Дроссельная шайба для чего нужна
Зачем нужны дроссельные шайбы?
Шайбирование тепловых сетей производится с целью распределить потоки теплоносителя между потребителями в соответствии с их потребностями. Без регулирования горячая вода от источника тепла большей частью поступает в здания, находящиеся вблизи котельной. Оставшийся небольшой объем воды направляется на периферию. Удаленным зданиям тепла не хватает, они мерзнут, тогда как в близлежащих зданиях наблюдается перетоп. Люди, открывая форточки, буквально отапливают улицу.
Чтобы этого не происходило, на ответвлениях тепловых сетей к зданиям устанавливаются ограничительные шайбы с калиброванным отверстием меньшего сечения, чем трубопровод. Благодаря этому появляется возможность увеличить объем теплоносителя для удаленных зданий.
Эффект от установки шайб
После установки шайб расход теплоносителя по трубопроводам тепловой сети снижается в 1,5-3 раза. Соответственно и количество работающих насосов в котельной также уменьшается. Отсюда возникает экономия топлива, электроэнергии, химреагентов для подпиточной воды. Появляется возможность повысить температуру воды на выходе из котельной. Подробнее о наладке наружных тепловых сетей и составе работ см…..Здесь надо дать ссылку на раздел сайта «Наладка тепловых сетей»
Шайбирование необходимо не только для регулирования наружных тепловых сетей, но и для системы отопления внутри зданий. Стояки системы отопления, находящиеся дальше от теплопункта, расположенного в доме, получают горячей воды меньше, здесь в квартирах холодно. В квартирах, расположенных близко к теплопункту, жарко, так как теплоносителя к ним поступает больше. Распределение расходов теплоносителя по стоякам в соответствии с требуемым количеством тепла осуществляется также с помощью расчета шайб и их установки на стояках.
Этапы шайбирования системы отопления
Первый этап
Второй этап
Третий этап
На внутренних системах отопления шайбы можно устанавливать и зимой и летом. Проверять их работу – только в отопительный сезон.
Затраты на шайбирование
Затраты на шайбирование невысоки – это стоимость самих шайб и их монтажа на стояках.
Монтаж это не наша тема.
Дроссельная шайба в системе отопления
Дроссельная шайба в системе отопления устанавливается на теплофикационных вводах жилых домов и используется для ограничения объема подаваемого теплоносителя и соответственно его входного давления. Такая конструкция дает возможность соблюдать гидравлическое сопротивление в трубах внутридомовой системы отопления на расчетном уровне, тем самым гарантируя стабильную подачу тепла в каждый отопительный прибор.
Дроссельная шайба в системе отопления – это устройство выполнено в форме металлического диска, с отверстием в центре. Размер отверстия выполняется по проекту либо по результатам наладки работы тепловых сетей. Также можно выполнить расчет самостоятельно по формулам, обозначенным в СНИП в разделе отопления, для чего понадобятся данные по расходам теплоносителя через абонентский узел, расчетные температуры прямой и обратной сетевой воды и, соответственные, давления.
Для чего нужна дроссельная шайба на отопление
Исполнительные схемы магистральных и внутриквартальных тепловых сетей имеют десятки, а порой и сотни ответвлений и абонентских узлов. В них входят источники тепловой энергии — котельная или центральный тепловой пункт, система трубопроводов, компенсаторы, отводы, запорно-регулирующая арматура и контрольно-измерительные приборы, установленные в тепловых камерах, тепловых колодцах и в абонентских узлах каждого жилого дома, подключенного к центральной тепловой сети.
На каждом элементе в теплосети подающий теплоноситель теряет часть своего напора. Чем протяженность выше, тем больше будут потери по ходу движения воды. В конце концов, если тепловая система будет рассчитана не правильно и разбалансирована, а насосное оборудование установлено с малой производительностью, может случиться так, что теплоноситель к конечному потребителю не поступит вообще.
