Kvs клапана для теплого пола что это такое

Обновлено: 19.04.2024

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

G = Q /c⋅ ∆T, (1)

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

    Насосно-смесительный узел системы тёплого пола должен выполнять следующие основные функции:
  • поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
  • обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
  • обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.
    К вспомогательным функциям насосно-смесительного узла можно отнести следующие:
  • индикация температуры (на входе и выходе);
  • отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
  • защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
  • аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
  • отведение воздуха из теплоносителя;
  • дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T1. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т11. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т11 выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т21. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т1 до Т21 (∆Ткк = Т1 – Т21). Температуру Т21 задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Ттп = Т11 – Т21 также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

    Исходные данные:
  • температура на входе в насосно-смесительный узел Т1 = 90 °С;
  • температура после насоса Т11 = 35 °С;
  • перепад температур в петлях тёплого пола ∆Ттп = 5 °С;
  • тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.
    Решение:
  1. Температура на выходе из петель тёплого пола: Т21 = Т11 – ∆Ттп = 35 – 5 = 30 °С.
  2. Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Ткк = Т1 – Т21 = 90 – 30 = 60 °С.
  3. Расход во вторичном контуре G11 = Q/c⋅ ∆Tтп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
  4. Расход в первичном (котловом) контуре G1 = Q/c⋅ ∆Tтп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
  5. Расход через байпас G3 = G11 – G1 = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC

Пропускная способность Kvs. Что это такое?

Kvs и пропускная способность синонимы.

Kvs = Пропускная способность.

Выражаясь так…: У некоторого клапана Kvs = 1,5 м3/час равносильно тому, как если бы Вы выразились, что у клапана пропускная способность равна 1,5 м3/час. В некоторых таблицах и паспортах любых гидравлических элементов(клапанов) могут указывать так:


Пропускная способность (Kvs) показывает значение гидравлического сопротивления. Отсюда и его определение.

Определение

Kvs – это форма выражения гидравлического сопротивления, которая характеризует пропускную способность. Значение пропускной способности присваивается практически всем элементам, которые участвуют в протекании в них жидкости или газа.

На стадии проектирования, проектанту обязательно необходимо знать пропускную способность любого гидравлического оборудования или клапана. От этого будет зависеть все необходимые расчеты для всей системы цепи, например системы отопления.

В чем измеряется пропускная способность?

Так договорились и присвоили единицу измерения: м3/час. (метр кубический в час). Это значение показывает расход. Например, расход клапана. Но это не просто расход, а расход, при котором на клапане возникает потеря напора равная 1 Bar.

Расход – это протекание определенного объема жидкости или газа в единицу времени. В данном случае расход м3/час. Означает, что будет протекать 1 кубометр жидкости или газа в 1 час времени. То есть за два часа пройдет 2 кубометра жидкости или газа. За половину часа пройдет 0,5 метров кубических = 500 литров.

Например, рассмотрим термостатический клапан Kvs которого равен 1,2 м3/час.

То есть, если мы через клапан пропустим 1,2 м3/час, то потеря составит 1 Bar.


Предположим:

Насос выдает расход ровно 1,2 м3/час

Манометр 1, показывает 1,4 Bar

Манометр 2, показывает 0,4 Bar

Тогда потеря напора будет равна: 1,4 - 0,4 = 1 Bar.

Конечно, это не означает, что расход в клапане должен быть таким всегда. В большинстве случаев расход очень маленький. И возникают другие задачи:

Как найти потерю напора при малых расходах?

Существует формула перерасчета


Где P – потеря напора, Bar

Q – фактический, другой расход, м3/час

Kvs – пропускная способность, м3/час при котором потеря напора 1 Bar.

Имеется термостатический клапана пропускной способностью 1,2 м3/час.

Найти потерю напора при расходе 0.18 м3/час.


Ответ: Потеря напора составляет 0,0225 Bar.

