Методы испытания систем тепло-, холодоснабжения

План

Введение 1
1. Методы (способы) регулирования трубопроводной сети систем
отопления, теплоснабжения и холодоснабжения. Общие сведения 2
2. Метод температурного перепада 6
3. Метод предварительной настройки клапанов 10
4. Пропорциональный метод 11
5. Компенсационный метод 15
6. Компьютерный метод 17
Заключение 20
Библиографический список 21

Введение

Пусконаладочные работы систем ТХС выполняются в период подготовки и передачи систем в эксплуатацию (после завершения строительно-монтажных работ), после капитального ремонта или реконструкции систем. Пусконаладочные работы, как правило, состоят из индивидуальных испытаний, регулирования и комплексного опробования.
Целью пусконаладочных работ систем ТХС является достижение соответствия параметров работы этих систем параметрам, указанным в исполнительной документации.
До начала индивидуального испытания оборудования и узлов систем отопления и ТХС должны быть:
- завершены общестроительные, отделочные работы в помещениях, в которых расположено оборудование систем отопления и ТХС;
- выполнен монтаж систем отопления и ТХС; - выполнен монтаж средств обеспечения электроснабжения, автоматики и др.
Индивидуальные испытания оборудования и узлов систем ТХС выполняются с целью проверки работоспособности оборудования и узлов систем ТХС.
Методы (способы) регулирования трубопроводной сети систем отопления, теплоснабжения и холодоснабжения. Общие сведенияРаботы по индивидуальному испытанию оборудования и узлов систем отопления и ТХС включают:
ознакомление с исполнительной документацией, актами освидетельствования скрытых работ, актами промывки, актами гидростатических или манометрических испытаний на герметичность;
визуальный осмотр смонтированного оборудования и узлов и проверку соответствия монтажа систем отопления и ТХС исполнительной документации.
При визуальном осмотре следует проверить:
техническое состояние смонтированного оборудования и узлов систем отопления и ТХС, в том числе наличие всех трубопроводных и кабельных подсоединений, отсутствие повреждений оборудования, контрольно-измерительных приборов, а также загрязнений на их поверхности;
наличие и правильность расстановки опор и подвесок трубопроводов, отсутствие нагрузки на фланцы и штуцеры в соответствии с СП 75.13330;
отсутствие повреждений виброопор, установленных под фундаментом оборудования и оборудованием;
возможность доступа к маховикам запорно-регулирующей арматуры, электроприводам арматуры, контрольно-измерительным приборам, устройствам автоматики и средствам сигнализации и защиты;
герметичность соединений, отсутствие подтеков жидкости;
соответствие показаний приборов измерения давления жидкостей (газов) параметрам, указанным в исполнительной документации;
наличие защитного заземления в соответствии с ГОСТ 12.1.030;
наличие прямых участков трубопроводов для выполнения измерений давлений и скоростей движения жидкости и газов;
наличие тепловой изоляции трубопроводов и соответствие ее толщины требованиям рабочей документации;
наличие и правильность маркировки трасс трубопроводов в соответствии с ГОСТ Р 12.4.026, ГОСТ 14202;
наличие и достаточное освещение помещения, где размещается оборудование и узлы регулирования в соответствии с СП 52.13330;
работоспособность системы вентиляции и отопления в помещении, где размещается оборудование в соответствии с СП 60.13330;
наличие зон осмотра и обслуживания оборудования и средств автоматики;
наличие трубопроводов для безопасного отведения хладагента от предохранительных клапанов за пределы здания.
Испытание оборудования и узлов систем отопления и ТХС выполняют под полной нагрузкой в течение 4 ч непрерывной работы.
Работы по регулированию систем отопления и ТХС включают:
гидравлическое регулирование по отдельным участкам сети и (или) по потребителям;
настройку регулирующих устройств;
регулировку оборудования.
Комплексное опробование систем отопления, теплоснабжения и холодоснабжения
Комплексное опробование систем отопления и ТХС выполняют после завершения индивидуальных испытаний и регулирования этих систем, а также после устранения недостатков, выявленных при индивидуальных испытаниях и регулировании.
Комплексное опробование систем отопления и ТХС выполняют раздельно: - для систем отопления и теплоснабжения – в холодный период года, когда потребление тепла максимально; - для систем холодоснабжения – в теплый период года, при работе потребителей холода с максимальным холодопотреблением.