Дроссельная шайба в системе отопления нужна для оптимального распределения нагревающей среды, между всеми потребителями тепловой энергии подключенных к одному источнику теплоснабжения. Они выполняются по предварительным расчетам, указанных в соответствующем разделе проекта теплоснабжения либо по результатам наладочных испытаний тепловых сетей. Такие испытания по требованиям директивных документов должны проводиться не меньше, чем один раз в пять лет или после реконструкции теплосетей. Традиционные шайбы изготавливаются с одним проходным отверстием и устанавливаются между фланцами на вводной задвижке элеваторного узла на вводе в дом. Такие конструкции имеют недостаток, в связи с тем, что в случае изменения режима, они требуют перерасчета и переустановки, что довольно затратное мероприятие, так как для установки потребуется сливать весь теплоноситель.
В последнее время приобрели популярность регулируемые шайбы, конструкция которая позволяет менять проход среды, а следовательно их можно использовать для разных тепловых режимов, которые устанавливаются без разгерметизации тепловой сети.
Специалисты утверждают, что впоследствии того, как в абонентский узел жилого дома были установлены расчетные шайбы, расход теплоносителя снизился в 3 раза, при этом качество теплоснабжения значительно выросло. Это действительно возможно, за счет роста скорости движения среды в межтрубном пространстве и радиаторах, после чего увеличивается общий теплосъем на объекте, то есть растет разность температур теплоносителя на входе и выходе из дома. Такая регулировка внутридомовых систем отопления приводит к повышению качества работы магистральных сетей и источников тепла, поскольку уменьшается количество работающих сетевых насосов и снижается потребление электроэнергии на передачу тепловой энергии.
Конструкция устройства
Перед установкой дроссельных шайб на систему отопления ее выполняют по чертежам в форме стального диска, вырезанного из листового металла толщиной 2-4 мм. Строго по центру просверливается расчетное отверстие. Минимальный допустимый диаметр на шайбе ограничен нормативными требованиями и должен быть не менее 3.0 мм. Толщина нерегулируемой шайбы для трубопроводов с наружным диаметром до 89 мм принимается от 2 до 3 мм, свыше – от 3 до 4 мм.
Расчетное отверстие регулируемой шайбы имеет продолговатую форму. Эта конструкция обладает двумя штоками, расположенными диаметрально противоположно в отношении друг друга. Для возможности наружного управления, их выводят сбоку через уплотнительные каналы. Вариация положений данных элементов изменяет площадь отверстия в конструкции. В том случае, когда они до конца задвинуты, то минимальный диаметр прохода равняется 5.5 мм, а при полностью открытых — диаметр прохода будет равный 18.0 мм. Подобные устройства снабжаются специальными ключами для выполнения операций по регулировке.
Кроме того, очень важно знать, что в такой конструкции существует возможность установить ограничения для передвижения штоков и его опломбирования. Это выполняется для того, чтобы потребители не смогли самостоятельно изменять проходное сечение устройства, тем самым вмешиваться в работу тепловой сети, вызывая ее разбалансировку.
Отечественная промышленность выпускает следующие виды дроссельных шайб для регулировки режимов тепловой сети:
Место установки дроссельной шайбы
Нормативные документы обязывают проводить установку дроссельных шайб на абонентском узле на трубе подающего теплоносителя после запорно-регулировочного органа — задвижки или вентиля между фланцами. Если необходимо выполнить регулировку по отдельным отопительным стоякам, в этом случае шайбы выполняются не фланцевого типа, а на сгонах. На обратке дроссельные шайбы монтируют исключительно в ситуации, если давления в нем, ниже статического, определенного по давлению пара, если в качестве теплоносителя используется перегретая вода. Поскольку при резком снижении давления на шайбах, в перегретой воде происходит процесс парообразования.
В случае, когда при установке шайбы на обратном теплоносителе система либо батареи оказываются под давлением превышающего их допустимые показатели прочности, рекомендуется ставить 2 шайбы: на обратке для повышения давления в нем по ходу движения теплоносителя со значением выше статического и на подаче для снижения имеющегося избыточного давления.