В некоторых случаях можно найти аббревиатуры типа Kv. Такой аббревиатурой могут обозначать дополнительные функции пропускных способностей.

Например, некоторые клапаны имеют различные регулировки.

Отдельную регулировку могут обозначить как: Kv

Смотри таблицу:


Обычно Kvs показывает значение пропускной способности полностью открытого клапана. А Kv для определенного изменения положения клапана.

Kvs – расшифровка

К сожалению, эта аббревиатура иностранного происхождения и не известна ее история зарождения.

Предположительно: Kvs - kinematic viscosity или кинематическая вязкость.

Пропускная способность Kvs с точки зрения точной математики присваивается в основном тем элементам, у которых гидравлическое сопротивление образовано только местными сопротивлениями. Подробнее здесь.

Но на практике и в целом в мире это не так, потому что пропускную способность можно присвоить даже котловому оборудованию имеющее в себе участки различных труб. Поэтому перерасчет расходов может быть только приблизительным. Потому что с точки зрения гидравлических расчетов формулы разные для трубопровода и клапанов. Но в целом сопротивления примерно одинаково пропорциональны. Если нужны более точные гидравлические расчеты, то изучайте гидравлику.

Трехходовой клапан с сервоприводом для ГВС

Для многих начинающих сантехников трехходовой клапан таит много таинств и загадок. В этой статье я постараюсь объяснить, как будет работать трехходовой клапан с сервоприводом трех разных моделей. Мы рассмотрим логику работы и электрическую схему подключения сервоприводов.


Вариант 1: Цена от 6300 до 9200 рублей. Могут быть варианты артикулов.

Вариант 2: Цена около 2500-5000 рублей, если попытаться найти его на китайском сайте и заказать с Китая.

Вариант 3. Дорогой вариант, но зато вариантов очень много. Цена может быть около 15-20 тыс. руб.

Схема подключения трехходового клапана с сервоприводом для ГВС


Клапан может быть установлен как на подающую линию (подачу), так и на обратную линию трубопровода (обратку).

Многие зададут вопрос: - А куда лучше? На подачу или на обратку?

По функционалу ГВС это не принципиально. Но есть некоторые нюансы, почему надо поставить на подачу или на обратку.

Нюансы между подачей и обраткой:

1. Трехходовой клапан ставят на подачу, чтобы обратную линию трубопроводов разгрузить от всяких клапанов, которые могут перекрывать проход теплоносителя. Проще говоря, чтобы слить воду из системы отопления. Также помогает при пуске системы отопления. Заполнение системы водой и высвобождение воздуха происходит лучше. Трехходовой клапан на обратке будет мешать наливать и сливать воду из системы отопления.

2. Также трехходовой клапан ГВС ставят на подачу для того, чтобы получить правильное распределение гидравлического сопротивления относительно насоса на линии насоса. Выразился, конечно, сложно. Но если Вы начнете изучать, как распределяется давление в каждой точке системы отопления, Вы поймете разницу того, как влияют различные клапана на распределение давления. Это влияние будет сильнее, чем больше потеря возникает на клапана. Проще говоря, в системе в какой-то точке может появиться низкое критическое давления. А низкое давление может вызвать кавитацию в насосах и не только в насосах.

3. При очень высоких температурах (90-110) трехходовой клапан может быть установлен на обратку. В основном это нужно делать там, где имеются твердотопливные котлы. Где нет защит от высокой температуры. Высокая температура приводит к нарушению герметичности клапанов.

Кто-нибудь из Вас знает, почему нужно ставить гидроаккумулятор на обратную линию насоса? Или полагает, что его можно поставить куда угодно? А Вы знаете, почему насос ставится на подачу или на обратку? Ответ: Все потому, что от того где находятся данные элементы меняется распределение давления в разных точках трубопровода. А в некоторых случаях опять причиной становится удобство заливать и сливать теплоноситель в системе отопления. Также помогает избежать завоздушивания и многое другое.

