Как известно, для того, чтобы качественно отопить любое помещение, требуется правильно отрегулировать температурные показатели, чтобы нагрев соответствовал оптимально комфортным условиям и обеспечивал благоприятный микроклимат в жилище. Поэтому следует более подробно рассмотреть особенности такого прибора, как регулятор температуры для радиатора отопления, который призван выполнять все эти функции. Кроме того, следует разобраться с тем, как регулировать температуру батареи отопления в различных постройках, включая частные и многоквартирные дома.

Необходимость установки терморегуляторов

Подобные механизмы применяются для следующих целей:

• экономия производимого отоплением тепла;
• поддержание комфортного показателя температуры в жилище.

Многие хозяева для решения второй задачи до сих пор пользуются традиционными способами, например, накрывают радиаторы покрывалом или открывают окна для проветривания. Однако гораздо более современным решением будет установка такого прибора, как регулятор температуры отопления, влияющий на расход теплоносителя в отопительной системе и способный функционировать как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Очень важно помнить, что при монтаже терморегулятора для радиатора отопления крайне необходимо наличие специальной перемычки, расположенной непосредственно перед прибором отопления. Если ее не будет, то расход теплоносителя не получится регулировать через радиатор, так как делать это придется через общий стояк.

Говоря об экономии, этот фактор является актуальным для тех хозяев, жилое помещение которых оборудовано автономной отопительной системой, а также для служб жилищно-коммунального хозяйства, использующих приборы учета для оплаты тепла, поступающего от его производителей.

Установка температурных регуляторов в домах многоквартирного типа

Чтобы установить регулятор температуры радиатора батарей отопления в многоквартирном доме, необходимо разобраться с тем, что представляет собой учет тепла в такой конструкции.

Трубопроводы подачи и отдачи оснащены специальными подпорными шайбами, перед и после каждой из которых располагаются регулирующие давление датчики. Благодаря тому, что диаметр этих датчиков известен, появляется возможность рассчитать расход теплоносителя, циркулирующего через датчики. Как результат, разница, полученная между расходом воды в трубопроводах подачи и отдачи, будет отображать объем израсходованной жильцами воды.

Контроль температуры теплоносителя в системе отопления на обоих участках призваны осуществлять температурные датчики. Поэтому, зная то, в каком объеме расходуется тепло и чему равна его температура, можно легко рассчитать то количество тепла, которое осталось в помещении.

Для того чтобы регулировать работу отопления было проще, требуется постоянно следить за состоянием температуры.

Сделать это поможет один из двух способов:

1. Монтаж запорного клапана . Такое устройство призвано частично перекрывать систему трубопровода в том случае, если температура обратки является выше заданной. Представляет собой обычный электромагнитный клапан. Подобный вариант станет подходящим тех домов, где система отопления является относительно простой и не отличается большим объемом теплоносителя.
2. Устройство клапана трехходового типа . Этот прибор также позволяет регулировать текущий расход теплоносителя, однако функционирует он несколько иначе: в том случае, если температура воды превышает норму, то она направляется сквозь открытый клапан в трубопровод подачи в большем количестве. Путем смешения с остывшей водой общая температура снизится, а необходимая скорость циркуляции сохранится.

Подобная конструкция может несколько отличаться в разных системах. Схема устройства может быть оснащена несколькими температурными датчиками, а также одним или двумя насосами циркуляции. Кроме того, могут присутствовать клапаны механического типа, с помощью которых можно осуществлять контроль над работой отопления без подачи какого-либо питания.

Монтаж механических регуляторов не несет в себе особой сложности. Чтобы установить такой прибор, требуется лишь соединить его с фланцем в узле элеватора. Немаловажным является и тот факт, что цена таких устройств является значительно более низкой по сравнению с электронными механизмами.

Монтаж регуляторов температуры в частных домах

Как правило, автоматический регулятор температуры отопления является неотъемлемой частью нагревательного котла в автономной системе отопления. Такой датчик может быть мобильным, то есть его можно переносить, а также способен измерять температуру в комнате.

В котлах электрического типа используются электронные датчики, которые непосредственно связаны с установленными ТЭНами (тепловыми электронагревательными элементами) либо с напряжением, возникающим на электродах или на обмотке котла.

Системы котлов, работающие как с помощью газа, так и с применением технологии пиролиза, зачастую оснащены механическими регуляторами, главное из преимуществ которых – независимость в плане энергии. Но такой вариант, безусловно, не подразумевает использования выносных температурных датчиков.

Температурные датчики для радиаторов

Иногда один датчик температуры имеет при себе несколько отопительных радиаторов. Влияет на это, в первую очередь, схема установки. Но гораздо чаще принято монтировать регулятор на каждый прибор отопления по отдельности.

Многие хозяева устанавливают привычную многим систему, именуемую «ленинградкой», принцип работы которой заключается в применении одной опоясывающей дом или один этаж трубы, имеющей довольно внушительный диаметр, а параллельно ей встраиваются батареи отопления или конвекторы.

Стоит отметить, что для того, чтобы отрегулировать температуру отопления, можно использовать не только стандартные устройства.

К распространенным механизмам этого типа относятся:

• головка на термостатической основе. Представляет собой автоматический датчик, контролирующий температуру теплоносителя в батарее. Принцип ее функционирования заключается в следующем: в процессе нагрева жидкие и газообразные вещества расширяются. Это, как следствие, ведет к тому, что нагретый продукт выдавливает специальный шток, перекрывая, тем самым, доступ теплоносителя;
• не менее часто применяются и приборы, именуемые дросселями. Они представляют собой специальные краны винтового типа, с помощью которых можно регулировать проходимость теплоносителя ручным образом. Стоимость их является более доступной, а кроме того, с их помощью можно контролировать двухтрубные отопительные системы;
• наименее дорогостоящий и самый простой механизм, помогающий отрегулировать температуру – это традиционный вентиль. Безусловно, эксплуатировать в данном случае следует лишь современные модели, а не устаревшие винтовые приборы, так как в старых механизмах очень часто отрываются клапаны, а также существует риск протечки сальников. Совершенно иная ситуация обстоит с шаровыми вентилями: даже в полуоткрытой позиции они надежно и качественно функционируют на протяжении долгого периода времени.

Для того чтобы устройство регуляторов температуры прошло максимально удобно, многие специалисты рекомендуют предварительно изучить различные фото этих устройств и детальные инструкции по их правильному подключению.

Описание:

В статье описывается регулятор, серийно изготавливаемый на двух приборостроительных заводах СССР, реализующий метод регулирования подачи тепла на отопление по графику в зависимости от изменения температуры наружного воздуха с коррекцией его при отклонении температуры внутреннего воздуха в помещениях от заданного значения

Автоматическое регулирование систем отопления с применением регулятора Т-48

В. И. Ливчак , начальник отдела энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы

В журнале «Энергосбережение» была размещена статья* профессора кафедры звукотехники Санкт-Петербургского Государственного Университета Кино и Телевидения В. Б. Харитонова с амбициозным названием «Новое поколение регуляторов систем отопления», где приводится описание алгоритмов регулирования к названному автором новому методу автоматического регулирования системы отопления по возмущению от температуры наружного воздуха с обратной связью по отклонению текущего значения температуры воздуха в помещении.

Эта статья служит подтверждением известной поговорки, что новое – это хорошо забытое старое. Благодаря рубрике журнала «Из истории специальности» можно показать, что предлагаемый В. Б. Харитоновым регулятор известен более 28 лет под названием Т-48.

