Мал. 1. Вузол регулювання зі звичайним регулюючим клапаном
Табл. 1. Комплектація вузла регулювання (до рис. 1)
Автоматичний комбінований балансування клапан Danfoss AB-QM
Мал. 2. Вузол регулювання з комбінованим балансувальним клапаном AB-QM
Табл. 2. Комплектація вузла регулювання (до рис. 2)
Поетапне введення споживачів (1 - комбінований клапан AB-QM; 2 - кульовий запірний полнопроходной кран)
Мал. 4. Кількість клапанів в системі
Особливо актуальна ця проблема для великих сучасних офісних, готельних і житлових комплексів з великим числом автономних споживачів, кожному з яких потрібно надати можливість самостійного управління температурою в приміщеннях, забезпечивши при цьому стабільну роботу системи в масштабах всієї будівлі. Найбільш ефективним способом вирішення такого завдання є використання універсальних автоматичних балансувальних клапанів.
Проблема балансування опалювальних систем будівель, особливо житлових багатоквартирних, фахівцям російського ЖКГ добре знайома. З її рішенням безпосередньо пов'язані показники комфортності житла і ефективності використання теплової енергії. У наші дні, коли регульоване споживання тепла стало для комунальної галузі стандартом за замовчуванням, а витрати в системах опалення - змінними, балансування системи, наприклад, за допомогою шайб, вже неможлива в принципі. Отримати ефективний і постійний в часі результат дозволяють тільки автоматичні балансувальні клапани.
З іншого боку, все частіше виникає потреба в комплексному вирішенні питань холодопостачання. Стався за останні роки кліматичний зрушення, а також зросла небезпека таких природних катаклізмів, як лісові пожежі, перевели питання організації кондиціонування житлових і офісних приміщень в розряд системних практично на всій території Росії, включаючи ті регіони, де в недалекому минулому спокійно обходилися взагалі без кондиціонерів.
До сих пір проблема вирішувалася в основному за рахунок використання побутових спліт-систем, самостійно встановлюваних власниками приміщень. Це призвело до лавиноподібного зростання попиту на ринку кондиціонерів. У 2011 році, згідно з результатами дослідження Discovery Research Group, їх продажу в Росії склали 3,97 млн шт., Що призвело до дефіциту: влітку 2011 року в великих російських містах купити спліт-систему було практично неможливо. У 2012 році ринок наситився і продажі скоротилися приблизно на 30%, склавши 2,82 млн кондиціонерів. Однак в цілому попит залишається високим, і, за прогнозами аналітиків, в найближчі роки Росія залишатиметься найбільшим споживачем побутових спліт-систем.
Дана тенденція загрожує дуже серйозними наслідками для вітчизняного ЖКГ. Повальне оснащення квартир і офісів побутовими кондиціонерами нерідко стає причиною перевантажень в електричних мережах будівель. Споживачі несуть значні витрати, оплачуючи величезні рахунки за електроенергію. Не менш актуальна проблема масових порушень при монтажі спліт-систем, особливо зовнішніх блоків. У деяких містах, наприклад, в Санкт-Петербурзі, питання є взагалі практично нерозв'язним, оскільки розміщувати додаткове обладнання на фасадах будівель в історичних районах заборонено на законодавчому рівні. У підсумку, в літню спеку частішають випадки загострення серцево-судинних захворювань, офіси не можуть нормально функціонувати, а нерухомість падає в ціні.
Рішенням проблеми є впровадження технологій централізованого холодопостачання при будівництві нових та реконструкції існуючих будівель. При цьому для сектора житлової, офісної та готельної нерухомості оптимальним варіантом є системи комбінованого теплоі холодопостачання з використанням в якості кінцевих пристроїв двох чотиритрубних фанкойлів (в залежності від проекту та бюджету будівництва). У цьому випадку проблема балансування стає ще ширше - тепер її потрібно вирішувати як для опалювального контуру будівлі, так і для контуру холодопостачання (у випадку з двотрубними фанкойлами вони об'єднані).
універсальне рішення
Існують різні способи гідравлічного балансування системи теплоі холодопостачання з фанкойлами. При використанні для управління температурою в приміщенні регулюючих пристроїв (Двоходові регулюючих клапанів, термостатичних регуляторів прямої дії) в обв'язки вентиляторного доводчика встановлюється до трьох ручних балансувальних клапанів (рис. 1). Можливий також варіант з використанням регуляторів перепаду тиску прямої дії, встановлюються на гілці (стояку) системи.
Ці рішення мають ряд недоліків. Перший і найбільш очевидний - трудомісткість гідравлічного розрахунку системи, за допомогою якого визначаються діаметри і настройки балансування і регулюючої арматури. Наприклад, при використанні в вузлах управління системи Двоходові регулюючих клапанів потрібно підібрати два елементи системи - власне, сам регулює клапан і балансування клапан. Для цього завжди потрібно два параметри - це величина витрат теплоносія і перепаду тиску на відповідному елементі. Потрібно враховувати перепад тиску на теплообмінному пристрої, дотримуючись авторитет регулюючого клапана по відношенню до нього, а також визначити вплив інших споживачів в системі при підборі настройки балансування клапана. Якщо мова йде, наприклад, про офісній будівлі, то при його здачі, в тому випадку, коли до орендарів робиться випуск і встановлюється річний балансування клапан, налагодження системи без підключення кінцевих споживачів буде невірною. В результаті переналагодження потрібно при підключенні кожного нового споживача.