А почему в инструкции котлового оборудования рекомендуют держать давление не менее 1,5 Bar? Потому что в теплообменнике котла нельзя снижать давление! Снижение давление приводит к кавитации теплоносителя в теплообменнике. Также приводит к раннему закипанию теплоносителя. А это все приводит не только к понижению мощности котла, но и отложению накипи в теплообменниках, что приводит к отложению накипи и зарастанию теплообменников. Что в свою очередь приведет к малому сроку службы котлового оборудования.

А Вы думаете, если манометр показывает 1,5 Bar, это означает, что давление меньше 1,5 Bar не может присутствовать в системе на той же высоте где манометр? Ответ: Такое может быть и чаще это происходит у хозяев, которые самостоятельно придумывают, где будет стоять насос и гидроаккумулятор. И не понимают, как после этого будет распределяться давление.

Зачем нужен трехходовой клапан для ГВС?

Как выглядит трехходовой клапан для ГВС?


Сам по себе клапан может иметь разнообразную форму. Клапан может иметь двигающийся шток. Также может быть клапан с вращающимся механизмом.

Вариант 1 и вариант 2 – это клапаны с передвижением штока.

Вариант 1. Подойдет для частного дома до 8 человек и 4 санузлов. Это определенный строгий стандарт клапанов и не подлежит различным вариантам по пропускной способности. Просто потому, что такой клапан чаще стоит внутри настенного котла. И он часто имеет свой определенный диаметр и пропускную способность. К сожалению, я не смог найти его пропускную способность.

Вариант 2. Вариантов может быть много, в плане пропускной способности и выбора диаметров.



Вариант 3 предназначен по большей части для клапанов с большой пропускной способностью. Обладает возможностью использовать клапана с большим диаметром (пропускной способностью). То есть можно использовать различное множество клапанов с любыми возможными диаметрами:

Ротационные смесительные клапаны.


К таким клапанам монтируется сервопривод(электропривод).

Вариант 1. Как работает такой клапан? Скорость переключения примерно 8 секунд.


Такой клапан предназначен для внедрения его вовнутрь котла. Но Вы его можете купить отдельно. И использовать где-нибудь снаружи для своих личных функций. Такую модель трехходового клапана могут устанавливать на различные котлы разного производителя. Поэтому чтобы купить или заказать такой клапан нужно обращаться в магазин, где торгуют настенными котлами. И попросить продавца заказать именно эту деталь (Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM). Предложить указать артикул: 21053. Также можно его заказать в интернете введя в поиск: Трехходовой клапан 3/4 для котлов Thermona THERM артикул 21053.

Электрическая схема работы клапана для ГВС котла Thermona?


Электрическая схема с котлом и бойлером


У сервопривода есть три контакта один общий. Если дать напряжение 220 Вольт на два контакта (направление 1 + общий) Будет одно положение. На другое положение нужно дать напряжение 220 Вольт на другой контакт (Направление 2 + общий). Фаза и ноль сети 220 Вольт не принципиально.

Сам сервопривод не обладает электронной платой. Там моторчик работает на 220 Вольт. У этого моторчика есть 2 контакта, замыкая 220 Вольт, моторчик крутится только в одну сторону.

Но помимо самого моторчика имеется механическая логика его работы. Эта логика отключает питание моторчика, если достигнуто определенное положение клапана.


Если замыкать 220 Вольт на определенные контакты Вы получаете нужное действие сервопривода.

Положение клапана 1: Общая клемма + клемма 1

Положение клапана 2: Общая клемма + клемма 2

Напряжение снимать не нужно, моторчик сам отключится, когда достигнет нужного поворота. Сервопривод имеет механическую структуру переключения. И сам выключится по достижению угла поворота.

Скорость переключения примерно 8 секунд. Написано в руководстве котла.

Вариант 2. Клапан с сервоприводом Honeywell VC4013. Скорость переключения 7 секунд.


