Как нам показывает практика, чаще всего, одним из способов получить точную подачу воды в систему является балансировка. Здесь мы также под балансировкой понимаем регулировку расходов с помощью балансировочных клапанов различных производителей.
При холодной погоде на этажах у котельной установки будет слишком жарко, а на верхних этажах гораздо холоднее. Происходит это потому что ТЭЦ при холодной погоде будет повышать температуру подаваемой в здание воды. Поэтому люди на верхних этажах скорее всего не будут жаловаться – у них станет тепло, если только в вашей системе нет воздуха и тепло до них доходит. Но воздух в системе это уже другой вопрос, а люди, которые живут на нижних этажах, ближе к котельной, будут вынуждены открывать окна из-за того, что у них слишком жарко.
Нарушение средней температуры в здании стоит дорого. Хотя плюс/минус один градус в отдельно взятом помещении не создает особого дискомфорта и не слишком влияет на стоимость энергии.
В Северной части нашей страны каждый градус выше уровня в 20 градусов увеличивает стоимость теплоэнергии примерно на 8%. А в Южной ее части на целых 12%. А снижение на 1 градус от уровня в 23 градуса увеличивает стоимость охлаждения на 15%
Системы ОВК проектируются из расчетов максимальной нагрузки. Если система не обеспечивает полный объем во всех контурах из-за того, что она не сбалансирована как требуют того проектные расходы, то можно считать вложения в эту систему не полностью реализованными. Даже при полностью открытых клапанах, когда требуется пропустить максимальное количество (объем) воды, ситуация не исправляется.
Метод основан на балансировке по гидравлическому расчету при проектировании системы до ее монтажа. Увязку циркуляционных колец осуществляют настройкой каждого регулирующего клапана и терморегулятора. Настройку определяют по пропускной способности kv.
У данного метода есть недостаток: он не учитывает отклонения, возникающие при монтаже системы. Кроме того, определение потерь давления в элементах систем является сложной процедурой и не всегда соответствует реальности.
Одна из причин тому — допущение о постоянстве коэффициентов местных сопротивлений во всем диапазоне регулирования потока теплоносителя и отсутствие учета их взаимовлияния, поэтому данный метод, хотя и является основополагающим при проектировании, в то же время не исключает необходимости корректировки настроек клапанов после монтажа системы. При корректировке настройки регулирующих клапанов уточняют располагаемое давление регулируемого участка. Для этого измеряют перепад давления на закрытых регулирующих клапанах.
В методе предварительной настройки необходимо учитывать влияние внешнего авторитета (при а < 0,5) на расходную характеристику клапанов и возможность ими осуществлять регулирование.
Этот метод основан на закономерностях отклонения потоков в параллельных участках системы, возникающего при регулировании одного из них. Предполагается, что в разветвленных системах регулирование одного из клапанов внутри модуля не влечет пропорционального изменения параметров в остальных клапанах модуля. В то же время пропорциональная зависимость между ними происходит при возмущениях, создаваемых общим регулирующим клапаном модуля. Модулем системы может быть совокупность стояков либо приборных веток, регулируемых общим клапаном, причем на каждом стояке либо ветке также должен быть регулирующий клапан. Тогда по данному методу балансировки можно вначале достичь одинаковой разбалансировки (равенства соотношений фактического расхода V теплоносителя к номинальному VN) стояков либо веток внутри модуля, затем установить номинальный поток в них регулировкой общего клапана.
Для осуществления этого метода необходимо разделить систему на иерархические модули с общими регулирующими клапанами. Совокупность модулей низших уровней составляет модуль высшего уровня. Балансировку начинают внутри модулей низшего уровня. Затем, постепенно поднимаясь по иерархии модулей, увязывают их между собой, приближаясь к главному регулирующему клапану всей системы.
Такой подход имеет множество комбинаций практического решения данной задачи. Выбирают наиболее экономичную.
На первом этапе балансировки системы для уменьшения потерь давления на перекачивание теплоносителя полностью открывают регулирующий клапан основного циркуляционного кольца модуля. Чаще всего — это наиболее удаленный клапан. Допускается при этом несколько прикрыть остальные клапаны модуля. Если нет однозначной уверенности в установлении основного циркуляционного кольца, то полностью открывают все клапаны модуля. Затем прибором определяют расход V на каждом клапане. Сопоставляют полученные значения с номинальными расходами VN по отношению V/VN. У клапана 3 основного циркуляционного кольца модуля это соотношение будет наименьшим.
Задача второго этапа состоит в обеспечении на клапанах 2 и 1 путем их частичного прикрывания примерно такого же отношения V/VN, как у клапана 3. Равенства этих отношений достигают методом последовательных приближений. При этом следует учитывать, что приемлемая невязка по перепаду давления — 10…15 %, по расходу соответственно — 3…4 %.
Третий этап является окончательным в балансировке модуля системы. Регулировкой общего клапана модуля выставляют на нем измерительному прибору номинальный поток, т. е. V/VN = 1. По закону пропорциональности на всех клапанах модуля установится также V/VN = 1. На этом регулировка модуля закончена.
Аналогично поступают с остальными модулями системы. Затем из этих модулей составляют общий модуль и также регулируют его. Формируя и регулируя модули высших уровней, доходят до общего (главного) регулирующего клапана всей системы, установленного у насоса зачастую на обратной магистрали. По степени его необходимого перекрытия определяют целесообразность замены клапана либо насоса на другой типоразмер.
Сбалансировав систему таким методом, в конечном итоге устраняют несоответствие реальных и номинальных расходов теплоносителя в ее циркуляционных кольцах. Следует отметить, что реализовать это гораздо проще клапанами со встроенной расходомерной шайбой, каковыми являются MSV-C. Измерение расхода в них осуществляют не по потерям давления в регулирующем отверстии, имеющем разную пропускную способность при каждой настройке, а по потерям давления на расходомерной шайбе с постоянной пропускной способностью.
Для клапана без расходомерной шайбы необходимо каждое изменение его настройки указывать в измерительном приборе. Для клапана MSV-C с расходомерной шайбой — указать пропускную способность шайбы лишь один раз для всех измерений. Клапаны MSV-C и MSV-F создают незначительное гидравлическое сопротивление в открытом положении. Имеют соответственно логарифмическую и логарифмическо-линейную расходную характеристику.
Это наилучшим образом соответствует работоспособности системы. В то же время необходимость наличи