Принцип работы регулятора давления воды в водоснабжении, системе отопления

Danfoss ASV-PV, DN15, артикул — 003Z5501.

Регулятор перепада давления представляет собой специальную арматуру, используемую в трубопроводных системах. С помощью данного устройства разница давлений жидкой среды автоматически поддерживается на уровне предварительно заданных значений. Регулирование перепадов осуществляется за счет клапана, проходное сечение которого меняется на основании параметров давления.

Виды регуляторов давления воды

Существует пять видов регуляторов давления воды:

• Проточные:
• Мембранные;
• Поршневые;
• Автоматические;
• Электронные.

По принципу монтажа и использования различают два типа регуляторов:

• До себя;
• После себя.

Регулятор «до себя» выравнивает давление в системе, находящейся перед ним. Такие регуляторы используются там, где нужно защитить магистраль и сантехприборы от гидроудара и повышенного давления. Например, в системах отопления, охлаждения.

Регулятор давления воды «после себя» выравнивает напор воды на выходе. Такие регуляторы используются там, где вода подается к конечному потребителю:

• В системе водоснабжения в квартире;
• Системы орошения;
• Скважины, колонки, бюветы;
• Подача воды для технических нужд.

Что касается материалов, из которых изготавливают регуляторы давления воды, они могут быть:

1. Чугунными;
2. Стальными;
3. Латунными;
4. Титановыми.

Отличаются они и комплектацией. В качестве опций в комплект могут входить:

• Манометр;
• Фильтр механической очистки;
• Шаровые краны;
• Запасной комплект прокладок;
• Воздухоотводчик.

Что дает регулировка батарей отопления?

Возможность регулировки температуры отопительных радиаторов под свои потребности дает сразу несколько преимуществ:

• Создать комфортную температуру в помещении для его жильцов. Нет надобности постоянно открывать окна, устраивать сквозняки и тратить средства на обогрев улицы.
• Экономия на отоплении существенная и может составить от 25 до 50%. Однако, перед тем как регулировать температуру батареи отопления в квартире, рекомендуют провести ряд энергосберегающих мер. Поставить пластиковые окна, утеплить межпанельные швы, сделать теплоизоляцию стен. Провести все эти мероприятия нужно до начала отопительного сезона, чтобы потом не проводить работы в авральном режиме.
• Убирается завоздушивание труб, теплоноситель свободно перемещается внутри и эффективно отдает тепло в помещение.
• Возможность равномерно распределить тепло во всех комнатах.
• При необходимости можно поддерживать различный температурный режим в разных помещениях. Допустим, в одном установить температуру 25 ℃, а в другом достаточно поддерживать 17℃.

Комфортная температура в помещении — главное преимущество

Здесь очевидно, что если есть возможность регулировки температуры радиаторов, то нужно этим обязательно воспользоваться. Надеемся, что наша статья поможет вам сделать это правильно.

Принцип работы мембранного регулятора давления воды после себя

Такой регулятор давления состоит из следующих частей (см. рис):

• A – Вход клапана;
• B – Выход клапана;
• C – Патрубок к мембранной камере;
• D – Мембранная камера;
• E – Пружина;
• F – Запорный диск.

Устройство регулятора давления воды «после себя».
Работает он следующим образом:

1. Когда давление воды после запорного диска увеличивается, она наполняет мембранную камеру;
2. По мере заполнения мембранной камеры, мембрана давит на шток, соединенный с запорным диском;
3. Диск перекрывает отверстие в клапане и давление после клапана снижается.

При уменьшении давления происходит следующее:

1. Вода из мембранной камеры по патрубку возвращается в клапан;
2. Давление в камере уменьшается, пружина оттягивает запорный диск;
3. Поток воды через отверстие в клапане увеличивается и давление поднимается.

Принцип работы регулятора давления воды после себя.

Как работает мембранный регулятор давления воды до себя

Устройство регулятора давления воды до себя сложнее, чем работающего по принципу после себя. Он состоит из (см. рис):

• A – Вход клапана;
• B – Выход клапана;
• C – Патрубок от входа клапана к пилотному регулятору;
• D – Патрубок от мембранной камеры к выходу клапана;
• E – Пилотный регулятор;
• F – Мембранная камера;
• G – Запорный диск.