Вариант 2 работает также как и вариант 1.

В моделях можно найти двухходовые и трехходовые клапаны от 1/2 дюйма до 1” дюйма. Пропускная способность до 7,7 Kvs

Вариант 3. Самый сложный вариант, который требует более детального изучения. Имеет разнообразный функционал работы.


Если у Вас имеется более производительная система отопления + ГВС с большими расходами. То использовать клапаны варианта 1 и 2 не имеет возможности, так как они имеют малую пропускную способность!

Данное устройство состоит из двух деталей:

1. Ротационный смесительный клапан (диаметр на выбор)

2. Сервопривод (Электропривод)

Вместе с сервоприводом продается комплект подключения к трехходовому клапану.

Принцип работы варианта 3 такой же, как и у вариантов 1 и 2. Дать напряжение на два проводника для какого-то определенного положения.

Чтобы сервопривод подошел к клапану следует выбирать трехходовой клапан ESBE. И сервопривод производителя ESBE. Ниже будет каталог клапанов и сервоприводов для знакомства.

Трехходовой клапан ESBE


Модели клапана, которые вам пригодятся:

На 25: ESBE VRG 1313MG25 Kvs = 10 м3/час. артикул: 11601000

На 32: ESBE VRG 1313MG32 Kvs = 16 м3/час. артикул: 11601100

На 40: ESBE VRG 1313MG40 Kvs = 25 м3/час. артикул: 11301200

На 50: ESBE VRG 1313MG50 Kvs = 40 м3/час. артикул: 11401200

Этим клапанам для поворота нужна сила крутящего момента не ниже 5 Нм. Сервопривод дает 6 Нм. Но не ошибайтесь, потому что есть сервопривода с крутящим моментом 3 Hм.

Сервопривод ESBE


Модель сервопривода: ESBE ARA641 на 220 Вольт. 30 секунд. Номер артикула 12101100

Характеристики привода:

1. Поворот 90 градусов. Есть настройка корректировки градуса. Можно сделать чуть больше или чуть сдвинуть в сторону.

2. 3х точечное управление. То есть 3 контакта 220 Вольт для управление: Клемма 1, клемма 2 и общая клемма.

3. Время, за которое привод повернется на 90 градусов зависит от модели. Модель ARA641 30 сек.

4. Кабель провода 1,5 метра.

5. Крутящая сила: 6 Нм.

Электрическая схема сервопривода: ESBE ARA641


У данного устройства есть три проводника: Синий, коричневый и черный.

Синий – общий проводник, обычно на него замыкают Ноль

Коричневый и черный это проводники положения 1 и 2.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и черный привод поворачивается в одну сторону на 90 градусов.

Когда идет напряжение 220 Вольт на синий и коричневый привод поворачивается в другую сторону на 90 градусов.


Обратите внимание, чем больше клапан тем, больше может потребоваться крутящая сила.

В каталоге ESBE Вы можете подобрать другие клапаны и сервоприводы!

1. Выбрать не трехточечное (трехконтактное) управление, а двухточечное управление. То есть на один контакт идет постоянное напряжение, а на второй контакт вы просто даете или отбираете напряжение.

2. Угол поворота может быть более 90 градусов. Например, 180 градусов.

3. Время закрытия не 30 секунд, а намного больше. Например, может понадобиться плавный переход до 1200 секунд.

4. Взять привод с другой силой крутящего момента.

5. Привод на 24 или 220 вольт.

6. Можно подобрать сервопривод не только для переключения, но и для получения нужной температуры смешиванием.

Если у кого-то есть двухточечный сигнал от бойлера косвенного нагрева или от какого-нибудь термостата имеющий только двухточечный контакт, то можно использовать электромагнитное переключающее реле.


Эту модель нужно искать в специализированных магазинах электрики и электроники.

