Меню

Автоматическое регулирование давления в трубопроводе

Регулятор давления воды: характеристики и виды устройств, особенности монтажа и рейтинг лучших моделей

Большинство элементов в системе водоснабжения могут выйти из строя при нарушении некоторых условий, одним из которых является максимально допустимое давление в трубопроводах. Резкие скачки давления в трубах могут вывести из строя стиральные машины, обогреватели и другие приборы, потребляющие воду. Чтобы избежать этого, рекомендуется установить регуляторы давления воды.

Назначение регуляторов давления

Приборы выполняют ряд функций:

  • Предупреждают повышение давления. Стиральные машины и другие приборы, потребляющие воду, рассчитаны на заданный диапазон давления жидкости. Если показатель превысит этот лимит, то приборы могут не только работать неправильно, но и выйти из строя.
  • Предотвращают возникновение гидроударов. Неполадки в насосе приводят к резким скачкам давления в трубопроводе, то есть к гидроударам. Это негативно сказывается на работоспособности домашних приборов, потребляющих воду. В худшем случае могут разорваться трубы.
  • Экономия потребления воды. Давление в трубопроводе влияет на расход воды. Если снизить напор, расход будет меньше. Установка стабилизатора давления обязательна, если в доме есть такие приборы, как бойлеры. Если входное давление превысит установленную производителем норму, то срабатывает автоматическое сбрасывание горячей воды в канализацию, то есть будет перерасход не только воды, но и электричества.
  • Снижают шум. Если жидкость входит в кран под большим давлением, то возникает сильный шум. Регуляция давления воды поможет снизить уровень шума до приемлемого значения.

Особенности устройств

По особенностям строения и принципам работы редукторы можно подразделить на 2 типа:

  • “До себя” – приборы, стабилизирующие давление жидкости на участке трубопровода до устройства. Используются преимущественно на насосных станциях. Устройства этого типа работают в автоматическом режиме. Главными рабочими элементами являются балансирующее седло и подвижный поршень, который регулирует зазор. Размер этого зазора зависит от напора воды, а редукционный клапан остается открытым до установления требуемого давления воды в трубопроводе.
  • “После себя” – редукторы, регулирующие давление на участке трубы после устройства. Главной рабочей частью является поршень со штоком, на конце которого установлена тарелка. Если вода входит в устройство под большим давлением, то жидкость начинает действовать на мембрану, которая с обратной стороны поддерживается пружиной. Это воздействие передается по штоку тарелке, которая перемещается в сторону седла. Таким образом, зазор между тарелкой клапана и седлом уменьшается, и это приводит к снижению напора воды в магистрали.

Виды регуляторов

По особенностям строения и характеру функционирования редукторы подразделяются на следующие типы: поршневые, мембранные, проточные, автоматические и электронные.

Поршневые

Регулировка давления происходит с помощью оснащенного пружиной и уплотнительным кольцом механического поршня, который регулирует размер проходного канала. На одном конце имеется специальный вентиль, с помощью которого можно сжимать или ослаблять пружину, что способствует уменьшению или увеличению напора воды. Поршневые редукторы могут выйти из строя, если в воде имеется мусор. Это является отрицательной стороной этих устройств.

Мембранные

Регуляторы этого типа состоят из пружины и мембраны, помещенной в специальную камеру во избежание засорений. Регулировка давления осуществляется благодаря сокращению или растягиванию пружины, работа которой передается в специальный клапан, отвечающий за размер проходного канала. Из недостатков можно отметить высокую стоимость устройства и сложность установки.

Проточные

Такие редукторы давления долговечны по сравнению с устройствами других типов. Это объясняется отсутствием подвижных элементов внутри регулятора. В устройстве имеется сеть разветвленных канальцев, понижающих давление воды. Проходя через эти каналы, водный поток разделяется на несколько мелких, которые на выходе снова соединяются в один поток, но более медленный. Из недостатков проточных регуляторов давления можно отметить необходимость установки дополнительных регуляторов на выходе.

Автоматические

Регуляторы этого типа представляют собой компактные устройства, главными рабочими элементами в которых являются мембрана и две пружины. Когда в трубопроводе давление воды возрастает, пружины, поддерживающие мембрану, сжимаются. А если вода входит в устройство под меньшим давлением, то пружина ослабевает. Эти воздействия, оказываемые на мембрану, а значит и на пружины, способствуют автоматическому замыканию и размыканию контактов, которые включают и отключают циркуляционный насос.

Читайте также:  Если верхнее и нижнее давление сравнялось

Автоматический контроллер давления.

