КОЛЛЕКТОР С ИНТЕГРИРОВАННЫМ СМЕСИТЕЛЬНЫМ УЗЛОМ

Коллектор с интегрированным смесительным узлом относится к устройствам для изменения теплопередачи.
Известны коллекторы для теплообменных и теплопередающих устройств, например, коллектор (присоединительная гребенка) фирмы OVENTROP, Германия (1). Однако, подобные коллекторы недостаточно экономичны и компактны.
Задачей решения является разработка многофункционального, унифицированного и моноблочного коллектора, а техническим результатом - оптимизация управления, распределения, циркуляции, смешения, индикации и контроля теплоносителя (рабочей жидкости).
Для этого предложен коллектор с интегрированным смесительным узлом, состоящий из подающей и возвратной частей, включающих подающий и обратный трубопровод, микрометрические клапаны, балансировочные клапаны, клапаны заполнения и слива, ручные клапаны сброса воздуха, стыковочные соединительные элементы и термометры, характеризующийся тем, что он снабжен встроенным смесительным узлом, включающим дополнительный ручной клапан сброса воздуха, циркуляционный насос, байпасную линию с балансировочным клапаном, подводящий двухходовой клапан, а также отводящий балансировочный клапан и балансировочный клапан для настройки расхода теплоносителя в подающем и возвратном трубопроводах.
Коллектор с интегрированным смесительным узлом характеризуется тем, что на двухходовом клапане установлена термостатическая головка или электромеханический привод.
Коллектор с интегрированным смесительным узлом характеризуется тем, что микрометрические клапаны могут быть снабжены электромеханическими приводами.
Коллектор с интегрированным смесительным узлом характеризуется также тем, что балансировочные клапаны могут иметь расходомеры.
Решение иллюстрируется чертежами, на которых фиг.1 - принципиальная схема коллектора с интегрированным смесительным узлом, фиг.2- внешний вид коллектора с интегрированным смесительным узлом.
Буквами обозначены: А - смесительный узел, В - подающая часть, С - возвратная часть. Цифрами обозначены: 1 - подающий трубопровод, 2 - обратный трубопровод, 3 - микрометрические клапаны, 4 - балансировочные клапаны, 5 - клапаны заполнения и слива, 6 - ручные клапаны сброса воздуха, 7 - стыковочные соединительные элементы, 8 - термометры, 9 - байпасная линия, 10 - циркуляционный насос, 11 - балансировочный клапан, 12 - подводящий двухходовый клапан, 13 - отводящий балансировочный клапан, 14 - настроечный клапан для настройки теплоносителя, 15 - управляющий элемент. Стрелками показаны входы-выходы теплоносителя.
Коллектор с интегрированным смесительным узлом эксплуатируется следующим образом.
Поток теплоносителя поступает в смесительный узел А. Его необходимое количество пропускается через двухходовой клапан 12, при этом максимально допустимое количество устанавливается настроечным клапаном 14, через который возвращается холодный теплоноситель. Двухходовой клапан может управляться вручную, термостатической головкой с выносным капиллярным датчиком 15 или электроприводом (не показан), который управляется контроллером теплоснабжения (не показан). Необходимое количество теплоносителя добавляется в систему за счет напора на подающей линии, в свою очередь циркуляция теплоносителя через потребителя
осуществляется циркуляционным насосом 10. Затем теплоноситель поступает в подающую часть В.
Далее теплоноситель проходит через микрометрические клапаны 3, управляющие подачей теплоносителя к потребителю, управление осуществляется как вручную, так и с помощью электромеханических клапанов (не показаны), подключаемых к контроллеру управления теплоснабжения потребителя. После прохода через потребителя теплоноситель попадает в возвратную часть С, где проходит через балансировочный клапан 4, которым задается необходимый расход через потребителя. После прохождения через возвратную часть теплоноситель поступает к циркуляционному насосу 10 через балансировочный клапан 14, которым задается расчетный расход на потребителях. В свою очередь при закрытии всех микрометрических клапанов 3, байпасная линия 9 с балансировочным клапаном 11 настраивается так, чтобы осуществлять минимальный поток теплоносителя для предотвращения поломки насоса.
Сливные клапаны 5 служат для опорожнения коллектора при обслуживании, ручной воздухоотводчик 6 - для выпуска воздуха при их заполнении, а термометры 8 на подающей В и возвратной С частях - для визуального контроля температуры теплоносителя в соответствующих частях.