Модель: ABB CR-P230AC2. На контакт 1 и 2 подается 220 вольт. Нагрузка переключающих контактов на 8 ампер не превышать. 8 А х 220 Вольт = 1700 Вт. Выдержит оборудование до 1700 Вт. К насосам и лампам накаливания не относится так как первый пуск требует больших токов.


Для того, чтобы ее подключить к проводам используется специальный разъем:

Cv, Kv и Kvs. Пропускная способность Cv (flow coefficient - "коэффициент расхода") и пропускная способность Kv (flow factor - "фактор расхода"). Разница между Kv и Kvs.

Пропускная способность Cv (flow coefficient) и пропускная способность Kv (flow factor) используются обычно в качестве характеристки производительности регулирующих и запорных клапанов, кранов, задвижек, затворов, вентилей и т.п..

Cv - пропускная способность - устаревает, но встречается еще на 2020 год.

  • Cv - пропускная способность, определенная в дюймовых (имперских) единицах, как:
    • расход воды через клапан при температуре 60 o F в галлонах США/мин при перепаде давления на клапане 1 фунт/дюйм 2

    Kv - пропускная способность - мировой стандарт на 2020 год.

    • Это метрический эквивалент Cv , определенный как:
      • Kv это расход воды при температуре 5 - 30 o C через клапан в м 3 /час при перепаде давления на клапане 1 бар.

      Соотношение между Cv и Kv:

      Cv = 1.16 Kv или Kv = 0.853 Cv

      Kv - пропускная способность vs Kvs - пропускная способность - в чем разница?

      • Kvs - пропускная способность полностью открытого клапана = полная пропускная способность единицы трубопроводной арматуры. Традиционно в индустрии, если расчет показал необходимую величину, равную Kv, то выбирают клапан с Kvs=1,3Kv.

      Распечатать: Cv, Kv и Kvs. Пропускная способность Cv (flow coefficient -

      Дополнительная информация от Инженерного cправочника DPVA, а именно - другие подразделы данного раздела:

      Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста.
      Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

      • Поскольку при расчете пропускной способности мы всего лищь выбрали рабочую точку, то обычно выбирают клапан с Kvs (пропускной способностью полностью открытого клапана) ближайщей из диапазона 130%-300% расчетного Kv. При этом рабочая точка должна быть внутри диапазона регулирования клапана, не ниже его.

      Далее в обязательном порядке выбираем - проверяем (подробные пояснения даны далее - ниже):

      1. условный диаметр DN = присоединительный размер клапана, (перейти)
      2. условное давление PN = прочностная характеристика клапана, (перейти)
      3. применимость материалов и уплотнений - температурная и химическая, (перейти)
      4. вероятность возникновения кавитации = вероятность локального падения давления внутри клапана ниже уровня давления кипения при данной температуре, (перейти)
      5. уровень шума - комфорт в эксплуатации; (перейти)
      6. диапазон регулирования + допустимые отношения входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане. (перейти)

      1. Типоразмер - условный диаметр - выбор типоразмера - примитивная оценка минимального диаметра трубопровода

      Нет никакакого смысла выбирать регулирующую арматуру по типоразмеру (диаметру) трубопровода, хотя тип присоединения трубопроводной арматуры может быть важен на практике. При этом, выбор диаметра трубопровода до и после клапана является важной задачей корректной обвязки и комплектации системы, включающей регулинующий клапан. Очень часто условный диаметр DN клапана оказывается меньше условного диаметра трубопровода, на котором он установлен. На практике допустимо выбирать клапан с условным диаметром меньше условного диаметра трубопровода на 1-2 типоразмера, уделяя внимание рискам кавитации, шума и не забывая про прямые участки до и после регулятора.