Устройство регулятора давления воды до себя.
Принцип работы регулятора давления воды до себя можно разделить на два этапа: повышение давления и понижение. Когда давление на входе клапана повышается, происходит следующее:

1. Вода по патрубку из входа в клапан поступает в пилотный регулятор, где давит на пружину;
2. Пилотный регулятор открывает отверстие между мембранной камерой и патрубком к выходу из клапана;
3. Вода выходит из мембранной камеры, пружина оттягивает запорный диск;
4. Давление на входе в клапан понижается.

При понижении давления на входе в клапан происходит следующее:

1. Вода из пилотного регулятора возвращается по патрубку ко входу в клапан;
2. Пружина пилотного регулятора разжимается и открывается отверстие между мембранной камерой и патрубком ко входу в клапан;
3. Мембранная камера наполняется водой и запорный диск перекрывает отверстие;
4. Давление на входе в клапан повышается.

Принцип действия редуктора давления воды до себя.

Поршневой регулятор воды: принцип работы

В поршневом регуляторе баланс входящего и выходящего давления достигается за счет пружины, толкающей поршень (см. рис. ниже). Работает он следующим образом:

Вода попадает в первую камеру, из которой переходит во вторую через пропускное отверстие. При повышении давления во второй камере, она толкает поршень, который сжимает пружину. Запорный диск перекрывает проходное отверстие и давление во второй камере понижается.

При понижении напора воды давление в первой камере понижается. Пружина выталкивает поршень и запорный диск. Через пропускное отверстие вода попадает во вторую камеру и давление повышается.

Устройство поршневого регулятора давления воды.

Регулировать силу потока можно перемещая пружину и поршень по второй камере. Для это в таких устройствах есть регулировочный винт. Закручивая его, вы уменьшаете давление на выходе, откручивая – увеличиваете.

Как работает автоматический регулятор давления

По своему принципу работы автоматический регулятор похож на поршневой. Разница лишь в том, что в роли поршня в нем выступает мембрана (см. рис), а заслонка подпружинена.

Устройство автоматического мембранного регулятора давления.

При повышении давления входящей воды, она толкает мембрану вверх. Та тянет за собой заслонку и отверстие частично перекрывается. При этом давление выходящего потока уменьшается.

При уменьшении давления входящего потока мембрана опускается вниз, опуская заслонку. Отверстие протока открывается больше и давление на выходе повышается.

Отличительной особенностью автоматических мембранных клапанов является наличие второй пружины на заслонке. Она позволяет более точно регулировать давление. настройка необходимого давления на выходе осуществляется с помощью регулировочного винта.

Монтаж и настройка

Установить бытовой регулятор так же просто, как водомер. Особенно если делать это сразу при монтаже внутренней разводки. Если же его необходимо встроить в уже работающую систему, то для этого сначала нужно перекрыть воду и слить её остатки, открыв все краны в доме. Затем вырезать часть трубы, установить соединительные фитинги и подключить к ним редуктор, выполнив герметизацию всех соединений. При этом необходимо учитывать направление потока, указанное на корпусе стрелкой, а манометр располагать вертикально.

Электронные регуляторы

На нынешний момент это самые продвинутые и точные устройства. Они могут работать в режимах до себя и после себя. Их принцип работы следующий:

1. Датчик на входе и выходе определяет давление воды;
2. Сигналы от датчиков поступают в управляющее устройство;
3. Устройство приводит в действие запорный механизм, либо регулирует работу циркуляционного насоса.

Электронные регуляторы давления воды позволяют максимально точно выставить настройки. Благодаря этому они используются в системах, предназначенных для специфических нужд. Но и стоимость их велика.

Электронный регулятор давления воды.

Область применения

Современные регуляторы перепада давления наиболее часто используют в водяных системах теплоснабжения с гидравлическим режимом. Наличие такого устройства позволяет добиться максимально стабильного давления в трубах, задействованных в работе тепловой сети. В условиях правильной установки устройства отопительное оборудование будет надежно защищено от нулевого расхода, связанного с перезапуском системы.