Приводим статью, взятую из журнала «Водоснабжение и санитарная техника» № 1 за 1980 год, группы авторов-разработчиков из Московского научно-исследовательского и проектного института МНИИТЭП под руководством Грудзинского М. М., заведующего лабораторией инженерного оборудования – ведущей в стране в области отопления и вентиляции, и авторов, реализующих эту разработку в железе, из СКБ Прибор, г. Орел – ведущего института приборной техники, посвященную автоматическому регулированию систем отопления с применением нового регулятора Т-48. В этой статье описывается регулятор, серийно изготавливаемый на двух приборостроительных заводах СССР, реализующий метод регулирования подачи тепла на отопление по графику в зависимости от изменения температуры наружного воздуха с коррекцией его при отклонении температуры внутреннего воздуха в помещениях от заданного значения – тот же метод, что предлагает В. Б. Харитонов. В статье также обосновывается необходимость применения такого метода регулирования анализом влияния на тепловой и воздушный режимы отапливаемого здания погодных условий, теплотехнических характеристик системы отопления и внутренних тепловыделений. Этим регулятором были оснащены сотни зданий и ЦТП Москвы, но «перестройка» и здесь негативно вмешалась в судьбу этого прогрессивного начинания.

В то же время статья профессора Харитонова В. Б. хоть и не является новостью для специалистов в области отопления и вентиляции, но своевременно возобновляет вопрос о важности повышения качества управления подачей тепла в системы отопления, используя обратную связь по температуре воздуха в помещении.

В 1978 году по техническому заданию МНИИТЭП и Челябинскгражданпроекта при участии Госгражданстроя Госстроя СССР СКБ Прибор (г. Орел) закончил разработку регулирующего прибора Т-48 для систем отопления. Прибор для производства передан в Могилев-Подольский приборостроительный завод и в Улан-Удэнский завод «Теплоприбор» им. 60-летия СССР.

Прибор Т-48 предназначен для автоматического регулирования расхода тепла в системе отопления на центральных и индивидуальных тепловых пунктах, а также для автоматического регулирования температуры в системах приточной вентиляции, кондиционирования воздуха и горячего водоснабжения путем воздействия на клапаны с электрическим приводом. Прибор построен по блочно-модульному принципу, позволяющему выпускать его в различных модификациях. Первая, вторая, третья и пятая модификации предусматривают регулирование температурных параметров теплоносителя, четвертая (выполненная по заданию Челябинск-гражданпроекта) – температуры внутреннего воздуха.

В модификациях прибора, выполненных по заданию МНИИТЭП, предусмотрено регулирование разности температур воды в подающем и обратном трубопроводах систем отопления либо температуры воды в подающем трубопроводе по графику отопительных систем в зависимости от температуры наружного воздуха. Причем регулятор при определенном значении t н воздуха и дальнейшем ее понижении поддерживает постоянное значение регулируемого параметра теплоносителя, исключая разрегулировку тепловых сетей, работающих по графику с верхней срезкой. Это значение tн воздуха является одной из реперных точек графика отопительных систем, при которой расход тепла на отопление является предельным.

Другой характерной реперной точкой этого графика является значение температуры наружного воздуха, при которой теплоотдача системы отопления равна нулю, что и позволяет регулятору поддерживать для каждого объекта график расхода тепла с учетом фактической относительной доли внутренних тепловыделений.

Предусмотренная в приборе реализация графика разности температур воды значительно повышает точность регулирования отпуска тепла и облегчает наладку и эксплуатацию системы авторегулирования. Во-первых, график разности температур воды является линейным в отличие от нелинейного графика температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления, а прибор может поддерживать только линейный график. Во-вторых, при постоянстве расхода воды в системе отопления, что является характерным и необходимым, график разности температур воды позволяет реализовать непосредственно требуемый график отпуска тепла, имеющий также линейный характер. При этом не требуется знать теплотехнические характеристики регулируемой системы отопления, т. к. регулятор в процессе работы автоматически выходит на поддержание необходимой, согласно графику расхода тепла, температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления.

В связи с тем, что определение расчетных теплопотерь и подбор нагревательных приборов для систем отопления проводили по различным методикам, для реализации графика отпуска тепла, построенного для всех зданий по единым методическим принципам, потребовалось бы на каждом объекте поддержание индивидуального графика температур воды в подающем трубопроводе. Для определения этого графика необходимо проведение специальных эксплуатационных тепловых испытаний систем отопления. Реализация графика разности температур воды дает возможность персоналу, осуществляющему наладку и эксплуатацию систем, не проводить таких испытаний.

Для учета дополнительных (кроме температуры наружного воздуха) факторов (солнечная радиация, ветер и т. д.), влияющих на отпуск тепла в системы отопления, во второй и третьей модификациях прибора предусмотрена коррекция графика отпуска тепла при отклонениях температуры внутреннего воздуха от заданного значения (Выделено редакцией как решение, предваряющее метод регулирования отопления, предлагаемый профессором В. Б. Харитоновым).

Степень коррекции зависит от знака отклонения. При снижении температуры внутреннего воздуха степень коррекции небольшая, а при повышении – значительная. Это объясняется различием возмущающих факторов. Так, снижение температуры внутреннего воздуха происходит в результате действия ветра, которое может потребовать увеличения теплоотдачи системы в пределах 10–20 %. При этом важно исключить необоснованное повышение теплоотдачи в результате некоторого снижения температуры внутреннего воздуха, происходящего при проветривании квартир. Поэтому необходимо, чтобы увеличение теплоотдачи сопровождалось некоторым (достаточно ощутимым) снижением температуры внутреннего воздуха. Это позволяет избежать разгерметизации здания. Увеличение теплоотдачи в пределах 10–20 % необходимо обусловить снижением температуры внутреннего воздуха примерно до 20 °С против обычно поддерживаемого значения комфортного уровня в 21 °С.

Повышение же температуры внутреннего воздуха происходит в результате действия солнечной радиации, которая по величине может превышать теплоотдачу системы отопления. Важно, чтобы отработка этого возмущения происходила при незначительном повышении температуры внутреннего воздуха, для того чтобы, как и в первом случае, избежать проветривания квартир, к которому будет побуждать повышение температуры внутреннего воздуха t в. Возможность изменения степени коррекции в зависимости от знака отклонения t в позволяет поддерживать температуру внутреннего воздуха на комфортном уровне при минимально необходимом расходе тепла.

В связи с разной относительной долей бытовых тепловыделений в квартирах верхних и нижних этажей из-за разной величины расчетной инфильтрации в них, а также в связи с изменением инфильтрации в зависимости от температуры наружного воздуха в зданиях повышенной этажности может возникнуть необходимость в осуществлении вертикального регулирования системы отопления, в процессе которого будет меняться соотношение теплоотдачи приборов верхних и нижних этажей. Для этой цели служит прибор третьей модификации, в котором при появлении разницы в температурах внутреннего воздуха помещений верхних и нижних этажей формируется команда по трехпозиционному закону на второй исполнительный механизм, осуществляющий изменение расхода воды в местной системе отопления.

Во второй и третьей модификации прибора предусмотрена возможность временного снижения, например, в ночное время, заданного значения температуры внутреннего воздуха на определенную величину – к регулятору дополнительно подключается выносное программное реле времени.

