Дросельна шайба: конструкція пристрою, розрахунки та налагодження
Дросельна шайба – регулювальний пристрій, призначений для забезпечення стабільного гідравлічного режиму в системах опалення житлових будинків та промислових підприємств.
Для чого потрібна шайба дросельна на опалення
Без застосування дросельних шайб теплофікація великої кількості об'єктів стає неможливою. Стандартні діаметри водонапірних труб, що випускаються промисловістю, не дозволяють забезпечити правильні гідравлічні режими в магістральній мережі теплопостачання. Найбільш близькі до джерела теплоти будівлі споживатиму надто багато теплової енергії, тоді як найвіддаленіші підприємства її недоотримають.
Щоб уникнути цього теплопостачальні організації наказують установку дросельних шайб, що обмежують витрату теплоносія відповідно до розміру об'єкта та його теплової потужності. Тим самим одночасно досягається кілька цілей:
- температура в приміщеннях опалювального об'єкта знаходиться в межах законодавчих норм та комфортна для людини;
- витрата теплоносія в системі стає передбачуваною, що дозволяє виконати правильне налаштування теплогенеруючих установок у котельнях;
- наявність дросельної діафрагми змушує власника об'єкта обслуговувати внутрішню систему опалення, інакше температура в приміщеннях буде нижчою за норму, а температура зворотного трубопроводу завищеною, що є приводом для штрафу.
Крім цього, власники об'єктів можуть встановлювати повторні дросельні шайби, регулюючи витрату теплоносія усередині підприємства.
Будівельні пристрої
Дросельна шайба являє собою металевий диск з отвором у центрі. Діаметр цього отвору розраховується з точністю до 0.1 мм за спеціальними формулами або за допомогою програмного забезпечення, що виконує моделювання роботи системи опалення.
Шайба знаходиться в умовах значного тиску та високих температур, тому виготовляється з високоякісної сталі завтовшки не менше 3 мм.
При виготовленні нерегульованої дросельної діафрагми отвір має розташовуватися точно у її центрі. Його розмір зазвичай становить від 3 до 10 мм. Щоб уникнути гучного свисту, викликаного рухом води через вузький отвір, з нього знімається фаска з обох боків.
Регульована дросельна шайба має складнішу форму. Крізь кільця ущільнювача виводиться регулювальний шток. Обертаючи його, змінюється сумарна площа отвору, завдяки чому змінюється гідравлічний режим.
Незалежно від пристрою, шайби забезпечуються «вушками» для встановлення пломби, що запобігає її несанкціонованій заміні.
Місце встановлення дросельної шайби
У переважній більшості випадків дросельна шайба встановлюється на другому по ходу руху теплоносія фланце вступної засувки трубопроводу, що подає. Подібна процедура актується та фіксується посадовими особами теплопостачальної організації та власника об'єкта.
У разі потреби можуть встановлюватися повторні шайби для регулювання гідравлічних режимів всередині об'єкта. При цьому вступна дросельна діафрагма строго обмежуватиме витрату теплоносія незалежно від кількості шайб, встановлених після неї.
У деяких випадках для захисту радіаторів опалення від надлишкового тиску, шайби встановлюються і на трубопроводі, що подає, і на зворотному трубопроводі даної ділянки системи опалення.
Як правило, усі шайби встановлюються у приміщенні індивідуального теплового пункту. За наявності елеватора шайба не встановлюється, оскільки сопло змішувального вузла виконує самі функції – обмеження витрати теплоносія.
Розрахунок діаметра отвору дросельної шайби
Розрахунок діаметра регулювального отвору – важлива та кропітка робота. Розрахунок виконується відповідно до склепіння правил СП 41.101/95, присвяченим процесу проектування теплових пунктів.
Формульний метод
Найбільш проста та точна формула описана в СП 41.101/95 і виглядає так:
де G - розрахункова витрата води в трубопроводі, т/год;
ΔH - напір, що гаситься дросельною діафрагмою, м.
Інформація про розрахункову витрату води повинна міститися в договорі теплопостачання. Цифру напору, що дроселюється, можна визначити як експериментально, так і взяти з проекту, за його наявності. Зазвичай, він становить 0,6-2 м. вод. ст.
Незалежно від поставленого завдання, необхідно враховувати кілька обов'язкових вимог:
- Натиск не повинен бути нижче 6 м. вод. ст.;
- Підсумкові гідравлічні втрати між трубопроводами, що подають і зворотним, найчастіше знаходяться в межах 0.6-2 м. вод. ст.