Расчет диаметра отверстия дроссельной шайбы
Расчет отверстий дроссельных шайб очень ответственное мероприятие, его выполняют согласно требованиям СП 41.101/95 по проектированию теплопунктов. Расчет не представляет сложности для инженерно-технического персонала теплосетей и выполняется на базе одной формулы. Сложность представляется в правильности получения точных данных для расчетной формулы, которые на практике очень часто не соответствуют проектным значениям, из-за чего расчетный диаметр определяется неправильно, а шайба не способна установить необходимый гидравлический и тепловой режим работы.
Дроссельная шайба в системе отопления очень часто меняется или высверливается большее проходное сечение. Эту работу обычно проводят мастера- наладчики во время наладочных режимных испытаний в магистральных теплосетях. Расчет производится или ручным способом, или с применением онлайн калькуляторов. В основе обоих методов расчета лежит одна и та же формула, и используются одни и те же вводных данных.
Формульный метод
Диаметр отверстия Д, мм, вычисляется по формуле:
Формула расчета шайбы Д=10х ∜Р/ ΔН
Согласно требованиям нормативный материалов СНИП по отоплению установлен предельный показатель диаметра отверстия шайбы, который не может быть меньше 3.0 мм. Это вызвано тем, то отверстия, которые ниже установленного предела, могут забиваться мелкими взвешенными веществами, например, кусочками ржавчины, слетевших с внутренней поверхности труб, после чего система отопления в доме работать не будет, а для замены такой шайбы придется дренировать всю воду из сети.
В данной формуле расход воды Р, т/ч принимается из соответствующего раздела проекта теплоснабжения либо по материалам наладочных режимных испытаний магистральных тепловых сетей. Потребитель может взять такие данные из договора на услуги теплоснабжения, поскольку они прописываются в соответствующих разделах такого документа.
ΔН – дросселируемый напор в шайбе измеряемого в м. в. ст. Устанавливается данный показатель, как разница между располагаемым напором либо перепадом давлений между подающим и обратным трубопроводом, установленных по манометрам в абонентском вводе потребителя и гидросопротивлением внутридомовых труб отопления. Гидравлическое сопротивление равно сумме всех потерь напора в рассматриваемой системе. Как правило, оно составляет от 0.6 до 2.0 м. в. ст. Данные гидропотерь можно взять из проекта теплоснабжения в разделе гидравлический расчет тепловых сетей.
Для того чтобы расчет выполнить правильно потребуется учесть рекомендации СНИП:
Примеры определения перепада давления для расчета дроссельной шайбы:
Программный метод
Расчеты дроссельных шайб на систему отопления, особенно если их нужно сделать в большом количестве, лучше выполнять с использованием программы «Гидравлический расчет трубопроводов» в онлайн режиме. Такой расчет выполняется более точно, поскольку учитывает КМС – коэффициент местного сопротивления. Значения присваиваются узлам, установленным в системах водо-теплоснабжения, в которых происходит гидравлическое сопротивление, вызванных деформацией потока жидкой среды. Участок, где протекает процесс деформации, имеет название местного сопротивления.
Существует связь между гидросопротивлением, диаметром и КМС:
Формула через расчет по КМС
Алгоритм выполнения расчета шайбы с применением программы:
В идеальном случае, можно рассчитать и поставить шайбу на отдельно взятый жилой дом, но, как правило, это не будет качественно работать, поскольку внутриквартальные сети, одновременно подключают десятки и даже сотни абонентов, которые влияют друг на друга. Поэтому расчет и установку шайб имеет смысл проводить только для всех и с учетом технических характеристик каждого абонентского ввода тепловой сети. Такую сложную работу могут выполнять только специализированные организации, имеющие достаточный опыт, соответствующее оборудование и программное обеспечение.