Электронные

Такие стабилизаторы имеют электронную схему и дисплей, на котором отображаются все характеристики протекающей воды. Это достигается за счет использования специальных датчиков движения в трубопроводе. Электронный регулятор может как приостановить, так и возобновить работу насосной станции в зависимости от показателей давления. Основными преимуществами таких устройств являются защита малых насосов от срабатывания при отсутствии воды в системе и бесшумность, что позволяет установить такой редуктор в квартире или в частном доме.

Особенности монтажа

Установка стабилизатора давления воды в квартире и в частном доме немного отличаются. Согласно инструкции, устройство рекомендуется установить на участке магистрали сразу после запорного крана. В таком положении регулятор эффективно защитит все имеющиеся приборы от аварийных ситуаций. На корпусе редуктора имеется стрелка. Монтаж следует проводить таким образом, чтобы направление этой стрелки совпадало с направлением тока воды в магистрали.

Правила установки в квартире

При монтаже РВД в квартире следует обратить внимание на следующие особенности:

  • Участок трубопровода, где будет установлен регулятор, должен по возможности располагаться горизонтально. Следует заранее собрать редуктор, а боковые отверстия заглушить – в них позднее будут установлены манометры.
  • Регулятор следует монтировать в строго вертикальном положении.
  • До и после стабилизатора давления воды рекомендуется установить запорную арматуру. Это облегчит работу, если в дальнейшем нужно будет заменить редуктор.
  • Участки соединения необходимо уплотнить, воспользовавшись фторопластовым уплотнительным материалом (ФУМ).

Специфика монтажа РВД в частном доме

При установке этого устройства в частном доме необходимо принять во внимание следующие правила:

  • Регулятор рекомендуется монтировать на том участке, где домашняя магистраль соединяется с общим трубопроводом.
  • По обе стороны от устройства нужно установить запорную арматуру.
  • Установку следует проводить в комбинации с насосом. Многие производители предоставляют редуктор в комплекте с насосным оборудованием.
  • Если в системе нет фильтра грубой очистки, то обязательно следует установить его.
  • После РВД необходимо провести трубу, длина которой равна 5 рабочим диаметрам. Это нужно для стабилизации напора.

Настройка и обслуживание

Чтобы провести настройку редуктора, в зависимости от модели и типа устройства необходимо воспользоваться отвертками разных размеров или гаечным ключом. Большинство производителей поставляет регуляторы, в которых предусмотрено давление 3 бар. Этот показатель можно изменить, покрутив установочную головку по часовой стрелке для уменьшения давления и в обратном направлении – для ее увеличения. Необходимо при этом обращать внимание на показания манометра после каждого оборота.

Если регулятор неисправен, то он либо не пропускает воду, либо не регулирует напор жидкости в системе. Причины могут крыться в износе пружины, неисправности мембраны, а также в коррозии штока. Иногда могут наблюдаться утечки воды из устройства. В таких случаях следует закрыть запорную арматуру, разобрать устройство и заменить неисправные элементы.

Обзор редукторов регулировки давления воды в системах водоснабжения

При выборе устройства рекомендуется обратить внимание на следующие показатели:

  • Предельно допустимый уровень давления.
  • Диапазон значений температуры, в пределах которого прибор может функционировать. Чем шире этот диапазон, тем лучше.
  • Диаметр подключения. Если он не соответствует сечению трубопровода, то установить прибор будет невозможно.
  • Пропускная способность устройства.

Популярные модели Honeywell

Редукторы этого производителя отличаются бесшумностью. Можно рассмотреть следующие модели:

  • Honeywell D06F-1/2 чаще всего используется в промышленности. Позволяет защитить водопроводные трубы и подключенные к нему приборы.
  • Honeywell D06F-3/4 чаще всего находит применение в бытовых трубопроводах. В конструкцию входят латунный корпус, цилиндр, ручка регулирования и фильтр.
  • Honeywell D04FS-1/2 отличается простотой и эффективностью поддержания постоянного напора жидкости, установленного потребителем. Может применяться как в быту, так и в промышленности.

Модельный ряд Valtec

Почти все регуляторы Valtec относятся к типу “после себя”. Модели отличаются сравнительно легкой конструкцией, а их мембраны изготовлены из армированной ЭПДМ. Могут работать не только с водой, но и с газами и гликолевыми теплоносителями.

Читайте также:  Как работают датчики давления в шинах kia sportage 3

Можно рассмотреть следующие модели:

  • Valtec VT.082 1/2 рассчитан на максимальное давление 16 бар. Корпус выполнен из никелированной латуни. При помощи отвертки можно легко настроить показатель рабочего давления прибора.
  • Valtec VT.087 1/2 рассчитан на максимальное рабочее давление 4,5 бар. Пружины выполнены из нержавеющей стали, а корпус – из латуни. Может работать как с водной средой, так и с другими теплоносителями.