Работы, выполняемые при комплексном опробовании систем отопления и ТХС, осуществляются по программе, разработанной заказчиком или (по его поручению) наладочной организацией (СП 73.13330, пункт 8.2).
Комплексное опробование выполняется по отдельным системам отопления и ТХС или одновременно по всем системам отопления и ТХС здания.
Комплексное опробование систем отопления и ТХС включает в себя следующие работы:
опробование одновременно работающих систем;
обеспечение режима работы оборудования в соответствии с данными исполнительной документации;
проверку функционирования устройств автоматики, сигнализации и управления, защитных устройств систем автоматизации;
оценку работоспособности оборудования систем;
проверку работы системы автоматизации при имитации различных аварийных ситуаций;
проверку срабатывания противопожарных устройств.
По результатам комплексного опробования составляется отчетная документация в соответствии с пунктом 6.13 СП 48.13330.
Отчетная документация включает:
акты индивидуальных испытаний оборудования и узлов систем отопления и ТХС; - паспорт систем отопления и ТХС;
акт комплексного опробования систем отопления и ТХС.
Испытания систем отопления, теплоснабжения и холодоснабжения в процессе эксплуатации
В процессе эксплуатации системы отопления и ТХС должны подвергаться испытаниям на прочность в соответствии с технической документацией.
Для холодильных установок (машин), в состав которых входят сосуды, работающие под давлением, испытания на прочность должны проводиться не реже 1 раза в 8 лет, в соответствии с ПБ 10-115-96 [4].
Гидравлическое регулирование сети трубопроводов в обязательном порядке выполняется после реконструкции или капитального ремонта систем отопления и ТХС.
Испытания оборудования систем отопления и ТХС следует выполнять в соответствии с инструкцией по эксплуатации оборудования и устройств в следующих случаях:
после продолжительной остановки систем (более одного сезона эксплуатации систем) – отдельно по системам теплоснабжения и холодоснабжения;
в период подготовки к сезонной эксплуатации – отдельно по системам теплоснабжения и холодоснабжения;
при выявленных сбоях в работе оборудования систем.
Метод температурного перепада
Метод основан на уравнении:
Q = cw ∙ G ∙ Δt / 3600 = 1,16 ∙ G ∙ Δt ,
где Q – перенос тепла (холода), кВт; cw – теплоемкость воды, кДж/(кг °С); G – расход воды, кг/ч; Δt – перепад температур на участке. 1,16 – переводной коэффициент.
В отрегулированной системе разность температур теплоносителя Δt на входе и выходе всех теплообменных приборов должна быть одинаковой. Недостаточный расход теплоносителя уменьшает теплоотдачу прибора, а избыточный расход не приводит к ее существенному увеличению, разницу температур теплоносителя в этом случае принимают по расчетному значению.
Перепад температур теплоносителя Δt ′ при этом будет выше Δt (Рисунок 1), т.к. расход теплоносителя уменьшится, поэтому перепад температур следует определять с учетом типоразмера теплообменного прибора.
Перепад температур находят геометрическим построением (Рисунок 1).
Рисунок 1 – Определение требуемого перепада теплоносителя в отопительном приборе
Сплошная линия на рисунке 1 характеризует изменение температуры подаваемого в отопительный прибор теплоносителя. Штриховая линия – расчетную температуру теплоносителя на выходе прибора. Штрих-пунктирная линия – требуемую температуру теплоносителя на выходе прибора с завышенной поверхностью теплообмена.
На рисунке представлен диапазон изменения температуры наружного воздуха t ext и теплоносителя в отопительном приборе t. Диапазон измерений на оси абсцисс начинается с расчетной для системы отопления температуры (например, минус 20 °С) и заканчивается температурой, совпадающей с температурой воздуха в помещении (например, 20 °С).
На оси ординат представлен диапазон изменения температуры теплоносителя на входе в отопительный прибор и выходе из него. Температуру теплоносителя на входе в отопительный прибор принимают, как правило, равной температуре на выходе из источника теплоты (например, 90 °С).
Для более точного расчета следует учитывать остывание теплоносителя в трубопроводах. Температуру в обратном трубопроводе (например, 68 °С), определяют из среднего перепада температур между прибором (с учетом завышенного типоразмера) и воздухом.
При расчетной температуре наружного воздуха перепад температур теплоносителя примерно равен Δt ′ = 22 °С (Рисунок 1). Когда совпадает температура воздуха снаружи и внутри помещения, перепад температур Δt ′ = 0. Промежуточные значения Δt ′ определяют по пропорции.