Кроме того, регулятор позволяет производить непосредственное измерение параметров системы авторегулирования с помощью дискретного оптического индикатора, встроенного в прибор, а также имеет аналоговый выход 2,5 мВ/°С для подключения показывающего или записывающего выносного прибора, измеряющего отклонение фактического значения параметра от заданного. При использовании оптического индикатора точность измерения составляет 0,2 от величины отклонения. Измерение может быть произведено по следующим параметрам:

– осредненная температура внутреннего воздуха;

– разница между средними температурами верхних и нижних этажей;

– температура наружного воздуха;

– разница между температурами воды в подающем и обратном трубопроводах или температура воды в подающем трубопроводе;

– положение исполнительного механизма;

– индикация наличия и знака команды на исполнительный механизм.

С помощью выносного прибора можно осуществлять одновременное измерение первого, третьего и четвертого параметров.

В регулирующем блоке (БР) регулятора для основного канала регулирования предусмотрена возможность реализации астатического с постоянной скважностью импульсов трехпозиционного регулирования с регулируемой зоной нечувствительности («РС» закон); интегрального закона (И) с зоной нечувствительности 0,3 °С и пропорционально-интегрального закона (ПИ) с устанавливаемыми по шкале зоной пропорциональности и зоной нечувствительности. Реализация заданного закона регулирования осуществляется изменением продолжительности паузы при постоянной длительности импульса, определяемой настройкой 0,3–3 с.

В блоке коммутации регулятора предусмотрены преобразование аналогового сигнала напряжения регулирующего блока в трехпозиционный сигнал и подача на исполнительный механизм двух команд по выбранному закону регулирования. Блок коммутации может быть контактным (БК) для контактного управления двумя исполнительными механизмами при помощи исполнительных реле или бесконтактным (ББК) для бесконтактного (симисторного) управления исполнительным механизмом. В блоке коммутации предусмотрено также ручное управление одновременно двумя исполнительными механизмами для контактного исполнения и одним исполнительным механизмом для бесконтактного управления.

В качестве регулирующего органа принимается клапан 25ч931нж с исполнительным механизмом ПР-1м со временем хода 120 с или аналогичный ему болгарский клапан.

Применение регулятора Т-48 в системах отопления

Для регулирования расхода тепла систем отопления группы зданий применяется прибор Т-48-1, осуществляющий регулирование разности температур воды в подающем и обратном трубопроводах квартальных сетей отопления или только температуры воды в подающем трубопроводе в зависимости от изменения температуры наружного воздуха по заданному графику до предельной заданной t н мин, при t н < t н мин обеспечивается поддержание постоянной температуры воды.

В зависимости от условий присоединения ЦТП к тепловым сетям рекомендуемые схемы автоматизации тепловых пунктов представлены на рис. 1. При располагаемом напоре на вводе в ЦТП менее 40 м вод. ст. (исходя из сопротивления квартальных сетей отопления с элеватором 25 м) и давлении в подающем трубопроводе теплосети на 30 м вод. ст. больше статического давления системы отопления самого высокого здания, подключенного к данному ЦТП, применяется схема с насосами на обратном трубопроводе тепловой сети.

При располагаемом напоре на вводе в ЦТП менее 40 м вод. ст. и давлении в подающем трубопроводе менее чем на 30 м вод. ст. превышающем статическое давление системы отопления здания применяется схема с насосами на подающем трубопроводе тепловой сети. Если же при этом давление в обратном трубопроводе будет больше превышающего механическую прочность системы, применяется независимое присоединение.

Для регулирования пофасадных систем отопления применяется прибор Т-48-2, осуществляющий, в дополнение к тем функциям, которые выполняет прибор Т-48-1, корректировку принятого температурного графика при отклонении усредненной по нескольким (до восьми) показаниям датчиков температуры внутреннего воздуха в квартирах от заданной.

Для пофасадного и вертикального регулирования вертикально-однотрубных систем отопления зданий повышенной этажности применяется прибор Т-48-3, осуществляющий, в дополнение к тем функциям, которые выполняет прибор Т-48-2, по отдельному каналу регулирование разности температур воздуха верхних и нижних этажей здания, усредненных в пределах каждой группы по нескольким (до четырех) датчикам. Рекомендуемые схемы автоматизации вертикально-однотрубной «опрокинутой» системы отопления с пофасадным и вертикальным регулированием представлены на рис. 3.

Соответствие заданному графику температуры воды в подающем трубопроводе системы отопления достигается воздействием на клапан К-1, который изменяет расход сетевой воды. Корректировка температурного графика в зависимости от отклонения средней температуры воздуха в квартирах всего фасада от заданной осуществляется по тому же каналу регулирования путем воздействия на тот же клапан К-1. При повышении температуры воздуха в квартирах верхних этажей здания по сравнению с нижними этажами от регулятора по второму каналу регулирования поступает сигнал на закрытие клапана К-2 до 50 % сокращения расхода, циркулирующего в системе отопления. При этом за счет сокращения циркуляционного расхода воды в отопительные приборы верхних этажей вода поступает со сниженной температурой, что повлечет уменьшение температуры воздуха верхних этажей и приближение ее к температуре воздуха в нижних этажах. При отрицательной разнице температур воздуха верхних и нижних этажей клапан К-2 откроется.

Применение регулятора Т-48 в системах вентиляции и кондиционирования воздуха

Функциональные возможности регуляторов позволяют эффективно использовать их для автоматизации нагрева воздуха в системах вентиляции. В частности, целесообразно использовать регуляторы для автоматического регулирования нагрева наружного воздуха в системах приточной вентиляции и в 1-м подогреве кондиционеров, т. к. регулятор Т-48-2 может одновременно с регулированием основного параметра обеспечить защиту калориферов от замерзания, причем более эффективно, чем это принято в существующих проектах.

Рекомендуемая схема представлена на рис. 4. Измерение температуры приточного воздуха t1 производится термометром, предназначенным по функциональной схеме регулятора для измерения температуры теплоносителя, измерение температуры обратной воды – термометром, предназначенным для измерения температуры внутреннего воздуха; а вместо термометра, измеряющего температуру наружного воздуха, устанавливается постоянное омическое сопротивление. В регуляторе отключается автокоррекция по температуре внутреннего воздуха выше заданной (соответствующий автокорректор устанавливается в положение «0»). Заданная температура внутреннего воздуха устанавливается на значение минимально допустимой температуры обратной воды.

Управление осуществляется следующим образом. В нормальном режиме, пока температура обратной воды выше допустимой, регулятор поддерживает заданную температуру приточного воздуха либо заданную температуру после форсуночной камеры. В режимах, когда температура обратной воды снижается до минимально допустимой, автоматически корректируется (повышается) заданная температура приточного воздуха, пока не стабилизируется температура обратной воды на допустимом уровне. Таким образом, при наступлении опасного режима происходит не аварийное выключение системы или полное открытие клапана, а некоторое нарушение заданных параметров: несколько повышается температура приточного воздуха с тем, чтобы температура обратной воды стала не ниже предельного значения минимально допустимой. Аналогичная технология авторегулирования предусматривается Моспроектом-2 в системах пневмоавтоматики центральных кондиционеров.

