Особенности подбора регулирующих клапанов для системы холодоснабжения воздухоохладителей приточных установок и кондиционеров

Система холодоснабжения воздухоохладителей представляет собой циркуляционную систему между испарителем чиллера и воздухоохладителями кондиционеров. Для устойчивой работы чиллера требуется постоянный и непрерывный расход холодоносителя. Величина этого расхода задается при выборе типоразмера чиллера. Необходимость обеспечивания постоянного расхода воды предопределяет конструктивные решения схем систем холодоснабжения. Применяют различные по сложности схемы, в том числе с применением перепускных автоматизированных устройств и баков – аккумуляторов.

Рис. 1. Схема системы холодоснабжения воздухоохладителей кондиционеров П2 и П3

1– испаритель чиллера; 2 – насос циркуляционный водяной; 3 – вентиль запорный фланцевый

На рис. 1 показан один из вариантов схемы системы холодоснабжения воздухоохладителей кондиционеров с узлами регулирования. Показан один циркуляционный насос, хотя, как правило, устанавливают параллельно два насоса, работающих в режиме «основной –резервный».

Узел регулирования кондиционеров П2 и П3 показан на рис.2. Трехходовой РО разделяет общий поток Gобщ. по двум параллельным регулируемым участкам, которые соединяются между собой в двух узлах: в узле разделения потоков и в узле смешивания потоков. Между этими узлами перепад давления остается постоянным в процессе регулирования. Общий поток Gобщ. разделяется на поток через потребителя G1 и на поток через байпас G2.

Расчетными принимаем два регулируемых участка, соответствующие двум крайним

положениям регулирующего органа.

1. Регулируемым участком 1 при положении полного открытия РО является последовательно соединенные регулирующий орган и потребитель. Расчетным принимаем максимальный расход воды G1max,кг/ч.G1max = GобщРис. 2.

Узел регулирования воздухоохладителей кондиционеров П2 иП3

1 – клапан;

2 – электропривод;

3 – регулятор расхода;

4 – вентиль запорный фланцевый;

5 – вентиль балансовый фланцевый с измерительными клапанами;

6 – фильтр-грязевик;

7 – кран дренажный.

Потери давления потребителя (воздухоохладителя П2 с подводящими трубопроводами) составляют∆Рпотр. = ∆Р2. Учитывая достаточно высокое значение сопротивления потребителя, следует задаться для регулирующего клапана поз.1

малым значением авторитета аv , что позволит уменьшить общие потери давления узла регулирования и системы холодоснабжения в целом. Поэтому принимаем к установке регулирующий клапан с равнопроцентной пропускной характеристикой, для которой следует принимать авторитет клапана в диапазоне 0.1<аv<0,3.Задаемся значением авторитета клапана, например, равным аvТРЕБ=0,2. Тогда требуемое минимальное расчетное значение перепада давления на регулирующем органе (∆Рр.о.ТРЕБ)min, Па вычисляется по выражению .

Требуемую расчетную условную пропускную способность РО kvsТРЕБ, м3/ч определяем по выражению

Принимаем к установке регулирующий клапан со значением kvs, переключатель передаточного механизма которого необходимо установить в положение равнопроцентной пропускной характеристики. Расчетный перепад давления на регулирующем клапане поз.1 в открытом состоянии определяем по выражению

∆Р = 0,1(G/ kvs)2

Расчетное значение потерь давления на регулируемом участке определяется по выражению ∆РРУ1 = ∆РРО1 + ∆Рпотр

2. Регулируемым участком 2 при положении полного закрытия РО является байпас с регулирующим органом поз.1 и балансовым вентилем поз.5 (рис.2). Расчетным принимаем максимальный расход воды G2max,кг/чG2max = Gобщ. Регулируемые участки 2 и 1 соединяются между собой в двух узлах: в узле разделения потоков и в узле смешивания потоков. Поэтому расчетные потери давления на этих участках принимаем одинаковыми. Учитывая, что расчетные расходы регулируемых участков 1 и 2 также равны между собой, расчетные потери давления РО в открытом и закрытом положениях также будут одинаковы: ∆Рр.о.1 = ∆Рр.о.2.

Тогда требуемое сопротивление балансового вентиля поз.5 будет определяться

следующим образом∆Рв.5 = ∆РРУ2 - ∆Рр.о.2.

Определение значения гидравлическойпреднастройки вентиля поз.5 графическим

методом по номограмме.