Например, при t ext = 0 °С, соответствующей 50 % рассматриваемого диапазона изменения внешних температур, Δt ′ = 11 °С и также составляет 50 % от максимального перепада температур теплоносителя.
Балансировку осуществляют до требуемого перепада температур теплоносителя настройкой дросселя терморегулятора либо регулирующего клапана в трубопроводах узла теплообменного прибора. Термостатический клапан в это время должен быть полностью открыт. Балансировка (достижение равенства температур) на всех теплообменных приборах может повторяться несколько раз до достижения сбалансированности системы. Данный метод балансировки неэффективен в системах с перепадами температур в диапазоне от 3 °С до 7 °С (системы охлаждения с кондиционерами-доводчиками, потолочными панелями, системами отопления в полу и т.д.).
Метод температурного перепада применяют для балансировки небольших систем отопления. В системах с автоматическим регулятором перепада давления на стояке или ответвлении настройку теплообменных приборов осуществляют упрощенным методом предварительной настройки клапанов.
Положение настройки проверяется по пропускной способности терморегулятора, при этом перепад давления принимают равным перепаду, автоматически поддерживаемому регулятором.
Метод предварительной настройки клапанов
Метод основан на балансировке по гидравлическому расчету. Балансировку осуществляют настройкой каждого регулирующего клапана и терморегулятора. Настройку определяют по пропускной способности kv .
Положение настройки регулирующего клапана в процессе балансировки системы определяется рабочей расходной характеристикой. При корректировке настройки регулирующих клапанов уточняют располагаемое давление регулируемого участка. Для этого измеряют фактический перепад давления на закрытых регулирующих клапанах.
При применении метода предварительной настройки необходимо учитывать влияние внешнего общего клапана (при а < 0,5) на расходную характеристику клапанов потребителя.
Пропорциональный метод
Метод основан на закономерностях отклонения потоков в параллельных участках системы, возникающих при регулировании одного из них.
Модулем системы может быть совокупность стояков или ответвлений, регулируемых общим клапаном, причем на каждом стояке или ответвлении также должен быть регулирующий клапан.
С помощью пропорционального метода балансировки обеспечивается равенство соотношений фактического расхода теплоносителя V и номинального расхода стояков VN, затем устанавливается в них номинальный расход жидкости регулировкой общего клапана.
Для осуществления метода необходимо разделить систему на модули различных уровней с общими регулирующими клапанами. Совокупность модулей низших уровней составляет модуль высшего уровня. Балансировку начинают внутри модулей низшего уровня, увязывая их между собой и приближаясь к главному регулирующему клапану всей системы.
Рассматриваемый способ имеет множество вариантов балансировки систем отопления и ТХС, из которых выбирают наиболее экономичный. Оптимальный вариант определяют по следующим критериям: - достижение наиболее низкого располагаемого давления в системе; - достижение наиболее высоких внешних авторитетов клапанов. В обоих случаях наилучшим вариантом являются минимальные потери давления в основном циркуляционном кольце системы. Для этого потери давления в регулирующем клапане также должны быть минимальными. Их принимают исходя из точности приборов измерения перепада давления, как правило, не ниже 3 кПа.
Основные составляющие данного метода представлены в таблице 1 на примере одного модуля, состоящего из трех стояков с регулирующими клапанами. Стрелками изображено действие, которое следует произвести на клапанах: против часовой стрелки – частично открыть клапан; по часовой – частично прикрыть.
Таблица 1
На первом этапе балансировки системы для уменьшения потерь давления в процессе циркуляции теплоносителя полностью открывают регулирующий клапан основного циркуляционного кольца модуля (как правило, наиболее удаленный клапан). При этом допускается частично прикрыть остальные клапаны модуля. Если нет уверенности в установлении основного циркуляционного кольца, то полностью открывают все клапаны модуля, измеряют расход V на каждом клапане. Сопоставляют полученные значения с номинальными расходами VN. У клапана 3 основного циркуляционного кольца модуля отношение V/VN будет наименьшим.
Задача второго этапа состоит в обеспечении на клапанах 2 и 1 такого же отношения V/VN, как у клапана 3. Равенства этих отношений достигают методом последовательных приближений путем их частичного прикрывания. При этом следует учитывать, что приемлемая невязка по перепаду давления составляет от 10 % до 15 %, а по расходу – от 3 % до 4 %.