Второй целесообразной областью применения регуляторов Т-48-2 в системах вентиляции являются установки, в которых регулирование нагрева или охлаждения воздуха осуществляется по температуре внутреннего воздуха в помещениях. Трудности в этом случае возникают в связи с большой инерционностью регулируемого объекта, состоящего из калориферов, каналов, помещения и датчика, что приводит к длительному выходу на режим либо к потере устойчивости. Схема регулирования такой установки с применением регулятора Т-48-2 представлена на рис. 5. По этой схеме датчик температуры теплоносителя устанавливается для измерения температуры приточного воздуха, остальные датчики устанавливаются в соответствии с функциональным назначением прибора.

Температура приточного воздуха при этом поддерживается по графику в зависимости от температуры наружного воздуха в системах воздушного отопления или поддерживается постоянной в системах вентиляции. Этот контур регулирования, поскольку он включает только малоинерционную часть объекта, позволяет обеспечить динамически устойчивый процесс регулирования с коротким временем выхода на ражим.

Второй контур регулирования, изменяющий заданное значение температуры приточного воздуха пропорционально отклонению температуры внутреннего воздуха, благодаря пропорциональной связи входного (температура внутреннего воздуха) и выходного (температура приточного воздуха) параметров этого контура, может обеспечить поддержание температуры внутреннего воздуха в узких пределах 0,5–1 °С в динамически устойчивом режиме. Для этого необходимо степень коррекции температуры приточного воздуха устанавливать в соответствии с реальной величиной внешних возмущающих воздействий, что облегчается возможностью устанавливать расчетную степень коррекции в зависимости от знака отклонения.

Вывод

Применение электронного регулятора Т-48 позволяет осуществлять автоматическое регулирование расхода тепла на отопление как в центральных, так и в индивидуальных тепловых пунктах, а также автоматическое регулирование нагрева воздуха в системах приточной вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом достигается значительное сокращение расхода тепловой энергии при обеспечении комфортных условий в отапливаемых и кондиционируемых помещениях.

Приятно, когда дом теплый. Неважно, какая погода за окном, крещенские морозы или промозглая осенняя слякоть, современные отопительные системы, способны создать в отдельно взятом жилище оазис тепла и уюта. Вот только комфорт, подаренный прогрессом, требует постоянного контроля. Безопасность и экономичность, важны так же как и соблюдение режима температуры. Регулятор отопления, устройство, заменяющее человека в процессе соблюдения баланса между этими составляющими и будет темой этой статьи. Начнем.

Кратко о видах отопления

Прежде, чем перейти к разговору о типах терморегуляторов, стоит кратко перечислить основные системы отопления, итак:

• Водяные . Самые популярные на сегодняшний день. Причин несколько: безопасность, простота монтажа и эксплуатации, умеренная цена.
• Паровые . Имеют весьма высокий КПД, но в силу повышенной опасности для человека при авариях, крайне редко используются в жилищном строительстве. Повышенные требования к прочности и термостойкости увеличивают стоимость системы.
• Воздушные . Основной минус – затруднена регулировка температуры. Причина – свойства воздуха как теплоносителя, не позволяют в полном объеме контролировать процесс передачи тепла.
• Электрические . Сравнительно новые, однако быстро набирающие популярность методы отопления. Неудивительно: удобный монтаж, экологичность, возможность тонкой настройки системы, перевешивают увеличение счетов за электроэнергию в особо холодные месяцы.

Теперь, когда основные методы отопления нам известны, можно переходить к детальному разбору инструмента, созданного для точного и безопасного управления режимом температуры – терморегулятору.

Типология

Из предыдущего перечня, можно сделать вывод, что наиболее популярными сегодня, являются водяные и электрические отопительные системы. Все многообразие терморегуляторов, а их принято разделять на три группы:

• механические,
• электрические,
• электронные,

за незначительными отличиями, применимо в равной степени к любой из них.

Механика

Механический терморегулятор для водяного отопления – это, как правило, обычный клапан, сконструированный с учетом необходимости ручного управления. Его место в магистрали непосредственно на входе в радиатор. Регулировка температуры производится простым поворотом термической головки. На ручку управления нанесена шкала с делениями для точной настройки теплоотдачи. Количество делений, оборудование регулятора водяного отопления кнопкой включения – выключения, другие опции у разных производителей могут иметь небольшие отличия, не влияющие на качество эксплуатации. Надежное и недорогое устройство.

Совет специалистов. При покупке, обратите внимание на марки Danfoss и Broen. Приличное качество по умеренным ценам.

Электрика и электроника

Также температура в системах водяного отопления может корректироваться с помощью электрических либо электронных регуляторов. Главное их достоинство, это возможность обходиться без присутствия человека. Вы задаете необходимые параметры один раз, вся остальная регулировка ложится на плечи процессора. Исключительно удобный вариант как для промышленных, так и бытовых отопительных систем. Действие этого типа терморегуляторов основано на дозированной подаче топлива в источник тепловой энергии в зависимости от различных факторов. Это могут быть:

• время суток;
• температура, как в помещении, так и на улице;
• влажность воздуха;
• предустановленная программа.

На рынке, встречаются модели, в которых регулировка настроек возможна по телефону!

Совет специалистов. Вода и электричество, опасное сочетание. Поэтому, необходимо обязательное заземление всех электроприборов в системе.

Регулятор электрической системы отопления выполняет те же функции, что и его аналоги в случае с водяным отоплением. То есть, координирует температурные параметры в зависимости от изменений окружающей среды или команд, поступивших в процессор. Местом установки электрического терморегулятора, может быть любой радиатор в магистральной цепи, а может, непосредственно сам источник тепла.

Особняком, стоит тема автономного отопления «теплый пол». Специальный теплопроводящая пленка или кабель, датчики и регулятор температуры, позволяют избирательно отапливать любую часть строения. Используемые здесь координирующие устройства, условно делятся на: аналоговые и цифровые.

Аналоговые: просты, надежны, дешевы. Эти плюсы, плавно перетекают в минусы. Простота конструкции приводит к тому, что регулировка имеет крайне скудный список возможностей.
Цифровые. Картина обратная. Возможность настроить отопительную систему до самых тонких нюансов, делает терморегулятор для электрического отопления весьма сложным в управлении, прихотливым и дорогим устройством.

Заключение

Единственное, что хочется добавить в конце — нюансов, хитростей, тонкостей в установке и регулировке систем предостаточно. По возможности доверяйте монтажные и профилактические работы, связанные с отоплением – профессионалам. Не стоит забывать и о безопасности.

Пусть ваш дом будет теплым!

Владельцы патента RU 2390816:

Изобретение относится к устройствам контроля и автоматического регулирования температуры и предназначено для использования в системах регулирования температуры в зданиях, отапливаемых с помощью центрального водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя. В регуляторе температуры системы отопления зданий в качестве термочувствительного элемента используется жидкостной термомеханический преобразователь (ЖТМП) с жестким корпусом, состоящий из цилиндрического полого корпуса с заглушкой и размещенным в ней сальником, через который проходит шток ЖТМП, на внутреннем конце которого имеется дисковая головка, которая служит упором для пружины ЖТМП, служащей для облегчения возвратного движения штока при уменьшении температуры термометрической жидкости, которой полностью заполнена герметичная полость ЖТМП, причем диаметр штока существенно меньше внутреннего диаметра корпуса ЖТМП, а между заглушкой ЖТМП и теплоизолирующей втулкой перегородки установлена пружина, прижимающая дно ЖТМП к регулировочному винту, установленному в торцевой стенке камеры термостатирования и служащему для установки температуры термостатирования обратной воды. Технический результат - повышение эффективности и расширение диапазона регулирования регулятора температуры воды в отопительной системе при повышении надежности регулятора и упрощении его конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам контроля и автоматического регулирования температуры и предназначено для использования в системах регулирования температуры в зданиях, отапливаемых с помощью центрального водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя.