Сбор данных и предварительные расчеты
Выполнение расчета дросселирующих шайб для группы потребителей по вариантам присоединенной тепловой мощности подразумевает сбор более подробной информации о каждом абонентском вводе, чем при обычном гидравлическом расчете. Кроме того должна быть выполнена корректировка по прогнозируемым расчетам на предстоящие 5 лет. Практически трудно найти одинаковые элеваторные узлы у потребителей, а значить каждый из них будет иметь свои гидравлические потери напора. Таким образом, даже при одинаковых теоретических расходах теплоносителя и скорости потока, внутренние расчетные дроссельные диаметры будут отличаться для каждого дома. Поэтому чтобы качественно выполнить расчет потребуется серьезная база данных потребителей тепла.
Этапы сбора информации для расчета дроссельных шайб:
Расчет ограничительных устройств выполняется на гидравлической модели участка теплосети, откалиброванной в рабочем тепловом режиме. В конечном итоге такого расчета подготавливаются аналитические материалы, которые содержат все нужные сведения о гидравлических параметрах абонентских ввода потребителей и показателях магистральных тепловых сетей от котельной или центрального теплового пункта. На базе этих данных готовится итоговый документ с расчетными конструктивными характеристиками ограничивающих устройств — основных и подпорных диафрагм по видам присоединенной тепловой нагрузки. Также разрабатываются рекомендаций по нормализации работоспособности абонентского ввода.
Этапы выполнения работ
После завершению всех расчетов и разработки рекомендаций по установке ограничительных шайб непосредственно приступают к монтажу дроссельных устройств. На внутридомовых системах отопления ограничительные устройства допускается устанавливать как в отопительный период, так и в теплое время года. Это объясняется тем, что нормально функционирующие внутридомовые тепловые сети можно отключить вводными задвижками на подающем/отбратном трубопроводе от магистральной сети. Установка шайб на внутриквартальных тепловых сетях выполняется только в летний период, до заполнения их теплоносителем. Работоспособность установленных устройств проверяется в начале отопительного периода, во время пусконаладочных работ.
Ключевыми показателями точности расчета ограничительных устройств в системе отопления считаются:
Эффект от установки шайб
Дроссельная шайба в системе отопления требуется не только лишь для регулировки внешних теплосетей, но и для внутридомовой системы отопления. Если предварительное обследование теплового объекта выполнено качественно, все параметры учтены при расчете дроссельных шайб, то процесс шайбирования принесет огромное преимущество всей системы теплоснабжения в целом, поскольку:
Наладка с регулируемыми шайбами
Перед наладкой тепловых сетей с регулируемыми шайбами также предварительно выполняется гидравлический расчет. Для реализации этого процесса пользователи тепловой энергии могут выбрать несколько доступных для себя вариантов:
На следующем этапе требуется установить, готовность тепловой сети к проведению пусконаладочных мероприятий с установкой дроссельных шайб. В случае, когда для установки выбрана дроссельная шайба в системе отопления с возможностью регулировки, то технологический процесс такой наладки не будет превышать двух-трех дней, а результат, обязательно будет положительным. Настройка осуществляется на действующей тепловой сети, находящейся в рабочем режиме. Путем нескольких замеров устанавливаются различные положения регулировочных винтов шайбы, и замеряется температурный режим. Вариантов не должно быть много, если правильно выполнен предварительный расчет.
Видео: Расчет дроссельных шайб и диафрагм
Таким образом, можно подвести итог, что шайбирование тепловых сетей — это обязательное мероприятие, прописанное государственными нормами и правилами, и должно быть проведено в каждом абонентском тепловом узле перед началом отопительного периода. Самовольный снятие шайб или увеличение расчетных диаметров — административно наказуемое деяние, поскольку его приравнивают к хищению тепловой энергии. Дроссельная шайба в системе отопления по указаниям теплоснабжающей организации — это не право, а обязанность каждого потребителя тепловой энергии. Расчет диаметра дроссельной шайбы выполняется для отдельного объекта теплоснабжения в зависимости от необходимого объема тепловой энергии. Позитивный эффект от шайбирования теплосетей возможно получить только при 100% охвате всех объектов, подключенных к общему источнику тепловой энергии.
Регулируемая дроссельная шайба — эффективное решение для проведения качественной наладки тепловой сети
Что это такое и для чего нужна?
