Автоматичні установки для підтримки тиску виробництва фірми Anton Eder GmbH в сучасних системах опалення. Бустерні насосні станції підвищення тиску аупд на базі насосів boosta для автоматичного водопостачання, пожежогасіння Аупд для підтрим.
О. Бондаренко
Застосування автоматичних установок підтримки тиску (АУПД) для систем опалення та охолодження набуло широкого поширення через активне зростання обсягів висотного будівництва.
АУПД виконують функції підтримки постійного тиску, компенсації температурних розширень, деаерації системи та компенсації втрат теплоносія
Але оскільки це досить нове для російського ринкуобладнання, у багатьох фахівців даної галузі виникають питання: що являють собою стандартні АУПД, якими є принцип їх дії та методика підбору?
Почнемо з опису стандартних установок. Сьогодні найбільш поширений тип АУПД - це установки з блоком управління на основі насосів. Подібна система складається з безнапірного розширювального бака та блоку управління, які з'єднані між собою. Основними елементами блоку управління є насоси, соленоїдні клапани, датчик тиску та витратомір, а контролер, у свою чергу, забезпечує управління АУПД загалом.
Принцип дії даних АУПД полягає в наступному: при нагріванні теплоносій у системі розширюється, що призводить до зростання тиску. Датчик тиску фіксує це підвищення та посилає калібрований сигнал на блок управління. Блок управління (за допомогою датчика ваги (наповнення), що постійно фіксує значення рівня рідини в баку) відкриває соленоїдний клапан на лінії перепуску. І через нього надлишки теплоносія перетікають із системи в мембранний розширювальний бак, тиск у якому дорівнює атмосферному.
Після досягнення заданого значення тиску в системі соленоїдний клапан закривається і перекриває потік рідини із системи в розширювальний бак. При охолодженні теплоносія у системі його обсяг зменшується, і тиск падає. Якщо тиск падає нижче за встановлений рівень, то блок керування включає насос. Насос працює доти, доки тиск у системі не підніметься до заданого значення. Постійний контроль рівня води в баку захищає насос від сухого ходу, а також захищає бак від переповнення. Якщо тиск у системі виходить за рамки максимального або мінімального, спрацьовує один із насосів або соленоїдних клапанів відповідно. Якщо продуктивності одного насоса в напірній лінії не вистачає, буде задіяний другий насос. Важливо, щоб АУПД такого типу мала систему безпеки: при виході одного з насосів або соленоїдів з ладу повинен автоматично вмикатися другий.
Методику підбору АУПД з урахуванням насосів має сенс розглянути з прикладу з практики. Один із нещодавно реалізованих проектів – «Житловий будинок на Мосфільмівській» (об'єкт компанії «ДОН-Буд»), в центральному тепловому пунктіякого застосована подібна насосна установка. Висота будівлі складає 208 м. Його ЦТП складається з трьох функціональних частин, що відповідають відповідно за опалення, вентиляцію та гаряче водопостачання. Система опалення висотного корпусу поділена на три зони. Загальна розрахункова теплова потужністьсистеми опалення – 4,25 Гкал/год.
Подаємо приклад підбору АУПД для 3-ї зони опалення.
Початкові дані, необхідні для розрахунку:
1) теплова потужність системи (зони) Nсист, квт. У нашому випадку (для 3-ї зони опалення) цей параметр дорівнює 1740 кВт (вихідні дані проекту);
2) статична висота Нст (м) або статичний тиск Рст (бар) - це висота стовпа рідини між точкою приєднання установки та найвищою точкоюсистеми (1 м стовпа рідини = 0,1 бар). У разі цей параметр становить 208 м;
3) обсяг теплоносія (води) у системі Vл. Для коректного підбору АУПД необхідно мати дані про обсяг системи. Якщо точне значенняневідомо, середнє значення водяного обсягу можна обчислити за коефіцієнтами, наведеними у табл. За даними проекту водяний об'єм 3-ї зони опалення Vсист дорівнює 24 350 л.
4) температурний графік: 90/70 °С.
Перший етап.Розрахунок обсягу розширювального бака до АУПД:
1. Розрахунок коефіцієнта розширення Дорозш (%), що виражає приріст обсягу теплоносія при його нагріванні від початкової до середньої температури, де Тср = (90 + 70)/2 = 80 °С. За цієї температури коефіцієнт розширення становитиме 2,89 %.