Третий этап является окончательным в балансировке модуля системы. Регулировкой общего клапана модуля выставляют номинальный поток, т.е. V/VN = 1. По закону пропорциональности на всех клапанах модуля установится также V/VN = 1. На этом регулировка модуля закончена.
Аналогично поступают с остальными модулями системы. Затем из этих модулей составляют общий модуль и также регулируют его. Формируя и регулируя модули высших уровней, доходят до общего (главного) регулирующего клапана всей системы, установленного у насоса (на обратной магистрали). Если регулировка достигается при значительном перекрытии клапана, рекомендуется замена клапана или насоса на другой типоразмер.
Сбалансировав систему, устраняют несоответствие реальных и номинальных расходов теплоносителя в ее циркуляционных кольцах. Балансировка системы упрощается при наличии в системе клапанов со встроенной расходомерной шайбой. Измерение расхода в них осуществляют не по потерям давления в регулирующем отверстии, имеющем разную пропускную способность при каждой настройке, а по потерям давления на расходомерной шайбе с постоянной пропускной способностью. Для клапана без расходомерной шайбы необходимо каждое изменение его настройки указывать в приборе. Для клапана с расходомерной шайбой указывают пропускную способность шайбы лишь один раз для всех измерений.
Установка при необходимости значительного количества регулирующих клапанов приводит к уменьшению внешних авторитетов клапанов терморегуляторов и затрудняет создание системы с идеальным регулированием. Недостатки устраняются при использовании автоматических регуляторов перепада давления вместо клапанов 1, 2 и 3, при этом отпадает необходимость в общих клапанах и процедуры балансировки циркуляционных колец. Балансировка системы производится автоматически.
Пропорциональный метод балансировки применяют для разветвленных систем со сложной конфигурацией модулей, для систем с дальнейшим расширением, а также для систем с поэтапным вводом в эксплуатацию. Осуществляют этот метод один либо два наладчика. Основным недостатком является необходимость многократных измерений для последовательного приближения к необходимому результату. Пропорциональный метод требует наличия измерительного прибора и затрат времени для проведения наладки каждого клапана в несколько этапов.
Компенсационный метод
Компенсационный метод балансировки является обобщением и развитием пропорционального метода (Рисунок 2). Основное его преимущество состоит в возможности настройки значительно разветвленной системы за один этап, при этом отсутствует необходимость многократных измерений (существенно сокращается время проведения наладочных работ). Экономия времени достигается балансировкой отдельных ответвлений системы при незаконченном монтаже остальной части системы, когда контур насоса является уже действующим. Недостатком данного метода является необходимость привлечения трех человек с радиотелефонами и применения дополнительных приборов измерения.
Рисунок 2 – Балансировка системы компенсационным методом
а – эталонный клапан балансировочный; б – клапаны-партнеры балансировочные; в – запорно-регулировочный клапан; г – термостатический клапан; д – воздухоотводчик; е – насос
Метод состоит в том, что регулирующий клапан основного циркуляционного кольца устанавливают на перепад давления равный 3 кПа. Данный клапан называют эталонным и, как правило, он является последним. Все клапаны, подлежащие регулированию, при этом должны быть открыты. Наладчик 3, регулируя клапан-партнер по указаниям наладчика 1, поддерживает настройку эталонного клапана на заданном уровне (перепад давления либо расход теплоносителя). Клапаном-партнером может быть общий клапан модуля (ответвления) либо общий (главный) клапан всей системы. На протяжении процесса балансировки системы наладчик 1 должен контролировать показания измерительного прибора, чтобы на эталонном клапане поддерживался установленный перепад давления. Наладчик 1 передает информацию наладчику 3 о появлении отклонений, возникающих в процессе манипуляций наладчика 2, и наладчик 3 компенсирует эти отклонения регулировкой
Компенсационный метод предназначен для систем с ручными регулирующими клапанами. При использовании автоматических регуляторов перепада давления на стояках или трубопроводных ответвлениях регулировка осуществляется автоматически после настройки регуляторов.
Компьютерный метод
Компьютерный метод основан на использовании микропроцессоров для диагностики клапанов и определения их настройки при балансировке систем. Основной модуль прибора для наладки – дифференциальный манометр с цифровой индикацией давления и со встроенным датчиком давления.
По разности давления в регулирующем клапане или измерительном узле определяют расход теплоносителя и настройку клапана для балансировки системы.