Известны разнообразные конструкции терморегуляторов прямого действия и термостатов, служащих для регулирования температуры различных жидких и газообразных сред в технологических установках, а также в системах отопления и охлаждения . Все они состоят из регулирующего органа (клапана, регулирующего поступление жидкого теплоносителя) и термочувствительного элемента, представляющего собой термомеханический преобразователь, обеспечивающий перемещение регулирующего органа при изменении температуры, принцип действия которого основан на температурном расширении вещества, заполняющего герметичную термосистему. В качестве термочувствительного вещества могут использоваться твердые легкоплавкие вещества, легкоиспаряющиеся жидкости и жидкости с постоянным температурным коэффициентом объемного расширения в области регулируемых температур.

Известны и построенные на основе терморегуляторов прямого действия регуляторы температуры для системы отопления зданий .

В представлена система, использующая горячую воду из теплосети непосредственно для отопления здания, и поэтому регулирование температуры в отапливаемом здании осуществляется путем регулирования расхода горячей воды, забираемой из теплосети. Такие системы содержат несколько термосистем, служащих для учета колебаний температуры внутри отапливаемого помещения и наружного воздуха, термобаллоны которых размещены соответственно внутри и снаружи помещения и соединены капиллярами с сильфонами, служащими термомеханическими преобразователями, и исполнительным органом, размещенным в теплопункте отапливаемого здания. Такие системы неэкономичны (характеризуются повышенным расходом горячей воды из теплосети), сложны в монтаже и эксплуатации и малонадежны из-за большого количества исполнительных и задающих термосильфонов и соединяющих их с термобаллонами длинных капилляров. Поэтому реального применения они не получили. В описаны системы, которые работают на основе полузамкнутой циркуляции воды в отопительной системе, температура которой поддерживается постоянной за счет подмешивания к ней горячей воды из тепломагистрали. Такие системы более экономичны (расход горячей воды, забираемой из тепломагистрали, в них существенно меньше), просты по устройству и более надежны в эксплуатации. В описана наиболее простая система, содержащая три конструктивно объединенные камеры (смесительную, камеру, регулирующую поступление горячей воды из теплосети, и камеру термостатирования, в которую поступает обратная вода из отопительной системы) и один термомеханический преобразователь (герметичный, заполненный термометрической жидкостью сильфон), размещенный в камере термостатирования. Эта система поддерживает постоянство температуры обратной воды в отопительной системе. В описана подобная система, поддерживающая постоянство температуры поступающей в отопительную систему воды. Конструктивно она отличается от предыдущей тем, что вместо трех камер используется две, а термометрический сильфон расположен в камере смешения (т.е. камера смешения и камера термостатирования совмещены), а также наличием дополнительного манометрического сильфонного преобразователя, реагирующего на перепад давлений в теплосети и обратной магистрали. Оба сильфона (термометрический и манометрический) жестко соединены штоками с одним и тем же исполнительным органом (дроссельной иглой, регулирующей поступление горячей воды из теплосети). Манометрический преобразователь предназначен для учета колебаний давлений в магистрали теплосети и обратной магистрали. Однако при жестком соединении обоих сильфонов они будут нарушать нормальную работу друг друга. Поскольку полость термометрического сильфона герметизирована, а жидкость, заполняющая ее, практически несжимаема, то под действием значительных противоположных сил со стороны манометрического сильфона вместо соответствующих смещений регулирующего органа получим деформацию боковой поверхности термометрического сильфона и при значительных усилиях со стороны манометрического сильфона и его разрушение. Кроме того, если целевой функцией регулирования является поддержание постоянства температуры поступающей в отопительную систему воды, то вполне достаточно одного термометрического преобразователя, который будет отрабатывать ее изменения (с определенной статической ошибкой), вызванные любыми возмущающими факторами, включая не только изменения теплоотдачи в отопительной системе, вызываемые изменениями температуры и ветровой нагрузки наружного воздуха, но и колебания температуры горячей воды в теплосети и колебания давления в ней. Кроме того, стабилизация температуры воды, поступающей в отопительную систему, менее эффективна с точки зрения поддержания комфортной температуры в отапливаемом помещении, чем стабилизация температуры обратной воды (при стабилизации температуры поступающей в отопительную систему воды при повышении теплоотдачи в отопительной системе вследствие холодной погоды будет уменьшаться температура обратной воды, и эти дополнительные потери тепла не будут компенсироваться увеличением температуры воды, поступающей в отопительную систему, т.е. температура воздуха в отапливаемом помещении будет неизбежно понижаться, а при стабилизации температуры обратной воды дополнительная теплоотдача будет обеспечиваться за счет повышения начальной температуры воды, что позволит поддерживать постоянство температуры воздуха в отапливаемых помещениях). Поэтому в качестве прототипа выберем систему, описанную в .

Однако и описанная в система имеет ряд существенных недостатков. Главные из них связаны с низкой чувствительностью и недостаточной надежностью термосильфона как термомеханического преобразователя. В самом деле, относительная чувствительность термосильфонного преобразователя при отсутствии в термосистеме соединенного с ним капилляром термобаллона равна по величине температурному коэффициенту объемного расширения заполняющей его термометрической жидкости, которая практически для всех используемых на практике термометрических жидкостей близка к 0,001/°C (0,1%/°C). Это означает, что для получения абсолютной чувствительности хотя бы в 1 мм/°C начальная длина термосильфона должна составлять один метр. Термосильфон такой длины практически невозможно изготовить, поскольку для обеспечения устойчивости к продольному изгибу его начальная длина не должна превышать его диаметр более чем в два раза. Кроме того, сильфоны не могут развивать больших усилий, т.к. это чревато необратимой деформацией гофров, а также обладают низкой надежностью из-за потери герметичности, которая может произойти, во-первых, из-за силовой перегрузки (при превышении противодействующего усилия против расчетного), во-вторых, из-за появления усталостных трещин в гофрах при циклической работе сильфона.

Вторым недостатком прототипа (косвенно связанным с первым) является узкий диапазон и недостаточная эффективность регулирования. При приемлемых размерах термосильфона (изготовить сильфон с начальной длиной свыше 200-250 мм при обеспечении высокой надежности его работы весьма сложно) его абсолютная чувствительность не превысит 0,2-0,25 мм/°C. В этом случае для обеспечения максимального перемещения регулирующего органа (дроссельной иглы) хотя бы на 5 мм (при меньшем перемещении диапазон регулирования будет еще уже) понадобится перепад температур в термостатируемой камере (статическая ошибка регулирования) 20-25°C. Это составляет почти половину всего допустимого диапазона температуры воды в отопительной системе (который составляет 70-120°C). Следовательно, эффективность регулирования будет весьма низкой. Кроме того, диапазон перемещения регулирующего органа (а значит, и дна термосильфона) с одной стороны жестко ограничен полным запиранием клапана. Если при этом температура обратной воды окажется слишком высокой (в силу малой теплоотдачи при теплой погоде), то жидкость в термосильфоне будет продолжать расширяться и может разрушить термосильфон). Чтобы этого не произошло, ручным винтовым регулятором, задающим начальное положение термосильфона (а значит, и дроссельной иглы), необходимо устанавливать его с некоторым запасом, чтобы дроссельная игла даже при максимальной температуре в камере термостатирования не могла дойти до упора в сопло, что еще более сужает эффективность регулирования.