Danfoss ASV-PV, DN15.

Автоматические регуляторы практически не нуждаются в техническом обслуживании. При относительно несложных манипуляциях, связанных с настройкой устройств, они способны поддерживать заданные параметры с достаточно высокой точностью.

Выбираем с умом

При выборе регулятора давления воды нужно обратить внимание на следующее:

1. Максимальное рабочее давление устройства (оно должно быть выше максимума в системе на 20-30%);
2. Диаметр входа и выхода должны точно соответствовать диаметру труб системы;
3. Чем больше диапазон регулировки давления – тем лучше, но стоит учитывать особенности системы отопления или водоснабжения;
4. Перед тем как остановиться на виде регулятора удостоверьтесь, что он удовлетворит ваши потребности. Тот вариант, который подойдет для системы водоснабжения, не всегда можно использовать в системе отопления;
5. Выбирая электронный регулятор для подключения к циркуляционному насосу, проверьте их совместимость.

Характеристики

• Номинальный диаметр, который должен подбираться по условному проходу труб отопления. Регламентирован ГОСТом 28338-89.
• Номинальное давление, обеспечивающее срок эксплуатации, заявленный производителем. Параметр регламентируется ГОСТом 26349-84.
• Максимальная пропускная способность (м3/ч), при которой редуктор регулирует давление в заданных пределах.
• Рабочий диапазон температур и регулируемого давления теплоносителя.

Правильный подбор редуктора и его профессиональный монтаж обеспечивают защиту системы отопления от сбоев, а отопительные устройства – от поломок и некорректной работы.

Правильная установка регулятора давления воды

Монтаж регулятора давления не составляет труда. При его установке или врезке в систему все делается так же, как и при монтаже любого сантехустройства или запорной арматуры. Но есть определенные правила, которые следует знать.

В квартире

Установка регулятора давления воды в квартире требует соблюдения следующих правил:

1. Регулятор должен быть установлен на входе в систему отопления и регулировать давление «после себя»;
2. Перед регулятором и после него необходимо установить (если их нет) шаровые вентили на случай необходимости демонтажа;
3. Перед регулятором обязательно установите фильтр грубой очистки;
4. Если установлен обычный или автоматический воздухоотводчик, регулятор должен быть расположен после него.
5. Строго соблюдайте направленность потока воды;
6. Нельзя устанавливать регулятор давления воды «вверх ногами»;
7. Чем ближе расположен регулятор к стояку – тем лучше.

В частном доме

При установке регулятора давления в частном доме учитывайте следующее:

1. У вас должна быть возможность демонтировать регулятор – установите перед ним и после него шаровые краны;
2. Регулятор давления «до себя» устанавливают перед насосом, «после себя» – за насосом;
3. Если в системе нет фильтра грубой очистки – установите его перед регулятором и циркуляционным насосом;
4. Если в системе циркулирует не вода, а теплоноситель, убедитесь, что он не повредит механизмы и прокладки устройства, прочтите спецификацию к теплоносителю;
5. Соблюдайте направленность потока при монтаже регулятора;
6. Не устанавливайте устройство вверх ногами.

Main menu

Здравствуйте, друзья! Эта статья написана мной в соавторстве с Александром Фокиным, начальником отдела маркетинга ОАО «Теплоконтроль», г.Сафоново, Смоленская область. Александр отлично знаком с устройством и работой регуляторов давления в системе отопления.

В одной из самых распространенных схем для тепловых пунктов здании – зависимой, с элеваторным смешением, регуляторы давления прямого действия РД «после себя» служат для создания необходимого напора перед элеватором. Рассмотрим немного, что представляет собой регулятор давления прямого действия. Прежде всего, нужно сказать, что регуляторы давления прямого действия не требуют дополнительных источников энергии, и в этом их несомненное достоинство и преимущество.