3. Участок 1 (рис.1) включает в себя регулируемый участок 1 с потерями

давления ∆РРУ1, а также трубопровод с установленной на нем арматурой (рис. 2): регулятор расхода поз. 3, запорный вентиль поз. 4, балансовый вентиль поз. 5 и фильтргрязевик поз. 6. Определим потери давления каждого из вышеуказанных элементов:

а) потеря давления в трубопроводах определяем по удельным потерям давления, а местные сопротивления (тройники, отводы и изменение диаметра) упрощенно учитываем в виде дополнительных 30% к потерям давления по длине.

б) регулятор расхода поз.3 (рис.2)следует подобрать для обеспечения расхода. Минимальные расчетные потери давления на регуляторе расхода принимаем равными ΔРРЕГ=20кПа.

в) для определения потери давления запорного вентиля поз.4

используем расчетную формулу Р = 0,1(G/ kv )2 , где:G - расчетный расход воды на участке, кг/ч; kv - пропускная способность, м3/ч.

г) расчетные потери давления фильтра поз.6 по той же формуле.

д) вентиль балансовый с измерительными клапанами (поз.5) позволяет производить

измерения расхода воды, что необходимо при пусковой наладке системы. Для повышения точности измерения вентиль не должен быть полностью открытым. Поэтому зададим ограничение по максимальной степени открытия вентиля с таким условием, чтобы сопротивление вентиля было бы не менее 5кПа (при расчетном расходе), так как измерительный компьютер ГЕРЦ8900 имеет повышенную точность измерения расхода при перепаде давления более 5кПа. Установим значение гидравлической преднастройки при котором сопротивление вентиля будет равно ∆Рв.5=6кПа, то есть более 5кПа.Расчетное минимальное сопротивление участка 1 (рис. 1) определится следующим образом:∆Руч.1 = 1,2 (∆РРУ1+∆Руч ++ ΔРРЕГ+∆Рв.4 + ∆Рф.6 + ∆Рв.5)

4. Расчетное минимальное сопротивление участка 3 (рис.1) определяется в

той же последовательности, как и приведенный выше расчет для участка 1 (рис. 1), а именно:

- выполняется подбор оборудования и определение гидравлических сопротивлений

для регулируемых участков 1 и 2 при расчетном расходе воды;

- определяются потери давления трубопровода при расчетном расходе кг/ч;

- определяются потери давления регулятора расхода поз.3, запорного вентиля поз.4,

балансового вентиля поз.5 и фильтра-грязевика поз.6 (рис. 2) при расчетном расходе воды.

5. Расчетный участок 2 (рис.1)включает в себя испаритель чиллера поз.1,

трубопровод (рис.1) с установленными на нем тремя запорными фланцевыми вентилями поз. 3 (рис. 1).

Определим потери давления каждого из вышеуказанных элементов:

а) испаритель чиллера поз.1 при расчетном расходе воды имеет сопротивление ∆Рисп;

б) потеря давления в трубопроводах определяем по удельным потерям давления,

а местные сопротивления (тройники, отводы и изменение диаметра) упрощенно учитываем в виде дополнительных 30% к потерям давления по длине.

в) для определения потери давления трех запорных вентилей поз.3 используем расчетную формулу:∆Р = 0,1(G/ kv )2 , где:G - расчетный расход воды на участке, кг/ч;

kv - пропускная способность, м3/ч.Расчетное сопротивление участка 2 (рис. 1) определяется суммой:∆Руч.2 = ∆Рисп + ∆Руч + 3 х ∆Рв.з

6. Расчетным циркуляционным кольцом можно принять кольцо через участки ﹸ1 и 2 или кольцо через участки ﹸ3 и 2. Примем, что сопротивление участка ﹸ3 больше сопротивления участка ﹸ1 , тогда расчетным циркуляционным кольцом принимаем кольцо через участки ﹸ3 и ﹸ2. Тогда расчетные потери давления в расчетном циркуляционном кольце системы холодоснабжения составят ∆РСХ = ∆Руч.3 + ∆Руч.2.

7. Циркуляционный насос подбираем на следующие расчетные параметры системы холодоснабжения:Gн = G уч.3;Pн = ΔPСХ

8. Участки ﹸ3 и ﹸ1 должны иметь одинаковое сопротивление. Расчетное сопро-

тивление участка ﹸ3 больше сопротивления участка ﹸ1. Однако выполнять гидравлическую увязку с помощью балансового вентиля нет необходимости, так как в рабочем режиме эту функцию выполнит автоматический регулятор расхода узла регулирования П2. Его сопротивление автоматически увеличится на величину невязки.

Билет 21