Отечественный регулятор РДВ

Почти все отечественные модели регуляторов имеют латунный корпус.

Они подходят для применения в высотных зданиях. Можно рассмотреть следующие популярные модели:

  • РДВ15-2А-М устанавливает нейтральное значение напора воды. Главными рабочими элементами являются латунный корпус, клапан и пружины из нержавеющей стали.
  • РДВ-2А-Ф – муфтовый регулятор, работающий как с холодными, так и с горячими средами. Корпус сделан из латуни, также имеется фильтр, выполненный из нержавеющей стали.

За счет включения отечественных РДВ в магистрали экономия воды достигает 30%, а энергопотребление больших и малых насосов существенно снижается. Эти регуляторы могут работать как с горячими, так и с холодными рабочими средами.

Источник

Настройка частотного преобразователя для регулирования давления в трубопроводе

Экономим электроэнергию и поддерживаем постоянное давление воды без водонапорной башни, задвижек и байпасной трубы. Подробно разберём как настроить частотный преобразователь Inovance MD290 и подружить его с датчиком давления.

Поддержание заданного давления в трубопроводе — типовая задача для насосной станции. Давление в трубах меняется из-за изменения потребления в разные промежутки времени. Например, ночью, когда большинство людей спит, а предприятия останавливаются, разбор воды уменьшается и давление в системе возрастает. А утром наоборот снижается, т.к вода нужна сразу всем.

Раньше для регулирования применялись ручные или автоматические задвижки. При этом насос в любом случае работал на максимум. Теперь для регулирования давления используют частотный преобразователь. Попробуем разобраться, как это работает на примере Inovance MD290.

Структура

Вся система состоит из 3 основных элементов: электродвигателя с насосом, частотного преобразователя и датчика давления. Датчик устанавают на трубопроводе после насоса и подключают к аналоговому входу частотника, таким образом система получается «замкнутой».


Структурная схема «ПИД-регулятора»

ПИД-регулятор

ПИД (пропорционально-интегрально-дифференциальный) регулятор является центральным узлом замкнутой системы регулирования. С его помощью можно поддерживать не только давление, но и любой другой технологический параметр: температуру, расход, уровень.

ПИД-регулятор работает по принципу непрерывного сравнения двух величин, поступающих на его входы — сигнала задания и сигнала обратной связи от датчика. Разницу между показаниями называют рассогласованием или ошибкой.

В случае, когда значение задания превышает значение от датчика, регулятор увеличивает выходную частоту преобразователя частоты, увеличивая скорость работы электродвигателя и производительность насоса. Если же обратная связь оказывается больше задания, регулятор снижает выходную частоту и скорость двигателя. Давление таким образом поддерживается постоянным.

Датчик

От типа датчика давления зависит схема подключения и настроки преобразователя. Для нас важны параметры: тип сигнала, количество проводов подключения, и напряжение питания.

Тип сигнала подойдёт 0…10В, 0…20мА, 4…20мА. Мы рекомендуем 4…20мА, т.к такой сигнал устойчив к помехам и позволяет определить обрыв провода. Частотный преобразователь определяет тип сигнала в зависимости от положения перемычки J9 на плате управления. Для правильного функционирования с сигналом 4…20мА перемычка должны быть установлена в положение «I» — токовый сигнал. Если перемычка стоит неправильно, то частотный преобразователь будет считывать значения неверно. Неисправность будет определить сложно, т.к. частотник не покажет ошибки.

Количество проводов подключения
Датчик давления может быть двух или трёхпроводный, другие схемы используются крайне редко.

Двухпроводное подключение используется для датчиков с токовым сигналом 0(4)…20мА, их ещё называют «токовой петлей». В этом случае и питание, и сигнал передаются всего по 2 проводам.


Двухпроводное подключение датчика.

В трехпроводной схеме питание и сигнальный провод разделены. Такие датчики могут работать как с токовым сигналом, так и с сигналом по напряжению 0…10В.

Трехпроводное подключение датчика.

Напряжение питания в частотном преобразователе 24В DC, соответственно и датчик нужно использовать с подходящим напряжением питания. Встречается несколько разновидностей: 9…36В, 8…24В, 12…36В.

Читайте также:  Давление 140 на 100 как понизить таблетки

Подключение

Мы будем использовать первый попавшийся двухпроводный датчик давления с напряжением питания от 9 до 36В и выходом 4…20мА.