2. Обчислення обсягу розширення Vрозш (л), тобто. обсягу теплоносія, що витісняється із системи при його нагріванні до середньої температури:
Vрозш = Vсист. Kрозш /100 = 24350 . 2,89/100 = 704 л.
3. Обчислення розрахункового обсягу розширювального бака Vб:
Vб = Vрозш. Дозап = 704. 1,3 = 915 л.
де Дозап – коефіцієнт запасу.
Далі вибираємо типорозмір розширювального бака з умови, що його обсяг повинен бути не меншим за розрахунковий. При необхідності (наприклад, коли існують обмеження за габаритами) АУПД можна доповнити додатковим баком, розбивши загальний розрахунковий обсяг навпіл.
У нашому випадку обсяг бака складатиме 1000 л.
Другий етап. Підбір блоку керування:
1. Визначення номінального робочого тиску:
Рсист = Нсист/10+0,5=208/10+0,5=21,3 бар.
2. Залежно від значень Рсист і Nсист вибираємо блок управління за спеціальними таблицями або діаграмами, представленими постачальниками або виробниками. До складу всіх моделей блоків управління можуть бути включені один насос, так і два. В АУПД з двома насосами у програмі встановлення можна за бажанням вибрати режим роботи насосів: «Основний/резервний», «Почергова робота насосів», «Паралельна робота насосів».
У цьому розрахунок АУПД закінчується, а проекті прописуються обсяг бака і маркування блоку управління.
У нашому випадку АУПД для 3-ї зони опалення повинна включати безнапірний бак об'ємом 1000 л та блок керування, який забезпечить підтримку тиску в системі не менше 21,3 бар.
Наприклад, для цього проекту було обрано АУПД MPR-S/2.7 на два насоси, Ру 25 бар і бак MP-G 1000 фірми Flamco (Нідерланди).
Насамкінець варто згадати, що існують також установки на основі компресорів. Але це вже зовсім інша історія.
Стаття надана Компанією АДЛ
Розвиток великих міст неминуче веде до необхідності будівництва багатофункціональних висотних офісно-торгівельних комплексів. Такі висотні будинки пред'являють особливі вимогидо систем водяного опалення
Багаторічний досвід проектування та експлуатації багатофункціональних будівель дозволяє сформулювати наступний висновок: основою надійності та ефективності в цілому роботи системи опалення є дотримання наступних технічних вимог:
- Постійність тиску теплоносія у всіх режимах експлуатації.
- Постійність хімічного складутеплоносія.
- Відсутність газів у вільному та розчиненому вигляді.
Невиконання хоча б однієї з цих вимог призводить до підвищеного зносу теплотехнічного обладнання (радіаторів, вентилів, термостатів тощо). Крім того, збільшується витрата теплової енергії, і, відповідно, зростають матеріальні витрати.
Забезпечити виконання цих вимог дозволяють встановлення підтримки тиску, автоматичного підживлення та видалення газів фірми Anton Eder GmbH.
Мал. 1. Схема встановлення підтримки тиску виробництва Eder
Обладнання «Едер» (EDER) складається з окремих модулів, що забезпечують підтримку тиску, підживлення та дегазацію теплоносія. Модуль А підтримки тиску теплоносія складається з розширювального бака 1, в якому знаходиться еластична камера 2, що перешкоджає контакту теплоносія з повітрям і безпосередньо зі стінками бака, що вигідно відрізняє розширювальні установки «Едер» від розширювачів мембранного типу, в яких стінки бака схильні до корозії з- за контакт із водою. При збільшенні тиску в системі, викликаним розширенням води при нагріванні, відкривається клапан 3, і надлишок води із системи надходить у розширювальний бак. При охолодженні і відповідно зменшенні об'єму води в системі спрацьовує датчик тиску 4, що включає насос 5, теплоносій, що перекачує з бака в систему до тих пір, поки тиск в системі не стає рівним заданому.
Модуль підживлення дозволяє компенсувати втрати теплоносія в системі, що виникають в результаті різного видувитоків. При зменшенні рівня води в баку 1 та досягненні заданого мінімального значеннявідкривається клапан 6 і в розширювальний бак надходить вода із системи холодного водопостачання. При досягненні заданого користувачем рівня клапан вимикається і підживлення припиняється.