Все эти недостатки приводят к низкой эффективности регулирования температуры воды в отопительной системе. Кроме того, как уже было сказано выше, термосильфон характеризуется весьма низкой надежностью (при увеличении противодействующего усилия против расчетного, что может быть вызвано различными причинами, например увеличением трения в сальнике или уже рассмотренным выше полным запиранием сопла дроссельной иглой, герметичность сильфона будет нарушена или его боковые стенки будут необратимо деформированы и регулятор перестанет работать). Но даже при нормальном функционировании гофры термосильфона подвергаются интенсивным усталостным нагрузкам, что резко сокращает срок службы сильфонов из-за потери герметичности.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются повышение эффективности и расширение диапазона регулирования регулятора температуры воды в отопительной системе при повышении надежности регулятора и упрощении его конструкции.

Данные задачи решаются за счет использования в качестве термочувствительного элемента высокочувствительного жидкостного термомеханического преобразователя (ЖТМП) жесткой конструкции. ЖТМП жесткой конструкции состоит из герметичного цилиндрического корпуса, заполненного термочувствительной жидкостью, в которую погружен шток существенно меньшего диаметра, чем внутренний диаметр цилиндрического корпуса, чем определяется чувствительность ЖТМП, пропорциональная отношению квадратов внутреннего диаметра цилиндрического корпуса и диаметра штока. Причем шток проходит сквозь торцевую стенку цилиндра через герметизирующий сальник и механически связан с регулирующим органом. Для преодоления силы трения в сальнике при обратном ходе штока при понижении температуры термочувствительной жидкости - конец штока, остающийся в полости ЖТМП, снабжен головкой в виде диска, в которую упирается возвратная пружина, создающая избыточное давление жидкости в цилиндре (усилие этой пружины добавляется к возвратной силе давления окружающей среды, действующего на шток). Как будет показано ниже, такая конструкция термомеханического преобразователя имеет чувствительность в (D в /d) 2 раз выше, чем традиционная для жидкостных преобразователей сильфонная конструкция (здесь D в - внутренний диаметр цилиндра, d - диаметр штока). Поэтому подбором этих диаметров можно получить любую желаемую чувствительность. А большой ход штока позволяет повысить эффективность регулирования температуры при небольших размерах терморегулятора, улучшить надежность его работы и упростить его конструкцию и настройку.

Устройство регулятора температуры системы отопления зданий показано на фиг.1. Регулятор состоит из цилиндрического корпуса 1, смесительной камеры 2 с выходным патрубком 3 для подсоединения к отопительной системе здания, размещенным в торцевой части камеры, и входным патрубком 4 для подсоединения через соединительную трубу 5 к камере термостатирования 15, заполняемой обратной водой из отопительной системы. Смесительная камера 2 отделяется от промежуточной камеры 7, куда через патрубок 8 поступает горячая вода из теплосети, соплом 6, вдоль оси которого с возможностью продольного перемещения размещен регулирующий орган в виде дроссельной иглы 9. Дроссельная игла 9 с возможностью продольного перемещения насажена на наконечник 10 штока 11 жидкостного термомеханического преобразователя (ЖТМП), размещенного в камере термостатирования 15. Дроссельная игла 9 подпружинена предохранительной пружиной 13, упирающейся в наконечник 10 штока 11, и закрепляется с помощью фиксирующей конической насадки 14 с загибаемыми ушками, надеваемой на дроссельную иглу 9.

Промежуточная камера 7 отделяется от камеры термостатирования 15 перегородкой 16 с укрепленной на ней термоизолирующей втулкой 17. Перегородка 16 с термоизолирующей втулкой 17 имеют сквозное отверстие с сальником 18 перегородки, через который с возможностью продольного перемещения проходит шток 11 ЖТМП. ЖТМП состоит из цилиндрического полого корпуса 19 с заглушкой ЖТМП 20 и размещенным в ней сальником 21 ЖТМП, через который с возможностью продольного перемещения проходит шток 11 ЖТМП. Корпус 19 ЖТМП с заглушкой ЖТМП 20 образуют герметичную полость, полностью заполненную термометрической жидкостью 25. Конец штока 11 ЖТМП, находящийся в его полости, снабжен дисковой головкой 23, в которую упирается пружина 24 ЖТМП, служащая для создания начального избыточного давления термометрической жидкости в полости ЖТМП и облегчения обратного хода штока 11 ЖТМП при понижении температуры термометрической жидкости, если наружного давления окружающей среды на шток окажется недостаточно для преодоления силы трения в сальниках при обратном движении штока. Герметичность соединения заглушки 20 с корпусом 19 ЖТМП обеспечивается уплотнительным кольцом 22. Камера термостатирования 15 имеет один входной патрубок 26 для подключения к обратной магистрали отопительной системы и выходной патрубок 28 для подсоединения через соединительную трубу 5 к смесительной камере 2. Зазор между наружной боковой поверхностью корпуса 19 ЖТМП и внутренней боковой поверхностью корпуса 29 камеры термостатирования 7 должен быть достаточным для интенсивного обтекания корпуса 19 ЖТМП обратной водой, поступающей из входного патрубка 26 и выходящей через выходной патрубок 28. С этой же целью эти патрубки расположены со смещением по длине камеры термостатирования 15 на противоположных сторонах ее боковой поверхности. Начальное положение ЖТМП в камере термостатирования 15 фиксируется регулировочным винтом 30, упирающимся в дно корпуса 19 ЖТМП, и возвратной пружиной 27, упирающейся с противоположной стороны в заглушку ЖТМП 20. Для предотвращения просачивания воды из камеры термостатирования 15 через резьбу регулировочного винта его гладкая часть проходит через сальник 31 регулировочного винта. Для удобства регулирования начального положения ЖТМП в камере термостатирования 15 (от чего зависит температура термостатирования) регулировочный винт снабжен барашком 32 с указателем и отсчетной шкалой (на фиг.1 не показаны), проградуированной в температуре термостатирования (или в относительных единицах).

В качестве термометрической жидкости для заполнения полости ЖТМП целесообразно использовать кремнийорганические жидкости (полиметилсилоксановые, марки ПМС), имеющие примерно одинаковый температурный коэффициент объемного расширения (около 0,001/°C) в температурном диапазоне от минус 60°C до +300°C.

Регулятор температуры системы отопления зданий работает следующим образом.