Принцип работы регулятора давления состоит в уравновешивании давления пружины настройки и давления теплоносителя, предаваемого через мембрану (мягкую диафрагму). Мембрана воспринимает импульсы давления с обеих сторон и сопоставляет их разницу с заданной, устанавливаемой посредством соответствующего сжатия пружины гайкой настройки.

Каждому числу оборотов соответствует автоматически поддерживаемый перепад давлений. Отличительная особенность мембраны в регуляторе давления после себя – это то, что по обе стороны мембраны воздействуют не два импульса давления теплоносителя, как у регулятора перепада давлений (расхода), а один, а со второй стороны мембраны присутствует атмосферное давление.

Импульс давления РД «после себя» отбирается на выходе из клапана по направлению движения теплоносителя, поддерживая заданное давление постоянным в точке отбора этого импульса.

При увеличении давления на входе в РД, он прикрывается, защищая систему от избыточного давления. Установку РД на требуемое давление осуществляют гайкой настройки.

Рассмотрим конкретный случай. На входе в ИТП давление 8 кгс/см2, температурный график 150/70 °С, и мы предварительно сделали расчет элеватора и просчитали минимально необходимый располагаемый напор перед элеватором, эта цифра получилась у нас равной 2 кгс/см2. Располагаемый напор — это разница давлений между подачей и обраткой перед элеватором.

Для температурного графика 150/70 °C минимально необходимый располагаемый напор, как правило, в результате расчета получается 1,8-2,4 кгс/см2, а для температурного графика 130/70 °С минимально необходимый располагаемый напор обычно составляет 1,4-1,7 кгс/см2. У нас напомню, получилась цифра 2 кгс/см2, и график — 150/70 °С. Давление в обратке — 4 кгс/см2.

Следовательно, чтобы добиться необходимого просчитанного нами располагаемого напора, давление перед элеватором должно быть 6 кгс/см2. А на вводе в тепловой пункт, давление у нас, напомню, 8 кгс/см2. Значит, РД у нас должен сработать так, чтобы сбросить давление с 8 до 6 кгс/см2, и держать его постоянным «после себя» равным 6 кгс/см2.

Подходим к основной теме статьи – как выбрать регулятор давления для данного конкретного случая. Сразу поясню, регулятор давления выбирают по пропускной способности. Пропускная способность обозначается как Kv, реже встречается обозначение KN. Пропускная способность Kv считается по формуле: Kv = G/√∆P. Пропускную способность можно понимать как способность РД пропускать необходимое количество теплоносителя при наличии нужного постоянного перепада давлений.

В технической литературе встречается также понятие Kvs – это пропускная способность клапана в максимально открытом положении. На практике зачастую наблюдал и наблюдаю, РД подбирают и затем приобретают по диаметру трубопровода. Это не совсем верно.

Производим далее наш расчет. Цифру расхода G, м3/час получить несложно. Она рассчитывается из формулы G = Q/((t1-t2)*0,001). Необходимая цифра Q у нас есть обязательно, в договоре теплоснабжения. Примем Q = 0,98 Гкал/час. Температурный график 150/70 С, следовательно t = 150, t2 = 70 °С. В результате расчета у нас получится цифра 12,25 м3/час. Теперь необходимо определить перепад давлений ∆P. Что в общем случае обозначает эта цифра? Это разница между давлением на входе в тепловой пункт (в нашем случае 8 кгс/см2) и необходимым давлением после регулятора (в нашем случае 6 кгс/см2).

Производим расчет. Kv = 12,25/√(8-6) = 8,67 м3/час. В технико — методических пособиях рекомендуют эту цифру умножать еще на 1,2. После умножения на 1,2 получаем 10,404 м3/час.

Итак, пропускная способность клапана у нас есть. Что необходимо делать дальше? Дальше нужно определиться РД какой фирмы вы будете приобретать, и посмотреть технические данные. Скажем, вы решили приобрести РД-НО от компании ОАО Теплоконтроль. Заходим на сайт компании https://www.tcontrol.ru/ , находим необходимый регулятор РД-НО, смотрим его технические характеристики.