При експлуатації систем опалення у висотних будинках найбільш гостро стоїть питання дегазації теплоносія. Існуючі повітровідвідники дозволяють позбутися «заповітряності» системи, але не вирішують проблему очищення води від розчинених у ній газів, насамперед атомарного кисню та водню, що викликають не тільки корозію, але й при високих швидкостях та тисках теплоносія кавітацію, що руйнує пристрої системи: насоси , вентилі та фітинги. При використанні сучасних алюмінієвих радіаторівза рахунок хімічної реакціїу воді утворюється водень, накопичення якого здатне призвести до розриву корпусу радіатора, з усіма «наслідками, що з цього випливають».
У модулі дегазації фірми «Едер» використовується фізичний спосіббезперервного видалення розчинених газів за рахунок різкого зниження тиску. При короткочасному відкритті клапана 9 в заданому об'ємі (прибл. 200 л) 8 протягом секунди тиск води, що перевищує 5 бар, падає до атмосферного. При цьому відбувається різке виділення розчинених у воді газів (ефект відкриття пляшки шампанського). Суміш води та бульбашок газу подається в розширювальний бак 1. Підживлення бака дегазації 8 здійснюється з розширювального бака 1 вже очищеною від газу водою. Поступово весь об'єм теплоносія в системі повністю очищений від домішок і газів. Чим вище статична висота системи опалення, тим вище вимоги до дегазації та сталості тиску теплоносія. Всі ці модулі керуються мікропроцесорним блоком D, що мають функції діагностики та можливість включення до складу автоматизованих системдиспетчеризації.
Застосування установок «Едер» не обмежується висотними будинками. Доцільно їх використання у спорудах із розгалуженою системою опалення. Компактні установки ЕАС, в яких розширювальний бак об'ємом до 500 л зчленований з шафою управління, успішно можуть використовуватися як доповнення до автономним системамопалення в індивідуальному будівництві
Установки фірми, що успішно працюють у всіх висотних будинках Німеччини, - це вибір на користь сучасної інженерної системиопалення.
Установки підвищення тиску є насосні станції, до складу яких входять від 2-х до 4-х багатоступінчастих вертикальних насосів Boosta.
Насоси Boosta встановлені на загальній рамі та з'єднані між собою всмоктуючими та напірними трубопроводами. Підключення насосів до колекторів виконується за допомогою запірної арматурита зворотних клапанів.
Шафа керування закріплена на стійці, встановленій на рамі.
Установки підвищення тиску мають різні способи регулювання:
- АУПД … Boosta … ЧР з кількома перетворювачами частоти.
Налаштування підвищення тиску з 2÷4 насосами Boosta, до кожного насоса підключено окремий перетворювач частоти. Усі насоси працюють із регульованою частотою обертання, на однакових оборотах. - АУПД... Boosta... КЧР із каскадно-частотним управлінням.
Налаштування підвищення тиску з 2÷4 насосами Boosta, тільки один насос оснащений перетворювачем частоти. Інші насоси включаються залежно від вимог системи та працюють на постійних оборотах.
Підтримка постійного тиску забезпечується регулюванням частоти обертання насоса, якого підключений перетворювач частоти.
Автоматична установка підтримки тиску Flamcomat (Керування за допомогою насосів)
Галузь застосування
АУПД Flamcomat використовується для підтримки постійного тиску, компенсації температурних розширень, деаерації та компенсації втрат теплоносія в закритих системахопалення чи охолодження.
*Якщо температура системи в місці підключення установки перевищує 70 °С, необхідно використовувати проміжну ємність Flexcon VSV, яка забезпечує охолодження робочої рідини перед встановленням (див. розділ «Проміжна ємність VSV»).
Призначення установки Flamcomat
Підтримка тиску
АУПД Flamcomat підтримує необхідний тиск у
системі у вузькому діапазоні (± 0,1 бар) у всіх режимах експлуатації, а також компенсує теплові розширення
теплоносія у системах опалення чи охолодження.
У стандартному виконанні встановлення АУПД Flamcomat
складається з наступних частин:
. мембранний розширювальний бак;
. блок керування;
. приєднання до бака.