До пуска отопительной системы и она сама, и регулятор температуры не заполнены водой и имеют температуру окружающего воздуха. При этом термометрическая жидкость в полости ЖТМП занимает минимальный объем, что соответствует минимальному выдвижению штока. При этом дроссельная игла 9 находится в крайнем правом положении, что соответствует полностью открытому отверстию сопла 6, соединяющего смесительную камеру 2 с промежуточной камерой 7, заполненной горячей водой из теплосети. При пуске отопительной системы она полностью заполняется водой из теплосети. В холодной отопительной системе она интенсивно охлаждается и поступает в камеру 15 термостатирования. Тем не менее, ее температура гораздо выше первоначальной температуры окружающего воздуха, и ЖТМП начинает нагреваться. Заполняющая его термометрическая жидкость 25 расширяется, что приводит к выдвижению штока 11 ЖТМП и соответствующему перемещению дроссельной иглы 9. При этом поступление горячей воды из промежуточной камеры 7 в смесительную камеру 2 уменьшается, но скорость струи, проходящей через сопло, растет, и за соплом и с его наружной стороны образуется разрежение (падение давления), благодаря чему начинает подсасываться обратная вода из входного патрубка 4 смесительной камеры 2. Чем уже становится зазор между дроссельной иглой 9 и соплом 6, тем больше подсасывается обратной воды в смесительную камеру и тем меньше будет поступать прямой воды через сопло 6. Тем самым регулируется температура воды, поступающей через выходной патрубок 3 смесительной камеры 2 в отопительную систему здания. Этот процесс продолжается пока температура обратной воды не достигнет равновесного состояния, при котором количество тепла, забираемое из теплосети, сравняется с количеством тепла, отдаваемым отопительной системой здания. При понижении температуры наружного воздуха или усилении ветровой нагрузки температура воздуха в отапливаемых помещениях начнет снижаться, теплоотдача в отопительной системе увеличится, и, соответственно, начнет снижаться температура обратной воды, что приведет к соответствующему уменьшению температуры термометрической жидкости в ЖТМП, ее объем уменьшится, и шток 11 ЖТМП начнет втягиваться, перемещая дроссельную иглу 9 вправо. При этом зазор между ней и соплом увеличится, и поступление горячей воды из теплосети в смесительную камеру 2 также увеличится, что приведет к повышению температуры воды, поступающей в отопительную систему, и, тем самым, увеличение теплоотдачи в отопительной системе будет компенсироваться повышением температуры воды, поступающей в отопительную систему. Таким образом, температура обратной воды стабилизируется со статической ошибкой, зависящей от чувствительности ЖТМП. Можно обеспечить практически любое желаемое значение чувствительности ЖТМП путем подбора соответствующего отношения внутреннего диаметра D в корпуса 19 ЖТМП и диаметра d штока 11 ЖТМП. В самом деле, пусть при какой-то начальной температуре T н шток окажется вдвинутым в корпус ЖТМП на величину l 0

где V н - начальный объем жидкости при температуре Т н;

β ж - температурный коэффициент объемного расширения жидкости;

α - температурный коэффициент линейного расширения материала корпуса (температурным изменением диаметра штока будем пренебрегать ввиду малости диаметра штока d по сравнению с диаметром корпуса D в).

Очевидно, при этом шток будет выдвинут из цилиндра на такую величину Δx, чтобы освободить объем, равный ΔV

Подставляя (3) в (2), получим

Принимая во всем температурном интервале ΔT величины β ж и α постоянными, окончательно получим чувствительность такого преобразователя равной

Учитывая, что α не менее чем в 50 раз меньше β ж, увеличением объема корпуса за счет его теплового расширения можно пренебречь (или внести поправку в значение β ж *={β ж -3α). Тогда выражение (11) упростится

Для традиционной сильфонной конструкции жидкостного преобразователя чувствительность определяется выражением:

где l 0 - начальная длина сильфона при T=T н.

Сравнивая эти выражения, можно видеть, что в предлагаемой конструкции преобразователя чувствительность возросла примерно в раз. А поскольку на величину диаметра штока d никаких ограничений (кроме механической прочности) не накладывается, то легко получить любое желаемое значение чувствительности и любые желаемые перемещения штока. Пусть, например, полный диапазон перемещения дроссельной иглы 9, а значит, и штока 11, составляет 20 мм. Зададимся максимальной статической ошибкой термостатирования обратной воды в 5°C. Это означает, что шток должен выдвинуться на 20 мм при увеличении температуры обратной воды всего на 5°C. Следовательно, чувствительность ЖТМП должна составлять 4 мм/°C. В то же время максимальный допустимый диапазон температуры обратной воды в теплосети равен 50°C (от +70 до +120°C). В этом диапазоне необходимо обеспечить свободный ход штока (без упора в дно или заглушку ЖТМП). При температуре окружающей среды меньше +70°C внутренний конец штока упрется в дно ЖТМП, и при дальнейшем охлаждении термометрической жидкости в полости ЖТМП будут образовываться вакуумные пузырьки, что не нарушит нормальную работу регулятора. Но при сборке ЖТМП термометрическую жидкость необходимо будет нагревать до +70°C, чтобы обеспечить полное заполнение полости ЖТМП именно при +70°C. Следовательно, весь ход штока ЖТМП L должен составлять не менее 4×50=200 мм. Соответственно длина полости ЖТМП должна быть несколько больше (с учетом толщин дисковой головки на внутреннем конце штока и длины возвратной пружины в сжатом состоянии). Примем ее равной 250 мм. Тогда общая длина штока должна составлять около 350 мм. При такой длине для обеспечения изгибной устойчивости примем его диаметр d=8 мм. Начальное положение штока в полости ЖТМП в рабочем состоянии l 0 примем равным 200 мм. Подставляя эти значения в формулу (6), получим внутренний диаметр корпуса ЖТМП, обеспечивающий заданную чувствительность D в =32,79 мм. Округлим его до 33 мм. Наружный диаметр его составит примерно 38 мм. Технологически изготовить ЖТМП с такими параметрами не представляет никаких затруднений. Длина камеры термостатирования будет ненамного превосходить длину ЖТМП (для данного примера вполне достаточна длина этой камеры в 350 мм), и примерно такой же будет суммарная длина промежуточной и смесительной камер. Таким образом, общую длину регулятора температуры можно оценить 700-800 мм, а его диаметр будет определяться диаметром магистральных труб отопительной системы, которому должны соответствовать диаметры входного 8 и выходного 3 патрубков регулятора температуры. Он должен, по крайней мере, в 1,5 раза превосходить диаметр патрубков и не менее чем в 1,5 раза наружный диаметр ЖТМП. Если принять диаметр труб отопительной системы равным 100 мм, то диаметр корпуса регулятора температуры можно оценить в 200 мм. В любом случае его размеры получаются вполне приемлемыми, а его изготовление, монтаж и эксплуатация не представляют никаких затруднений.

Чтобы исключить возможность разрушения ЖТМП или повреждения сопла при превышении температурой обратной воды максимально допустимого значения +120°C (максимальная температура прямой воды в теплосети может достигать +150°C), дроссельная игла 9 подпружинена предохранительной пружиной 13, жесткость которой должна превышать жесткость возвратной пружины 27 и пружины ЖТМП 24.

Здесь, как и в прототипе, не показано соединение с обратной трубой теплосети для сброса в нее избыточной обратной воды из отопительной системы (сбрасываться должно ровно столько воды, сколько потребляется из прямой трубы теплосети), поскольку эти устройства не входят в регулятор температуры.

В данном регуляторе температуры отсутствуют такие ненадежные узлы, как сильфоны, мембраны, узкие каналы, которые могли бы забиваться содержащимися в отопительной воде взвесями и отложениями растворенных в ней солей. Поэтому надежность его будет существенно выше, чем у прототипа и аналогов (и во много раз выше, чем у дорогих и сложных в эксплуатации электронных регуляторов температуры).

Таким образом, все поставленные технические задачи решены.

Литература

1. Клапан терморегулирующий типа ТРК. Приборы и средства автоматизации. Каталог. 1.1. Приборы для измерения и регулирования температуры. Часть 2. М.: Информприбор, 2001. С.26.