Видим, что для диаметра dу 32 мм пропускная способность 10 м3/час, а для диаметра dу 40мм пропускная способность 16 м3/час. В нашем случае Kv = 10,404, и следовательно, так как рекомендуется выбирать ближайший больший диаметр, то выбираем — dу 40 мм. На этом расчет и выбор регулятора давления считаем законченным.

Далее я попросил Александра Фокина рассказать о технических характеристиках регуляторов давления РД НО ОАО «Теплоконтроль» в системе отопления.

Касаемо, РД-НО нашего производства. Действительно раньше была проблема с мембранами: качество российской резины оставляло желать лучшего. Но уже года 2 с половиной мы делаем мембраны из материала компании EFBE (Франция) — мирового лидера в области производства резинотканных мембранных полотен. Как только заменили материал мембран, так сразу фактически прекратились жалобы на их разрыв.

При этом хотелось бы отметить один из нюансов конструкции мембранного узла у РД-НО. В отличие от представленных на рынке российских и импортных аналогов мембрана у РД-НО не формованная, а плоская, что позволяет при ее разрыве заменить на любой сходный по эластичности кусок резины (от автомобильной камеры, транспортерной ленты и т.д.).

У регуляторов давления других производителей, как правило, необходимо заказывать именно «родную» мембрану. Хотя честно стоит сказать, что разрыв мембраны особенно при работе на воде температурой до 130˚С — это болезнь, как правило, отечественных регуляторов. Зарубежные производители изначально используют высоконадежные материалы при изготовлении мембраны.

Сальники.

Изначально в конструкции РД-НО было сальниковое уплотнение, представлявшее собой подпружиненные фторопластовые манжеты (3-4 штуки). Несмотря на всю простоту и надежность конструкции, периодически их приходилось поджимать гайкой сальника, чтобы предотвратить утечку среды.

Вообще, исходя из опыта, любое сальниковое уплотнение имеет склонность к потере герметичности: фторкаучук (EPDM), фторопласт, политетрафторэтилен (PTFE), терморасширенный графит — ил-за попаданий механических частиц в область сальника, из «корявой сборки», недостаточной чистоты обработки штока, термического расширения деталей и т.д. Течет все: и Данфосс (чтобы они не говорили), и Самсон с LDM (хотя здесь это исключение), про отечественную регулирующую арматуру я вообще молчу. Вопрос только в том, когда потечет: в течение первых месяцев эксплуатации или в дальнейшем.

Поэтому мы приняли стратегическое решение отказаться от традиционного сальникового уплотнения и заменить его сильфоном. Т.е. использовать так называемое «сильфонное уплотнение», дающее абсолютную герметичность сальникового узла. Т.е. герметичность сальникового узла теперь не зависит ни от перепадов температур, ни от попадания механических частиц в область штока и т.д. — она зависит исключительно от ресурса и циклопрочности применяемых сильфонов. Дополнительно, на случай выхода из строя сильфона, предусмотрено дублирующее уплотняющее кольцо из фторопласта.

Впервые мы применили это решение на регуляторах давления РДПД, а с конца 2013 года начали выпускать и модернизированный РД-НО. При этом нам удалось вместить сильфоны в существующие корпуса. Обычно самым большим (да и по сути единственным минусом) сильфонных клапанов является увеличенные габаритные размеры.

Хотя, мы считаем, что примененные сильфоны не полностью подходят для решения этих задач: думаем, что их ресурса не хватит на все положенные 10 лет работы регулятора (которые обозначены в ГОСТе). Поэтому сейчас мы пробуем заменить используемые трубчатые сильфоны на новые мембранные (их ещё мало кто использует), которые имеют в несколько раз больший ресурс, меньшие габариты при большей «эластичности» и т.д. Но пока за год выпуска сильфонных РД-НО и за 4 года выпуска РДПД ни одной жалобы на разрыв сильфона и утечку среды не было.

Ещё хотел бы отметить, разгруженную клеточную конструкцию клапана РД-НО. Благодаря этой конструкции, он имеет почти идеальную линейную характеристику. А так же невозможность перекоса клапана в результате попадания всякого хлама, плавающего в трубах.