Інша ситуація складається при використанні автоматичних балансувальних клапанів. «Комбінований балансування клапан АВ-QM поєднує в собі одночасно два найважливіший елемент гідравлічної системи - регулюючий клапан і автоматичний балансувальний клапан», - пояснює Олександр Дубняков, керівник напряму «Балансувальні клапани» компанії « Данфосс », Провідного світового виробника енергозберігаючого обладнання. Тому, за словами фахівця, при використанні такого рішення потрібно підібрати тільки один елемент, для чого достатньо знати тільки витрата (рис. 2).
Якщо в процесі проектування доводиться міняти розводку систем внаслідок зміни архітектури будівлі або змінювати навантаження внаслідок перегляду призначення приміщень, то необхідно провести новий гідравлічний розрахунок для визначення параметрів балансувальних клапанів. Застосування AB-QM істотно спрощує цей процес, оскільки потрібно знати тільки витрата. Основна умова в даному випадку - це дотримання мінімального перепаду тисків для відповідного номіналу клапанів. Різноманіття приводів (аналогові, імпульсні, термоелектричні), що застосовуються з клапаном AB-QM, дозволяє інтегрувати його в будь-які схеми автоматизації, забезпечуючи навіть на малих витратах високу якість регулювання при динамічному режимі роботи системи.
Використання автоматичних балансувальних клапанів дозволяє будувати системи регулювання різної складності. Наприклад, це можуть бути прості системи, в яких управління витратою здійснюється безпосередньо з кімнатного термостата (контролера), встановленого в тому ж приміщенні, де розташовується і фанкойл. Подібний варіант може використовуватися і в житлових будинках. Інша можлива реалізація - це система з централізованої диспетчеризацией, де контроль і управління температурою повітря здійснюються оператором або автоматикою. Це доцільно, наприклад, при необхідності регулювання температури повітря в нежитлових приміщеннях з періодичним перебуванням людей. Таке рішення дає можливість мінімізувати енергоспоживання будівлі в годинник відсутності людей в приміщеннях, при цьому дозволяє підтримувати комфортний температурний режим в робочі години.
Нарешті, можливо поєднання, при якому регулювати температуру можна безпосередньо в приміщенні, але при цьому диспетчер може централізовано контролювати роботу всіх вузлів системи і при необхідності коректувати її. Реалізувати цю схему дозволяє використання приводів з керуючим сигналом. Даний варіант може бути затребуваний в готельних або офісних комплексах.
ефективність
Розглянемо основні переваги систем теплоі холодопостачання з автоматичною балансуванням. Якщо говорити про експлуатацію, то тут застосування клапанів AB-QM дозволяє істотно знизити витрати на електроенергію, яка споживається насосами в системах зі змінною витратою. За кордоном, де практика використання кліматичних систем з фанкойлами вже давно стала повсюдною, цей фактор є одним з визначальних при проектуванні інженерних систем будівель.
«Як показала практика, застосування автоматичних балансувальних клапанів Danfoss дозволяє досягти значної економії витрачаються будівлею енергоресурсів, - ділиться досвідом Едвард Квей (Edward Quay), головний інженер компанії ACR Engineering (США, Сінгапур). - Наприклад, завдяки установці клапанів AB-QM в будівлях великого торгового центру вдалося на 14-15 відсотків скоротити споживання електроенергії насосами системи ».
Втім, зазначена економія - далеко не межа. Практика показує, що в деяких випадках економія споживаної насосами електроенергії може перевищувати 30%. При цьому використання AB-QM дає 20% запасу по витраті теплоносія на випадок помилки проектування або зміни необхідного навантаження в ході експлуатації системи: при необхідності можлива реальна настройка клапана на 120%.
Як вже було сказано вище, клапан AB-QM стане оптимальним рішенням при поетапному введенні будинку в експлуатацію або при підключенні нових орендарів, оскільки його настройка при цьому не змінюється, на відміну від ручних балансувальних клапанів, які потребують переналагодження при підключенні кожного нового споживача (рис. 3). При використанні на кінцевих споживачах клапанів AB-QM немає необхідності в додаткових балансувальних клапанах на гілках (стояках) системи (рис. 4). Нарешті, автоматичне балансування дозволяє проводити ремонтні роботи без змін в функціонуючої частини системи.
Описані вище переваги не тільки спрощують експлуатацію системи, але і дозволяють скоротити капітальні витрати, оскільки в разі застосування AB-QM один пристрій замінює кілька - автоматичний обмежувач витрати, регулюючий клапан, запірний вентиль. Менше місця і часу вимагає монтаж, простіше і швидше встановити обладнання. Простота настройки клапанів AB-QM (що вимагає близько однієї хвилини) дозволяє істотно скоротити час налагодження системи і її введення в експлуатацію.
«При проведенні порівняльного розрахунку вартості балансування і регулювання систем опалення та холодопостачання фанкойлами для реконструйованої будівлі готелю" Москва "з'ясувалося, що схема з використанням автоматичних балансувальних клапанів AB-QM виявляється дешевше на 27 відсотків», - додає Олександр Дубняков.
Без сумніву, використання автоматичних балансувальних клапанів - одне з найбільш прогресивних рішень в області проектування сучасних систем теплоі холодопостачання. У Росії, де системи централізованого управління мікрокліматом в будівлях лише починають знаходити широке застосування, ця технологія буде особливо затребувана по всій країні.