- За наявності елеватора діаметр дросельної діафрагми не повинен бути меншим за діаметр сопла.
Програмний метод
При застосуванні програмного методу можливо отримати більш точний розрахунок діаметра отвору, що дроселює.
Відомо, що система опалення складається не тільки з трубопроводів, але і з багатьох інших елементів:
- запірної арматури;
- фільтрів;
- трійників на поділ та злиття потоків;
- та ін.
Формульний метод не враховує цих особливостей, адже кожен із елементів має власний гідравлічний опір. У програмному забезпеченні кожен елемент враховується як коефіцієнта місцевого опору (КМС).
Між гідравлічним опором, значенням КМС та діаметром дросельної шайби є залежність. Програма перевіряє дані, що вводяться, на співвідношення розміру отвору з гасимим напором і видає вердикт про необхідність збільшення або зменшення його діаметра.
Корисне відео
Збір даних та попередні розрахунки
Усі елементи системи, починаючи від джерела теплоти та закінчуючи батареєю в будинку абонента, об'єднані у складну гідравлічну мережу. Вчені давно описали принципи її роботи та уклали їх у формули. Але при розрахунку шайби, що дросселює, повинна враховуватися безліч додаткових факторів. Для цього спеціалізовані організації виконують низку підготовчих робіт:
- Проводиться енергетичне обстеження будівельних конструкцій об'єкта, що захищають, а також джерел теплоти всередині нього.
- Визначаються фактичні та розрахункові параметри магістральної теплової мережі, такі як: напір, гідравлічний опір, максимальна витрата теплоносія та ін.
- Складається схема об'єкта із зазначенням усіх параметрів труб та опалювального обладнання.
- Проводиться прогноз розвитку ділянки теплової мережі терміном щонайменше 5 років наперед.
За підсумками виконання заходів та розрахунків проводиться оцінка правильності дій. Фактична витрата теплоносія порівнюється з ідеальною програмно відкаліброваною моделлю теплової мережі. Коефіцієнт порівняльного витрати теплоносія повинен перебувати в межах 0.9-1.15, де за одиницю прийнято ідеальну витрату.
Ефект від установки шайб
Установка дросельної шайби вирішує не лише проблеми зовнішньої гідравлічної мережі, а й внутрішньобудинкової системи:
- Найбільш віддалені опалювальні стояки забезпечуються достатньою витратою теплоносія та добре прогріваються.
- Найбільш близькі до центрального теплового пункту об'єкти не перегріваються, температура повітря у приміщеннях залишається комфортною.
- Система знаходиться у стійкому та передбачуваному гідравлічному режимі, виключені раптові зміни її параметрів: витрати, тиск, температури та ін.
- Температура в трубопроводі, що подає і зворотному, відповідає затвердженому температурному графіку, завдяки чому знижується собівартість виробленої теплової енергії.
- Для споживачів перегрітої води та пари створюються гарантовані умови підтримки абсолютного тиску за динамічних теплових режимів роботи мережі.
- Для абонентів, що експлуатують системи опалення, створюються умови підтримки тиску в трубопроводах на рівні не нижче 5 кгс/см2 у будь-якій точці розгалуженої мережі, що дозволяє запобігти закипанню теплоносія або навпаки утворення вакууму.
Налагодження з шайбами, що регулюються.
Налагодження теплової мережі за допомогою дросельних шайб, що регулюються, значно спрощує завдання. Регулювання здійснюється в опалювальний період за таким планом:
- Діаметр дроселюючих отворів встановлюється відповідно до попереднього розрахунку.
- За показаннями вимірювальних приладів оцінюється режим роботи мережі та відповідність близькості витрати теплоносія до розрахункових значень.
- Після повторного регулювання шайб очікується настання режиму роботи теплової мережі.
- Процес повторюється до отримання необхідного результату, після чого пломбуються шайби.
Корисне відео
Висновок
Установка дросельних шайб – корисний захід як для теплопостачальної організації, так і для споживача. Після їх встановлення обидві сторони взаємин змушені експлуатувати систему належним чином. Теплопостачальна організація - для забезпечення договірних параметрів теплоносія на межі балансової та експлуатаційної відповідальності сторін, а з боку абонента – для ефективного теплознімання з метою підтримки належної температури повітря у приміщеннях, а також дотримання температурного графіка щодо температури зворотного трубопроводу.
