складається з рухливої деталі затвора, що має форму тіла (кулі) обертання з отвором для проходу й перекриття робочого середовища. Куля в тілі обертається навколо своєї осі й при перекритті стає в положення, перпендикулярне осі трубопроводу (рис. 2).

Рис. 2. Кульовий кран.

Основні переваги, якими володіють кульові крани, полягають у їх порівняно невеликих габаритах, малій вазі, швидкодії, доступності при ремонті й простоті монтажу. Оскільки такі крани мають малу вага й невеликі габарити, при їхньому виробництві затрачається мінімальна кількість матеріалів, що дозволяє заощадити на фінансових і експлуатаційних витратах. До того ж крани кульові досить ремонтопригодні. Завдяки тому, що кульові крани мають високу міцність і надійністю, необхідність у ремонті вкрай рідка, і це позитивно позначається на безперебійності роботи магістралей. Як правило, такі крани забезпечуються пневматичними або електричними приводами, що дозволяє управляти потоком дистанційно.

3.3. Фільтр механічний.

Призначення виробу.

Фільтр механічного очищення (рис. 3) - пристрій, що перешкоджає проникненню механічних часток (іржа, піщини, волокна й т.п.), що перебувають у мережі системи опалення.

Рис. 3. Устрій фільтра механічного

1 – корпус; 2 – металева сітка; 3 – прокладка; 4 – захисна пробка

Фільтруючий елемент - металева сітка, укладений у колбу з міцного матеріалу.

3.4. Циркуляційний насос Wilo-TOP-RL 25/7,5.

Виробник.

WILO SE, Німеччина.

Призначення виробу.

Циркуляційний насос призначений для механічного побудження руху теплоносія в системах водяного опалення.

3.4.3. Устрій і принцип роботи циркуляційного насоса.

Циркуляційний насос Wilo-TOP-RL 25/7,5 з "мокрим" ротором (рис. 4) застосовується в системах водяного опалення, вентиляції, кондиціювання, систем ГВС.

У таких насосів відсутній сальник або ковзне торцеве ущільнення, ротор занурений у рідину, яка перекачується і вона змащує підшипник вала й одночасно охолоджує мотор. Для цього вода повинна безупинно циркулювати через гільзу насоса, а вал насоса з мокрим ротором завжди повинен розташовуватися горизонтально. Герметичність частини двигуна, що перебуває під напругою, забезпечується за допомогою розділової склянки. Завдяки тому що всі обертові частини перебувають у воді, робота таких насосів супроводжується дуже незначним рівнем шуму.

Рис. 4. Циркуляційний насос Wilo-TOP-RL 25/7,5.

Ротаметр.

Призначення виробу.

Ротаметр — прилад для визначення об‘ємних витрат газу або рідини в одиницю часу.

3.5.2. Устрій і принцип роботи ротаметра.

Ротаметр складається з конічної трубки, що розходиться вверх, усередині якої переміщається поплавок-індикатор (рис. 5). Потік рідини або газу, який вимірюється, проходить через трубку знизу вверх і піднімає поплавок. Чим вище поплавок, тим більше площа довкола нього, через яку може текти потік. Піднявшись настільки, що сила ваги урівноважує піднімальну силу з боку потоку, поплавок зупиняється. Таким чином, кожному положенню поплавка відповідає певна витрата - визначення цієї відповідності називається градуювання (калібрування).

Трубки ротаметрів можуть бути скляними (розраховані на тиск до 2,5 МПа) і металевими (до 70 МПа). Поплавки залежно від властивостей рідини або газу виготовляють із різних металів або пластмас.

Рис. 5. Ротаметр.

Достоїнства ротаметрів:

1. Порівняно простий і тому надійний пристрій;

2. Для виготовлення не потрібні складні технології або дорогі матеріали, що забезпечує широке поширення ротаметрів.

Недоліки:

1. Ротаметр повинен розташовуватися вертикально;

2. Висота підйому поплавка-індикатора залежить від щільності й, у загальному випадку, в'язкості речовини, що протікає;

3. Показання ротаметра звичайно зчитуються оператором візуально, що ускладнює використання ротаметрів в автоматизованих системах;

4. У ротаметрах з оптичним зчитуванням положення поплавця речовина, що протікає, повинна бути прозорою.

Перепускний клапан (AVDO).

Виробник.

“Danfoss A/S”, Данія.

Призначення виробу.

Перепускний клапан типу AVDO (рис. 6) - пружинний регулятор тиску, призначений для встановлення на обвідній лінії циркуляційних насосів або на перемичці між подаючим і зворотним трубопроводами невеликої регульованої системи теплоспоживання з метою забезпечення роботи насоса або місцевих генераторів тепла у стабільному режимі й виключення шумоутворення.

3.6.3. Устрій пропускного клапана AVDO.

Рис. 6. Перепускний клапан типу AVDO

1 – рукоятка для настроювання; 2 – шток настройки клапана; 3 – кришка; 4 – напрямна пружини; 5 – пружина; 6 – ущільнююче кільце; 7 – затвор клапана; 8 – корпус; 9 – зажимний фітинг.