Основные преимущества коллектора с интегрированным смесительным узлом заключаются в следующем.
- Многофункциональность
Применяется для подготовки требуемой температуры и ее поддержания, распределения теплоносителя и тепловой нагрузки между потребителями, для чего осуществляется:
- подготовка требуемой температуры теплоносителя за счет впрыска высокой температуры от источника тепла в возвратный теплоноситель от потребителя тепла посредством открытия-закрытия двухходового клапана 12, установленного на входе в коллектор;
- поддержание заданной температуры теплоносителя для всей группы потребителей, подключенных к данному коллектору, за счет задания температуры на термостатической головке 15.
Термостатическая головка устанавливается на двухходовой клапан 12, датчик термостатической головки накладывается на напорный коллектор (накладной датчик) или вставляется в напорный коллектор (встраиваемый датчик). Датчик осуществляет контроль заданной температуры и дает команду на открытие (при падении температуры от заданной) или закрытие (при достижении заданной температуры) двухходового клапана.
Узел может автоматически поддерживать задаваемые параметры теплоносителя в зависимости от колебаний температуры на улице. Для этого требуется дополнительно установить: внешний блок управления с функциями «пересчет параметра теплоносителя в зависимости от внешней температуры», а на двухходовой клапан 12 установить исполнительный механизм (сервопривод, сервомотор), работающий по команде открыть-закрыть от внешнего блока управления.
Теплоноситель может быть распределен между потребителями. Каждый потребитель подключается к коллектору в двух точках: одна на напорном коллекторе, другая на возвратном коллекторе. Для каждого потребителя в точке подключения на напорном коллекторе установлен микрометрический клапан 3, а в точке подключения на возвратном коллекторе установлен балансировочный клапан 4. Микрометрический клапан 3 позволяет установить исполнительный механизм (сервомотор, сервопривод, термостатическую головку) для подачи теплоносителя конкретному потребителю. Балансировочный клапан 4 позволяет осуществить гидравлическую увязку
(сбалансировать) всех потребителей, подключенных к данному коллектору, а также перераспределить тепловую нагрузку между потребителями, подключенными к данному коллектору. Может быть подключено от двух до десяти потребителей. Коллектор имеет свой встроенный циркуляционный насос 10, обеспечивающий независимую от источника теплоснабжения циркуляцию теплоносителя по потребителям, подключенным к данному коллектору.
- Унифицированность
Коллектор может применяться:
- в системах вентиляции для распределения теплоносителя между несколькими теплообменниками, калориферами и т.п. системы подогрева приточного воздуха или рекуперации, подключенными к одному источнику тепла;
- в системах высокотемпературного отопления (радиаторы, конвекторы, регистры) для распределения и управления теплоносителем между несколькими потребителями, подключенными к одному источнику тепла;
- в системах низкотемпературного отопления (водяной теплый пол, системы снеготаяния и антиобледенения) для распределения и управления теплоносителем по отдельным контурам этих систем;
- в системах холодоснабжения (системы чиллер - фанкойл, тепловой насос - фанкойл).
- Моноблочность
Размещение всех механизмов - управления, распределения, циркуляции, смешения, индикации и контроля, собираемых и испытанных в заводских условиях, позволяет:
- экономить рабочее время проектирующих организаций, при этом отпадает необходимость раздельного проектирования и гидравлической увязки (балансировки) отдельно проектируемых узлов (смесительный узел, циркуляционные насосы, расчет гидравлики отопительных приборов и трубопроводов к ним, узлов контроля и поддержания требуемых параметров теплоносителя); в данной конструкции все функции сведены в единый агрегат;
- экономить рабочее время монтажных организаций, поскольку все узлы и механизмы собраны в одном месте, достаточно установить коллектор и подключить к нему источник тепла, потребителей и электропитание;
- распределять и контролировать потребление тепла каждым потребителем на коллекторе как на «центре сбора и распределения теплоносителя», что значительно облегчает работу обслуживающим, эксплуатационным и контролирующим организациям, а также непосредственно потребителю;
- существенно облегчает работу по поиску неисправности или некорректной работы отопительного прибора, т.к. все сосредоточено и исходит из одной точки;
- достичь существенной экономии энергоресурсов за счет распределения теплоносителя «не в целом», а каждому конкретному потребителю, а также с применением оборудования автоматизации и управления процессами теплоснабжения.
Источник информации.
1. Каталог ХОГАРТ, 2003, стр.26.