Вода і повітряне середовище в баку розділені мембраною, що замінюється, з високоякісної бутилової гуми, яка характеризується дуже низькою газовою проникністю.
Принцип дії
При нагріванні теплоносій у системі розширюється, що призводить до зростання тиску. Датчик тиску фіксує це підвищення та посилає калібрований сигнал на
блок керування. Блок управління, який за допомогою датчика ваги (наповнення, рис. 1) постійно фіксує значення рівня рідини в баку, відкриває соленоїдний клапан на лінії перепуску, через який надлишки теплоносія перетікають із системи мембранний розширювальний бак (тиск в якому дорівнює атмосферному).
Після досягнення заданого значення тиску в системі соленоїдний клапан закривається і перекриває потік рідини із системи в розширювальний бак.
При охолодженні теплоносія у системі його обсяг зменшується та тиск падає. Якщо тиск падає нижче встановленого рівня, то блок керування включає
насос. Насос працює доти, доки тиск у системі не підніметься до встановленого рівня.
Постійний контроль рівня води в баку захищає насос від сухого ходу, а також захищає бак від переповнення.
Якщо тиск у системі виходить за рамки максимального або мінімального, то, відповідно, спрацьовує один із насосів або один із соленоїдних клапанів.
Якщо не вистачає продуктивності одного насоса в напірній лінії, то буде задіяний другий насос (блок управління D10, D20, D60 (D30), D80, D100, D130). АУПД Flamcomat з двома насосами має систему безпеки: якщо один із насосів або соленоїдів виходить з ладу, автоматично вмикається другий.
Щоб вирівняти час напрацювання насосів та соленоїдів під час роботи установки та збільшити час служби установки в цілому, у двонасосних установках використовується
система перемикання «робочий-резервний» між насосами та соленоїдними клапанами (щодня).
Сигнали про помилки щодо значення тиску, рівня заповнення бака, роботи насоса та соленоїдного клапана відображаються на панелі керування SDS-модуля.
Деаерація
Деаерація в АУПД Flamcomat ґрунтується на принципі зниження тиску (дроселювання, рис. 2). Коли теплоносій під тиском входить до розширювального бака установки (безнапірний або атмосферний), здатність газів розчинятися у воді зменшується. Повітря виділяється з води і виводиться через відвідник повітря, встановлений у верхній частині бака (рис. 3). Щоб видалити з води якомога більше повітря, на вході теплоносія в розширювальний бак встановлений спеціальний відсік
кільцями PALL: це підвищує деаераційну здатність у 2-3 рази проти звичайними установками.
Для того щоб видалити з системи якнайбільше надлишкових газів, підвищена кількість циклів так само, як і підвищений часциклів (обидва значення залежать від розмірів бака), заздалегідь введені у програму встановлення на заводі. Після 24-40 годин цей режим турбо-деаерації перетворюється на режим звичайної деаерації.
При необхідності можна запустити або зупинити режим турбо-деаерації вручну (за наявності SDS-модуля 32).
Підживлення
Автоматичне підживлення компенсує втрати об'єму теплоносія, що відбуваються через витік та деаерацію.
Система контролю рівня автоматично активує функцію підживлення, коли потрібно, і теплоносій відповідно до програми надходить у бак (рис. 4).
Коли досягається мінімальний рівень теплоносія в баку (зазвичай = 6%), соленоїд на лінії підживлення відкривається.
Об'єм теплоносія в баку буде збільшено до необхідного рівня(Зазвичай = 12%). Це запобігатиме «сухій» роботі насоса.
При використанні стандартного витратоміра кількість води може бути обмежена часом підживлення у програмі. Коли цей час перевищено, необхідно вдатися до усунення проблеми. Після цього, якщо час підживлення не змінювалося, такий самий обсяг води може бути доданий до системи.
У установках, де використовуються імпульсні витратоміри (опція), підживлення відключиться при досягненні запрограм
ного обсягу води. Якщо лінія підживлення
АУПД Flamcomat буде підключатися безпосередньо до системи питного водопостачання, необхідно встановити фільтр і захист від зворотного потоку(гідравлічний відсікач – опція).
Основні елементи АУПД Flamcomat
|
АУПД Flamcomat М0 GB 300