3.7. Ручний балансувальний клапан типу MSV-C для трубопроводів ДУ = 15 - 50 мм.

Виробник.

“Danfoss A/S”, Данія.

Призначення виробу.

Ручний балансувальний клапан типу MSV-C призначений для монтажного налагодження трубопровідних систем (рис. 7).

3.7.3. Устрій ручного балансувального клапана типу MSV-С.

Рис. 7. Ручний балансувальний клапан MSV-C

1 - корпус; 2 - кришка; 3 - шпиндель; 4 - конус клапана; 5, 6 - ущільнююче кільце; 7 - укажчик положення; 8 - стопорне кільце; 9 – шкала тонкого настроювання; 10 - блокувальний гвинт настройки; 11 - маховичок; 12 - шпилька; 13- кришка з інформацією про характеристики клапана; 14- вимірювальна діафрагма; 15- етикетка; 16 – цифрова шкала; 17 – затвор клапана.

Клапан характеризується наступними особливостями:

- постачається вбудованою вимірювальною діафрагмою;

- має два голчастих вимірювальних ніпелі;

- виконує функцію запірної арматури;

- шкала настроювання клапан помітна з будь-якого положення;

- поточне настроювання може бути зафіксоване;

- точність виміру становить ±5%;

- внутрішнє різьба;

- характеристики клапана внесені в прилад PFM-3000.

3.8. Автоматичний балансувальний клапан ASV-P і запірно-вимірювальний клапан ASV-I.

Виробник.

“Danfoss A/S”, Данія.

Призначення виробу.

Автоматичний балансувальний клапан ASV-P - регулятор перепаду тиску прямої дії (рис. 8).

ASV-P призначений для застосування разом із запірно-вимірювальним клапаном ASV- I (рис. 9) у двотрубних системах водяного опалення, де радіаторні регулювальні клапани мають пристрій попереднього настроювання їх пропускної здатності.

Клапан ASV-P установлюється на зворотному стояку, а клапан ASV- I – на подаючому стояку системи водяного опалення. ASV-P забезпечує постійну стандартну різницю тисків у зворотному й подаючому стояках системи в розмірі 0,1 бар (10 кПа).

Запірно-вимірювальний клапан ASV-І призначений насамперед для підключення імпульсної трубки балансувального клапана до подавального стояка. Клапани ASV-P і ASV-І також дозволяють відключити стояк від розподільних магістралей і спустити з нього воду через дренажний кран, змонтований на корпусі ASV-P.

3.8.3. Устрій автоматичного балансувального клапана ASV-P і запірно-вимірювального клапана ASV-І.

Рис. 8. Устрій автоматичного балансувального клапана ASV-P

1 - запірна рукоятка; 2 – запірний шпиндель; 3 - ущільнююче кільце; 4 – пружина настройки; 5 – отвір для підключення імпульсної трубки; 6 – мембранний блок; 7 - регулююча діафрагма; 8 - розвантажений конус клапана; 9 - корпус клапана.

Рис. 9. Устрій запірно-вимірювального клапана ASV-І

1 - запірна рукоятка; 2 – запірний шпиндель; 3 – шпиндель настроювання; 4 – диск з шкалою; 5 - ущільнююче кільце; 6 - конус клапана; 7 – сідло клапана; 8 - корпус клапана.

3.9. Повітрязбросник.

Призначення виробу.

Повітрязбросники призначені для видалення повітря з системи водяного опалення в автоматичному або ручному режимі.

3.9.2. Устрій і принцип роботи повітрязбросника.

Автоматичний повітрязбросник.

Автоматичний повітрязбросник представляє собою пристрій поплавково-клапанного типу (рис. 10).

У латунному корпусі 1 перебуває поплавець 2, шарнірно з'єднаний важелем 3 з випускним клапаном 4. Воздухоотводчик постачений гвинтовими запірними ковпачками для запобігання витоку води у випадку поломки. Іноді випускний канал забезпечується підпружиненим захисним ковпачком, що захищає його від зовнішнього забруднення.

Внутрішній об‘єм повітрязбросника спроектований таким чином, що при відсутності повітря поплавок тримає випускний клапан закритим, але в міру нагромадження повітря в поплавковій камері він опускається, відкриваючи випускний клапан. Після видалення повітря поплавок знову піднімається, впливаючи на важіль, що закриває випускний клапан.

Установлювати автоматичні повітрязбросники необхідно у вищих точках стояків опалювальних систем у строго вертикальному положенні.

Рис. 10. Автоматичний повітрязбросник

1 – латунний корпус; 2 – латунна кришка; 3 – поплавок; 4 – випускна пробка; 5 - ізолюючий клапан.

Ручний повітрязбросник.

Ручні повітрязбросники ще називають кранами Маєвського (рис. 11). Вони мають латунний корпус. Їхній пристрій характеризується граничною простотою: канал скидання газу або повітря відкривається й закривається вручну за допомогою викрутки, за допомогою переміщення регулятора голчастого типу.