Дроссельная шайба – очень важная часть отопительной системы, но дело в том, что не все регламентируется простыми и конкретными параметрами ГОСТ. В системе отопления может быть много ответвлений и узлов для абонентов, которым необходима подача тепла. В качестве регулируемого источника отопления служит или находящаяся поблизости котельная, или центральный тепловой пункт. В системах для трубопровода предусмотрена расходомерная часть оборудования, обеспечивающая расчет подаваемого тепла.
Приборы устанавливаются в специальных тепловых камерах и узлах абонентов. Это обязательная часть отопительной системы в каждом жилом доме. Дросселирующая шайба может иметь разные типы конструкции, меняя приход и расход тепла прямо в процессе работы. Это дает возможность использовать её в разных тепловых режимах, а установить такие механизмы можно, не тратя время на разгерметизацию тепловых сетей.
Диафрагма и расчетные шайбы, установленные в каждый абонентский узел резьбовым соединением, существенно помогают снизить тепловые расходы, при этом качество услуг не теряется, а, наоборот, возрастает. Это, в свою очередь, качественно сказывается на работе тепловых магистралей в целом, снижает общую затрату выделяемых ресурсов, включая электроэнергию, так как напряжение по радиаторам распределяется равномерно.
Такая шайба для всех отопительных систем изготавливается исходя из расчетов и формул. По своей форме она напоминает стальной диск, а в качестве исходного материала используется листовой металл, толщина которого может достигать 4 мм или более того. Резьбовое отверстие просверливается по центру, его диаметр согласно государственным стандартам качества не превышает 3 мм. В зависимости от диаметра шайбы меняется и её толщина. Если диаметр равен приблизительно 90 мм, то толщина может достигать 3 мм.
Для каждого изделия параметры рассчитываются индивидуально.
Само отверстие по центру имеет длинную форму и два противоположных штока, которые обеспечивают управление шайбы по бокам. В зависимости от того, где именно они расположены, меняются и особенности конструкции. Если они задвинуты, предел минимального диаметра, который соблюдается при изготовлении, – это 5,5 мм включительно. Соответственно если они выдвинуты наружу, внешний диаметр не должен превышать 18 мм. Регулировка положения шайбы возможна с помощью специального ключа.
Кроме этого, конструкция может предусматривать возможность специальных ограничителей для штоков, чтобы пользователь не мог случайно сдвинуть положение шайбы, тем самым сбить общий баланс тепловой сети. В целом шайбы можно разделить на несколько разновидностей.
Назначение
Дроссельная шайба выполняет одну конкретную задачу – распределение тепла в системе теплоснабжения. Она также отвечает за регулировку давления, чтобы работа всей системы не давала сбоев. Изготавливаются они по заранее определенным жестким параметрам и тестируются перед использованием. Традиционные шайбы имеют одно резьбовое отверстие по центру и устанавливаются в конкретном месте конструкции.
При изменении параметров потребуются полный перерасчет и установка всех ключевых элементов заново, поэтому ремонт теплоносителя может занять несколько суток.
Этапы шайбирования системы отопления
Первый этап
Второй этап
Третий этап
На внутренних системах отопления шайбы можно устанавливать и зимой и летом. Проверять их работу – только в отопительный сезон.
Шаг первый. Расчеты
Для того, чтобы осуществлять регулировку давления, необходимо определить диаметр отверстия, от которого зависит степень прохождения жидкости по системе.
Каждая тепловая система индивидуальна, одинаковых систем быть не может. Для начала работ, связанных с регулированием тепловых систем, необходимо провести расчеты.
Существует несколько видов расчета давления:
Формула расчета диаметра отверстия
Для этого вооружитесь специальной литературой, пройдите по всему трубопроводу, останавливаясь на отдельных участках с целью проведения расчетов. Если будут найдены ошибки в вычислениях, поменяйте параметры и произведите расчет диаметра снова. Только так удастся определить примерное состояние сети.
Шаг второй. Готовность
Данный этап предусматривает проверку на предмет готовности системы для регулировки. Чтобы реализовать этот этап, нужно установить дроссельное устройство. Для этого прибегают к нескольким видам монтажа.