      • w — рекомендуемая скорость потока среды, м/c;
      • Q — рабочий объемный расход среды м 3 /ч;
      • d — диаметр трубопровода, м.
      • Справочно: Подробный обзор: DN - диаметр номинальный. DN / Ду - диаметр условный. Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Условный проход. Метрические и дюймовые диаметры. SDR. S. PN. DN резьбы (Ду), DN диаметр (Ду), DN размер (Ду) = присоединительный размер клапана,

      2. Оценка необходимой прочности клапана. Условное давление - выбор прочностной характеристики.

      Условное давление (номинальное давление) PN (устаревшее - Ру) является стандартизованным параметром трубопроводной арматуры, определяющим ее прочность. Существуют общепризнанные соответствия между материалом, рабочим давленим и рабочей температурой. Условное давление соответствует допустимому рабочему давлению при температуре 20 о С на воде. Очевидно, что с ростом температуры механические свойства любых конструкционных материалов обычно ухудшаются, поэтому чем выше рабочая температура, тем ниже максимальное рабочее давление при одном и том же значении условного давления.

      Таблицы зависимости максимального рабочего давления PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. PN400 от температуры для трубопроводной арматуры из чугуна, углеродистой стали и нержавеющей стали. Влияние температуры на максимальное рабочее давление. Давление/Температура/Материал.

      Условное давление трубопроводной арматуры PN - наибольшее избыточное = приборное рабочее давление при температуре 20 °С, при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры. Максимальное рабочее давление - наибольшее избыточное давление, при котором возможна длительная эксплуатация арматуры при рабочей температуре (ГОСТ 24856). Влияние температуры на максимальное рабочее давление кранов, клапанов, задвижек и т.п. представлено в таблицах:

      Таблица 1. Серый чугун, высокопрочный чугун - влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

      Таблица 2. Углеродистая сталь - влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

      Таблица 3. Нержавеющая сталь - влияние температуры на максимальное рабочее давление трубопроводной арматуры

      3. Применимость материалов конструкций и уплотнений на данной рабочей среде.

      Как известно, критерием истины является практика. В нашем случае - выбор материала определяет опыт (сын ошибок трубных). По ссылке ниже - наш скромный практический опыт, который предлагаем использовать и Вам. Помните, что лучше всего использовать те комбинации материалов, которые уже зарекомендовали себя на этом применении ранее, а не теоретические знания.

      • Справочно: Подробный обзор: Таблицы применимости материалов. Химическая стойкость. Температурная применимость. Коррозионная стойкость, а именно:
        • Таблица химической стойкости материалов. Применимость основных материалов общепромышленной и промышленной трубопроводной арматуры, насосов, датчиков, соленоидных клапанов и другого технологического оборудования в различных средах.
        • Таблица химической стойкости резин и эластомеров NBR, HNBR, CR, ACM, VMQ, FVMQ, FPM, FFPM, AU, EPDM, PTFE
        • Таблица применимости материалов на антидетонаторах, антидетонационных, октаноповышающих присадках к бензинам. Химическая стойкость пластмассовых (пластиковых) труб из полиэтиленов ПВД = LDPE = ПЭВД и ПНД = HDPE, полипропилена ПП = PP, ПВХ = поливинилхлорида =PVC Выписка из строительных норм СН 550-82
        • Таблица. Температурные пределы применимости пластмасс, полимеров и эластомеров
        • Таблица. Температурные пределы применимости неметаллических материалов Таблица . Применимость эластомеров в различных средах. Химическая стойкость.
        • Таблица. Химическая стойкость эпоксидных и полиэпоксидных смол.
        • Таблица. Химическая стойкость полиэфиров (полиэстеров).
        • Таблица. Химическая стойкость полиэтилена, труб из ПЭ (PE), фасонных деталей ПЭ.
        • Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из меди. Коррозионная стойкость медных труб и фитингов.
        • Таблица. Химическая стойкость труб и соединительных деталей из полипропилена PP-R Таблица. Химическая стойкость поливинилхлорида, труб из ПВХ и НПВХ=непластифицированного (PVC,uPVC), фасонных деталей из ПВХ.
        • Таблица. Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
        • Таблица химической стойкости титана в жидкостях и газах. Коррозионные свойства титана
        • Таблица. Коррозионная стойкость обычных металлических материалов труб, арматуры, насосов, емкостей и т.д. (металлов и сплавов). Углеродистые стали, Чугун, AISI (ANSI, ASTM) 302, 304, 316 и 416 нержавеющие стали, Бронза, Monel, Hasteloy B, Hasteloy C.
        • Таблица. Химическая стойкость терморасширенного графита (ТРГ), изготовленного с использованием азотной кислоты
        • Таблица. Применимость нержавеющих сталей по AISI. Коррозионная стойкость сталей по AISI в различных применениях. Применимость (совместимость) материалов при использовании на озоне O3. Химическая стойкость на озоне. Применимость (совместимость) материалов при использовании на перекиси водорода H2O2. Химическая стойкость на перекиси водорода.
        • Таблица. Температурные пределы применимости и некоторые рекомендации для ASTM литых сталей и сплавов (в трубопроводной арматуре). Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения (Таблицы совместимости материалов)
        • Прочее и т.д.