Ручні повітрязбросники використовуються в основному для відводу повітря з системи водяного опалення через опалювальні прилади.

Рис. 11. Устрій крана Маєвського

1 - латунний корпус; 2 - канал скидання газу або повітря; 3 – винт з голкою.

3.10. Радіаторні терморегулятори серії RTD-N, що складаються з термостатичного елемента й регулювального клапана.

Виробник.

“Danfoss A/S”, Данія.

Призначення виробу.

Радіаторний терморегулятор призначений для індивідуального автоматичного регулювання тепловіддачі опалювального приладу системи водяного опалення з метою підтримки комфортних температурних умов в опалювальному приміщенні й економії енергії (рис. 12).

Регулювальний клапан типу RTD-N призначений для застосування у двотрубній насосній системі водяного опалення.

RTD-N оснащені вбудованим пристроєм попереднього (монтажного) настроювання його пропускної здатності.

Для ідентифікації клапанів RTD-N їхні захисні ковпачки червоного кольору.

Радіаторний терморегулятор типу RTD-N складається із двох частин:

- регулювального клапана RTD-N;

- термостатичного елемента серії RTD, з функцією захисту системи опалення від замерзання.

3.10.3. Устрій регулювального клапана типу RTD-N.

(а)

(б)

Рис. 12. Клапан типу RTD-N

а) з термостатичною головкою; б) з виносним датчиком;

1 - обмежувальні кільця; 2 - термостатичний датчик; 3 – сильфон; 4 - шкала настройки; 5 – настроювальна пружина; 6 - натискний штифт; 7 - ущільнююче кільце; 8 – шток; 9 – дросель; 10 - конус клапана; 11 - корпус клапана; 12 - заспокоювач потоку; 13 - виносний датчик.

Принцип роботи.

Основним пристроєм термостатичного елемента є сильфон, що забезпечує пропорційне регулювання температури. Датчик термоелемента сприймає зміни температури навколишнього повітря. Сильфон і датчик заповнені легковипаровуваючою рідиною і її парами.

Вивірений тиск у сильфоні відповідає температурі його зарядки. При підвищенні температури повітря навколо датчика частина рідини випаровується, і тиск пари в сильфоні збільшується. При цьому сильфон розтягується, переміщаючи конус клапана убік закриття отвору для протоки теплоносія через опалювальний прилад доти, поки не буде досягнута рівновага між силою пружини й тиском пару. При зниженні температури повітря пари конденсуються, тиск у сильфоні зменшується, що приводить до його скороченню й переміщенню конуса клапана убік відкриття до положення, при якому знову встановиться рівновага системи.

Опалювальний прилад.

Виробник.

АО “KORADO”, Чехія.

3.11.2. Устрій опалювального приладу “KORADO”.

RADIK - це сталевий радіатор опалення панельного виду із природним рухом повітря уздовж його теплопередаючої поверхні (рис. 13). Виробляється з одинарної, здвоєної або трьохпанельної конструкцією. Основну поверхню, що гріє, утворює профільована панель із горизонтально й вертикально впорядкованими каналами. Для підвищення теплової потужності в деяких типів радіатора на внутрішній стороні панелі приварена додаткова конструкція, що збільшує площу тепловіддачі.

Панель виготовлена із двох штампованих сталевих аркушів, з'єднаних у місцях вертикальної пресовки точковим зварюванням і по периметру шовним зварюванням. Використовується сталевий лист холодного прокату товщиною 1,25 мм із низьким вмістом вуглецю.

Додаткову поверхню тепловіддачі утворює профільований сталевий лист товщиною 0,5 мм, що точковим зварюванням приварений до вертикальних каналів панелі з зовнішньої сторони. Така конструкція дуже сприятливо впливає на природний рух повітря уздовж теплопередаючої поверхні радіатора.

а)

б)

Рис. 13. Опалювальний прилад “KORADO”

а - тип 11 – однорядний по глибині з одним рядом конвективного оребрення, яке приварене до задньої сторони панелі (1 – одна панель, 1 – один ряд оребрення); б - тип 22 – дворядний по глибині з двома рядами конвективного оребрення, яке знаходиться між панелями і приварене до кожної панелі (2 – дві панелі, 2 – два ряди оребрення).

3.11.3. Застосування опалювального приладу “KORADO”.

Панельні радіатори опалення RADIK призначені для монтажу в опалювальних системах центрального опалення будинків з максимальним припустимим робочим тиском 1,0 МПа, у яких як теплоносій використовується вода або водяні розчини з максимально припустимою робочою температурою до 110°C.

Радіатори призначені для однотрубних і двотрубних опалювальних систем із примусовою циркуляцією, а деякі також для систем із природною циркуляцією. Низький вміст води в опалювальному приладі дозволяє гнучко реагувати на зміни потреби тепла в приміщенні, яке обігрівається і ефективно регулювати подачу теплоносія.