Первый способ является больше проверочным, чтобы выявить степень готовности системы.
Бывает так, что после проведенных расчетов компания усомнилась в правильности показаний, и поэтому в местах, где возникает неуверенность точности параметров, устанавливаются шайбы. Но в результате проверки производится округление диаметра отверстия шайбы в пользу сверла, которое имеет больший диаметр.
Интересно! Если полагаться на мнение профессионалов, то они утверждают, что этот метод малоэффективен.
Монтаж шайб
Существует второй способ. Согласно проведенным расчетам, на первом этапе необходимо сделать шайбы с точным диаметром отверстий. Затем приступаем к установке. Монтировать придется большое количество дроссельных элементов. Необходимо постараться не пропустить ни одной шайбы, ведь от этого зависит, как будет проведена наладка тепловой сети. Но тут не обойтись без погрешностей. Они будут равны примерно плюс-минус 20-25%.
Третий способ предусматривает установку регулируемых дроссельных приборов. В голове появляется вопрос: для чего нужно проводить расчеты, если прибор можно отрегулировать напор в узле управления? Регулировочные винты не безразмерные и имеют свои диапазоны. Они бывают 5,5 до 18 мм. Проведение расчетов определяет попадание диаметра отверстия устройства в регулируемый диапазон. Если же дроссельная шайба для системы отопления имеет большой диапазон регулировки, то не стоит беспокоиться о попадании в размеры отверстия. Для проведения быстрой и качественной наладки проводится установка максимального количества шайб.
Разновидности регулируемых устройств
Установка
Как установить шайбу правильно? После выполнения расчетов и соответствия размеров остается только приложить её к нужному отверстию, закрепив её положение с помощью гайки. Закрепление должно быть максимально плотным, чтобы отопительная система работала. Стоит проверить надежность крепежа перед запуском системы!
Дефекты в системе
Застраховать себя от случайных ошибок никто не может. Иногда возникают такие ситуации: при запуске отопительной системы обнаруживается, что у некоторых потребителей по факту расход тепла гораздо больше, чем по произведенным расчетам.
Решением в сложившейся ситуации будет определение устройств, используемых при наладке. Дальнейшие действия зависят от типа дроссельного прибора. Если установлена нерегулируемая модель, то поступить нужно следующим образом:
После проведения таких операций число проблемных потребителей снижается.
Времени на выполнение еще одной регулировки уже нет по причине введения в эксплуатацию системы отопления. Если провести еще раз регулирование дроссельных шайб, то это может сказаться на качестве обслуживания во время отопительного сезона.
Наладка с регулируемыми шайбами
Наладка регулируемого оборудования занимает не более двух дней. Этот способ намного эффективнее предыдущего варианта. Процесс состоит из следующих действий:
Так выглядит установленная дроссельная шайба
Согласно многолетним наблюдением, можно прийти к выводу, что качество работ по наладке дроссельных шайб можно получить лишь в случае с регулируемыми приборами.
Конструкция устройства
Существует 3 вида дроссельной шайбы:
После монтажа, штоки необходимо опломбировать. Чтобы отрегулировать систему, необходимо иметь специальные ключи. Болты производятся из цветных металлов, что отражается на их повышенном износе в случае появления в жидкости песчаных частиц, ржавчины или каких-то других примесей. Ими можно отрегулировать лишь жидкости.
Назначение устройства
Регулируемая дроссельная шайба предназначена для наладки теплоснабжения. Она может изменить параметры теплосети без выполнения разгерметизации системы.
Регулируемая конструкция
Если проводить сравнения с другими аналогичными устройствами, то шайба очень напоминает по своим характеристикам и применению клапан балансировочный MSV-F2. Отличие в том, что шайбу нельзя применять в качестве запорной арматуры.
После установки удается снизить расход в 1,5-3 раза. За счет этой особенности необходимо меньшее количество насосов. Это в свою очередь экономит электрическую энергию, топливо и другие ресурсы. Изготовление дроссельной шайбы производится согласно составленным чертежам.