» >

У MD290 два аналоговых входа. AI1 поддерживает сигнал 0…10В, AI2 поддерживает сигналы 0…10В, 0…20мА и 4…20мА. Мы будем использовать AI2. Для работы с токовым сигналом 0…20мА и 4…20мА необходимо установить перемычку J4 в положение «I».

Подключим датчик к аналоговому входу AI2. При этом «+» датчика подключается к клемме «+24В», а «-» к входу «AI2». Между клеммами COM и GND необходимо установить перемычку.

Скоростью управляет датчик, поэтому для управления ПЧ не хватает только кнопки «пуск» или команды на запуск от ПЛК. Нас интересует вариант «попроще», поэтому подключаем кнопку «Пуск» к дискретному входу DI1.

Подключение цепей управления

Настройка

Настройку можно разделить на 2 части: базовое параметрирование и настройка ПИД-регулятора.

Вводим данные электродвигателя
F1-01 = 22 кВт — номинальная мощность двигателя
F1-02 = 380 В — номинальное напряжение двигателя
F1-03 = 42 А — номинальный ток двигателя
F1-04 = 50 Гц — номинальная частота двигателя
F1-05 = 1460 об/мин — номинальная скорость двигателя

Изменяем закон управления и команду запуска
F0-01 = 2 — скалярный закон регулирования (U/f)
F0-02 = 1 — команды управления через клеммы
F0-03 = 8 — задание частоты от ПИД регулятора
F4-00 = 1 — команда “Пуск”

Дополнительные параметры
Важны для правильного функционирования системы.
F0-14 = 20 Гц — нижнее ограничение заданной частоты. Задается, чтобы не допускать работу насоса на слишком низкой частоте, опасной перегревом.
F0-17 = 3 сек. — время разгона
F0-18 = 3 сек. — время торможения
F6-10 = 1 — торможение на свободном выбеге

Настраиваем ПИД-регулятор
FA-00 = 0 — дискретная уставка задания ПИД регулятора через FA-01.
В качестве задания может использоваться аналоговый вход частотника, импульсный вход или даже сетевой протокол. Дискретная уставка — самый простой способ, рассчитанный на поддержание определенного давления.

FA-01 = 50% — уставка задания в % от диапазона датчика.
Если весь диапазон датчика давления 0…10 бар, то уставка в 50% задает необходимое давление = 5 бар.

FA-02 = 1 — обратная связь ПИД регулятора.
В этом параметре выбирается тот аналоговый вход, к которому подключен датчик давления, в нашем случае это AI2.

FA-03 = 0 — прямое направление работы ПИД-регулятора.
Подразумевает увеличение выходной частоты при увеличении рассогласования. В случае обратного направления работы ПИД регулятора, он будет увеличивать выходную частоту при уменьшении рассогласования.

Важным моментом является масштабирование входного сигнала AI2. Т.к аналоговый вход рассчитан на сигнал 0…20мА, а датчик давления на 4…20мА, их необходимо привести в соответствие. Для этого проведем настройку кривой AI2 так, чтобы 4мА соответствовало 0%, а 20мА — 100%.

F4-18 = 2
F4-19 = 0
F4-20 = 10
F4-21 = 100

» >

Настройка кривой AI2

Настроим «режим сна»
Ещё одним важным преимуществом регулирования давления с помощью частотного преобразователя, кроме автоматизации процесса, является энергосбережение. Зачастую для поддержания необходимого давления достаточно поддерживать минимальную скорость насоса или вовсе его останавливать. Для этого в частотнике предусмотрена функция сна. При достижении задания порогового значения, частотный преобразователь снижает выходную частоту до нуля и “засыпает”.

Как только давление в системе падает ниже определенного уровня и задание вырастает, частотник “пробуждается” и продолжает работу. Таким образом возможно достичь экономии электроэнергии до 30% относительно регулирования без частотного преобразователя.

F8-49 = 22 Гц — частота пробуждения
F8-50 = 10 сек — время задержки пробуждения
F8-51 = 21 Гц — частота засыпания
F8-52 = 10 сек — время задержки засыпания

» >

Заключение

Применение частотных преобразователей для насосного оборудования решает сразу несколько задач: автоматизация процесса, защита двигателей и самого насоса от аварий и поломок, устранение гидроударов во всей системе.

А если систему расширить с помощью программируемого контроллера, то открывается ещё больше возможностей. Это и каскадные пуск насосной станции, и чередование насосов по наработке, и удаленное управление через сетевые протоколы.

Источник

Adblock
detector