2. Регулятор температуры типа РТП-М. Приборы и средства автоматизации. Каталог. 1.1. Приборы для измерения и регулирования температуры. Часть 2. М.: Информприбор, 2001. С.26-27.

3. Регулятор температуры. SU 1140102 / Л.Ф.Куклик, В.Д.Курбан, С.П.Петров. Опубл. Бюл. № 6, 1985.

4. Устройство для регулирования температуры. SU 1509843 / В.Д.Курбан. Опубл. Бюл. № 35, 1989.

5. Регулятор температуры системы теплоснабжения зданий. SU 1446610 / В.Ф.Лысенко. Опубл. Бюл. № 47, 1988.

6. Регулятор температуры системы теплоснабжения зданий. SU 1441366 / Е.И.Тарасов. Опубл. Бюл. № 44, 1988.

1. Регулятор температуры системы отопления зданий, содержащий смесительную камеру с двумя патрубками для подключения к отопительной системе и к соединительной трубе, соединяющей смесительную камеру с камерой термостатирования, промежуточную камеру с соплом и входным патрубком для подсоединения к прямой трубе теплосети, камеру термостатирования с входным патрубком для подсоединения к обратной трубе отопительной системы и выходным патрубком для подсоединения к соединительной трубе и регулировочным винтом, задающим температуру термостатирования, с размещенным внутри этой камеры жидкостным термомеханическим преобразователем (ЖТМП), шток которого соединен с дроссельной иглой, отличающийся тем, что в качестве ЖТМП используется преобразователь с жестким корпусом, состоящий из цилиндрического полого корпуса с заглушкой и размещенным в ней сальником, через который проходит шток ЖТМП, внутренний конец которого имеет дисковую головку, которая служит упором для пружины ЖТМП, а к наружному концу жестко крепится наконечник штока, на который с возможностью продольного перемещения насажена дроссельная игла, подпружиненная предохранительной пружиной, причем диаметр штока существенно меньше внутреннего диаметра корпуса ЖТМП, и вся полость ЖТМП заполнена термочувствительной жидкостью, а между заглушкой ЖТМП и теплоизолирующей втулкой установлена возвратная пружина, прижимающая дно ЖТМП к регулировочному винту, установленному в торцевой стенке камеры термостатирования.

Здраствуйте, уважаемые читатели! В предыдущей статье я писал про открытую и закрытую систему горячего водоснабжения. Пока не будем касаться закрытой системы ГВС, а поговорим про систему обеспечения горячей водой через открытый водоразбор. Такое обеспечение горячей водой довольно широко распространено в нашей стране.Чем характерна такая система? Давайте рассмотрим это на схеме ИТП (индивидуального теплового пункта).

Схема эта характерна тем, что разбор воды на горячее водоснабжение ведется непосредственно из теплосети, а именно из подающего и обратного трубопроводов до элеватора. Вот как раз в регуляторе температуры ГВС и смешиваются эти две линии. Функция регулятора состоит в том, чтобы при смешивании двух потоков с подачи и обратки выдавать горячую воду с нужной температурой потребителю, а именно 60 °С. В советское время в теплоузлах с открытой системой ГВС устанавливались так называемые регуляторы ГВС прямого действия.

На фото показан примерно такой, разница только в том, что он посовременнее, не советского времени. На фото регулятор РТ-ТС, то есть регулятор температуры горячей воды прямого действия. Конструкция разных типов этих регуляторов температуры незначительно отличается, но принцип действия у всех регуляторов неизменный.

Принцип этот основывается на возможности термочувствительного элемента открывать или перекрывать поток воды в зависимости от изменения температуры воды. В таком регуляторе находится термобаллон с веществом с большим коэффициентом объемного расширения – это может быть парафин, бензол и т.п. материалы.Термобаллон обычно выполнен в форме сильфона. При повышении температуры ГВС вещесто в термобалоне начинает расширяться и давит на клапан, который соединен с теромобалоном. Этот клапан имеет возможность приоткрывать и закрывать поток горячей воды, идущей непосредственно к потребителю.

Как говорится, все гениальное – просто. И все бы было ничего и даже здорово, но регуляторы эти практически повсеместно не работают. То есть может, быть они когда то и работали, или не настраивали их в свое время соответствующим образом, но я чаще вижу их неработающими. То есть в качестве декорации – когда сдают теплоузел энергоснабжающей организации перед началом отопительного сезона – вроде есть РТ, все согласно «Правилам технической эксплуатации тепловых энергоустановок». А на самом деле не работает он с бородатого 198... года.

К чему все это приводит на практике? А приводит это как раз к тому,что в смесителях из крана горячего воды шпарит кипяток. То есть, при неработающем регуляторе вода из подачи естественно передавливает воду с обратки, так как давление больше, и идет в смесители с той температурой, какая должна быть по температурному графику. Понятно, что зимой при 150-70 °С температура в подаче зачастую больше 100-120 °С. А это уже кипяток, ведь вода в трубах не вскипает только потому,что она под давлением. Но как только открывается кран – все, кипяток. То есть,по факту получается, что в кране горячей воды температура больше, чем в радиаторе отопления, так в систему отопления вода поступает после смешения в элеваторе, и при самых сильных морозах не превышает 95 или 105 °С, в зависимости от температурного графика.

Какой же есть выход из этой ситуации. Первый самый радикальный и правильный – замена регулятора температуры ГВС в ИТП (теплоузле) на современный РТ.Благо сейчас выбор большой хороших РТ и зарубежных и отечественных. Есть и второй выход. Дело в том, что вода в регулятор поступает, как мы помним, не только с подачи, но и с обратки. При низких температурах наружного воздуха, температура в обратке колеблется в пределах от 60 до 70 °С, то есть вполне приемлимо. В этом случае нужно просто прекрыть задвижку на подающем трубопроде на ГВС, все просто. Но учитывая нашу росийскую действительность, всеобщий пофигизм, редко когда это делается.

Есть и еще один отрицательный момент при таком неработающем регуляторе температуры ГВС. Дело в том, что устанавливают в основном по техническим характеристиками до 90 °С, соответственно на такие параметры и выдают технические условия на установку приборов учета в управляющих компаниях. Строго говоря, это правильно, так по СНиП температура ГВС не должна быть выше 75 °С. Однако делаем поправку на нашу российские реалии, на ситуацию, которую я описал выше и получаем что в счетчик ГВС порой вода идет с температурой 110-125 °С.

Естественно, счетчик на такие параметры не рассчитан и «сваривается», то есть начинает течь, запотевает стекло и прочие неприятности. Или даже если счетчик выдерживает такое насилие над собой, срок службы его по времени сокращается раза в два. Есть однако, выход и из этой ситуации. Водомеры тахометрические или механические (то есть те какие и ставят на линию ГВС) есть и до 150 °С. Такой счетчик точно выдержит у вас любые температуры. Правда, и стоит он примерно в 4-4,5 раза дороже, чем счетчик до 90 °С. И техническим условиям на установку приборов учета это тоже не соответствует (но это уже мелочи).

Вообщем самый правильный путь – повсеместная модернизация индивидуальных тепловых пунктов (теплоузлов), то есть не только замена РТ, а вообще автоматизация и полная модернизация. Нельзя сказать, что ничего не делается в этом направлении. Кое что, конечно, делается. Однако далеко еще не везде, так как понятное дело, требует больших капиталовложений.

Буду рад комментариям к статье.