        4. Кавитация как риск, оценка вероятности возникновения кавитации в клапане.

        Кавитация, это явление образования пузырьков = каверн =пустот в жидких средах, с последующим их схлопыванием и высвобождением большого количества энергии и ударных волн, которые сопровождаются шумом и гидравлическими ударами. Кавитационные ударные волны активно разрущают поверхности, образуя классические кавитационные зоны разрушения материала. Фактически, кавитация - это явление вскипания жидкости при локальном (местном) падении давления ниже давления вскипания при данной температуре и последующего схлопыания этих пузырьков. Кавитация сопровождается характерным шумом кавитации, который являет собой собой случайный набор звуковых импульсов от схлопывания отдельных пузырьков. Очень характерный и незабываемый звук.

        Суть проблемы в следующем - кроме полного (невосстановимого) падения давления на руггулирующем клапане, внутри клапана существуют зоны очень сложных неламинарных потоков они же зоны локального = местного (восстановимого) падения давления, см. рисунок слева. В этих зонах падение давления ниже давления вскипания рабочей среды при данной температуре = давления насщенных паров при данной температуре - вполне реально. Что немедленно и запускает процесс кавитации.

        Чем выше полное падение = полный перепад давления на клапане, тем выше этот риск. Естественно, эффект довольно часто проявляется при использовании регуляторов давления, снижающих и поддерживающих давление в системе «после себя» = редукционных клапанов, или при нахождении рабочей точки клапана вблизи начала его регулировочной кривой ("в нуле").

        Для оценки=проверки риска появлении кавитации при больших перепадах давления на клапане применяется следующая формула

        Что означает, что полное падение давления на клапане уж точно не должно превышать 60% от входного!

        • Справочно: Подробный обзор: Давление насыщенных паров, давление вскипания, давление кавитации
        • Справочно: отношение входного давления к выходному или допустимый перепад давления на клапане.

        5. Уровень шума, риски возникновения шума без кавитации. Риски резонансов.

        Шум работающего клапана вызывает резкое ухудшение условий труда и жизни рядом с регулятором. Может передаваться по трубам и рабочей среде на огромное расстояние. Шум это результат обусловленных гидравликой или газодинамикой в клапане колебательных процессов деталей и корпусов регуляторов. При совпадении основной частоты колебаний с собственной частотой колебаний клапана амплитуда колебаний резко возрасти, что приведед к преждевременному усталостному разрушению материалов клапана и/или системы в целом.

        Считается, что за риск вознкновения повышенного шума в основном отвечает скорость рабочей среды в трубопроводе. Примерная фактическая усредненная скорость среды может быть оценена как:

        Таблица: ориентировочные рекомендуемые максимальные скорости различных рабочих сред для снижения риска появления критического шума

        Читайте также: