Влияние параметров системы и характеристики клапана на температуру воды в месте установки клапана

На рис. 8.2 представлено влияние значения параметра, характеризующего термостатический циркуляционный клапан, на разницу температуры между температурой закрытия клапана 4т и температурой в точке его монтажа в зависимости от температуры 4т- Как можно заметить, чем выше температура закрытия клапана, тем больше разница температуры. Она уменьшается по мере роста значения показателя Ъ. При Ъ > 0,05 и температуре закрытия ниже 50 °С эта разница становится меньше практически на 1 К.

На рис. 8.3 представлено влияние значения авторитета клапана а (отношения потери давления на циркуляционном клапане к располагаемому давлению) на разницу температуры Дtzm между температурой закрытия термостатического циркуляционного клапана tzm и температурой в месте его монтажа t в зависимости от температуры tzm. На этом рисунке можно заметить, что чем выше значение авторитета клапана а, тем меньше разница температуры Дtzm. Для температуры закрытия меньше 50 °С и для встречающихся в действительности значений остальных параметров, а также авторитета клапана а в диапазоне 0,5...0,2, разница Дtzm не превышает 0,3 К.

На значение анализируемой разницы температуры влияют также теп- лопотери в циркуляционном контуре. Чем выше потери Qcyrk, тем выше анализируемая разница температуры Дtzm. Это можно заметить на рис. 8.4. Подобная тенденция к возрастанию разницы Дtzm наблюдается и в случае повышения температуры закрытия клапана.

Показанное на рис. 8.5 влияние располагаемого давления на анализируемую разницу температуры в зависимости от температуры закрытия клапана соответствует ожидаемому. Возрастание давления насоса приводит к повышению потерь на циркуляционном клапане, что связано с увеличением динамического давления. Это приводит к уменьшению анализируемой разницы температуры Дtzm.

Ранее мы рассмотрели принцип работы термостатических циркуляционных клапанов, устанавливаемых на циркуляционных стояках, а также их взаимодействие с системой ГВС. Для наиболее простой системы, состоящей из одного стояка горячей воды, при определенных упрощениях анализировалось влияние изменения параметров системы и клапана на разницу температуры между температурой закрытия термостатического циркуляционного клапана tzm и температурой в месте его установки t. На основании этого анализа можно сделать следующие выводы:

1. Для более высокой температуры закрытия циркуляционного клапана разница между температурой закрытия и температурой в месте его установки Дболее значительна. Это является результатом того, что при более высокой температуре закрытия происходит меньшее охлаждение воды, поэтому расход циркуляционной воды - больше. Для того, чтобы клапан при таком же соотношении падения давления в системе и на клапане пропустил большее количество воды, он должен быть открыт больше. Это возможно только при большем отклонении температуры;

2. Применяемый коэффициент увеличения температуры клапана b при значениях от 0,05 до 0,11 м3/(ч-К) при температуре закрытия 50 °С изменяет разницу температуры Дtzm максимум на 1 К;

3. Увеличение доли потерь давления на клапане от располагаемого давления (авторитет клапана) приводит к уменьшению разницы температуры Дtzm;

4. Увеличение теплопотерь в системе приводит к увеличению циркуляционного расхода, а это, в свою очередь,- к увеличению разницы температуры ДДу,

5. Увеличение напора насоса приводит к повышению потерь на циркуляционном клапане, что связано с увеличением динамического давления. При этом разница температуры Дtzm уменьшается.

На основании представленных результатов расчетов можно утверждать, что применение циркуляционных термостатических клапанов улучшает работу системы ГВС, динамично балансируя циркуляцию и обеспечивая оптимальный циркуляционный расход как при минимальном водоразбо- ре горячей воды, так и в период более длительного водоразбора. Разница температуры Atzm для разных мест установки этих клапанов невелика и не превышает нескольких градусов, т. е. температура воды близка к температуре закрытия клапанов tzm. Практически эти клапаны обеспечивают выравнивание температуры горячей воды в системе ГВС даже при заводских настройках. Сложные расчеты при этом необязательны.

Благодаря оговоренным выше свойствам термостатических циркуляционных клапанов можно добиться:

- уменьшения потребления воды за счет более короткого времени ожидания воды с соответствующей температурой после открытия водоразборной арматуры;

- удобства пользования горячей водой, т. е. простой и быстрый доступ к воде с соответствующей температурой. Для проектировщика системы ГВС это означает упрощение проектирования гидравлической схемы системы ГВС;

- простого гидравлического регулирования при модернизации существующих систем. Термостатический циркуляционный клапан берет на себя роль «автоматической интеллигентной шайбы», которая определяет расход протекающей воды в циркуляционном контуре на основании установленного значения температуры;

- понижения температуры циркуляционной воды в системе до необходимого минимума, в связи с чем уменьшаются теплопотери при циркуляции;

- сбережения электроэнергии, потребляемой циркуляционными насосами.

Все перечисленные преимущества клапана позволяют сэкономить энергию, расходуемую для приготовления горячей воды, и обеспечить правильное функционирование системы ГВС. Полученная экономия тепловой энергии в малых системах в среднем составляет несколько процентов, но в больших - значительно больше.

Шафлик В./Современные системы горячего водоснабжения. - К.: ДП ИПЦ «Taici справи», 2010.