Для отбора импульсов давлений в приборе имеется два штуцера с быстроразъемным креплением для гибких шлангов. Аналогично присоединяют ответные концы шлангов к штуцерам регулирующих клапанов.
Внешний датчик термометра предназначен для измерения температуры окружающей среды. Температуру определяют на выходе клапана внутри штуцера расходомера. Обязательным элементом для балансировки гидравлических систем является встроенный модуль, который определяет расход по перепаду давления в регулирующем клапане либо в измерительном узле. Учет влияния концентрации морозоустойчивых добавок к воде реализуется встроенной функцией корректировки.
Модуль вычисления предварительной настройки клапана является частью модуля расходомера. Вычисление настройки осуществляется по характеристикам клапана, хранящимся в памяти прибора.
Модуль регистрации работает в режиме реального времени и сохраняет данные о давлении, перепаде давления, температуре и расходе теплоносителя, а также типе установленного клапана, его предварительной настройке и идентификации измерений, которые помогают обрабатывать и оценивать результаты на персональном компьютере.
Прибор может осуществлять запись данных в различных точках системы и учитывать ее текущее состояние, а также выбирать способ периодической или частичной регистрации, что позволяет принять оптимальное решение.
Для передачи исходных данных в персональный компьютер используют программное обеспечение, которое позволяет представить данные в виде диаграмм или таблиц. При помощи персонального компьютера создают проект балансировки системы.
Прибор служит для балансировки системы любой степени разветвленности и сохраняет в памяти данные двух систем либо ее ветвей с информацией обо всех регулирующих клапанах (до 32 шт.). Многовариантность разветвлений систем сводят к трем основным схемам (Рисунок 3), особенности которых учитывают в процессе обработки данных.
Рисунок 3 – Схемы балансировки систем
а – с общим регулирующим клапаном; б – без общего регулирующего клапана; в – с разветвлением после насоса
Для схем а, б следует отметить маркировку в опции «общий клапан». Дополнительно для схемы б указывают заданное значение располагаемого перепада давления в системе. Особенностью схемы в является необходимость разделения ее на составные части. Вначале измеряют, рассчитывают и балансируют левую сторону схемы при закрытой правой стороне, затем балансируют правую сторону схемы при закрытой левой стороне. При необходимости осуществляют корректировку схемы с учетом ее реальной конфигурации по натурным наблюдениям.
Алгоритм вычислений составлен для случая, когда на входе регулируемой системы либо ее ветви поддерживается постоянное давление теплоносителя. Кроме того, внутри ветвей отсутствуют клапаны с обратной связью (автоматические регуляторы перепада давления на стояках или приборных ветках, терморегуляторы), поэтому терморегуляторы при балансировке системы должны быть со свободно прикрученными колпачками. По измерениям определяют: - располагаемое давление в системе (либо ее части); - расходы теплоносителя во всех регулирующих клапанах; - перепад давления на каждом клапане в закрытом положении; - температуру воды.
Перед началом вычислений прибором проверяют баланс между заданным количеством клапанов в схеме и количеством продиагностированных клапанов. В результате вычислений на дисплее по порядковому номеру указывается необходимое положение настройки всех клапанов, включая общий клапан.
Окончательные данные по расходам и настройкам балансировочных клапанов следует указать в таблице результатов наладки.
Заключение

В данном реферате были рассмотрены основные методы (способы) регулирования трубопроводной сети систем отопления, теплоснабжения и холодоснабжения:
Метод температурных перепадов
Метод предварительной настройки клапанов
Пропорциональный метод
Компенсационный метод
Компьютерный метод
Библиографический список

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПЫТАНИЮ И НАЛАДКЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ, ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ Р НОСТРОЙ 2.15.4-2011 Москва, 2012 г.
СП 124.13330.2012 Тепловые сети. Актуализированная редакция СНиП 41-02-2003
СНиП 10-01-2003. Система нормативных документов в строительстве. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.
СНиП 41-01- 2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.
СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.
СНиП 41-02-2003. Тепловые сети. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.
СНиП 23-01-99*. Строительная климатология (с изменением №1). - М.: ГУП ЦПП, 2003.
Бейербах В. А. Инженерные сети. Подготовка территорий и зданий : учеб. пособие / В. А. Бейербах. - Ростов н/Д. : Феникс. 2004 - 640 с.
Малеева Т. В. Инженерно-экономические основы градостроительства : учеб. пособие / Т. В. Малеева - СПб. : СПб ГИЭУ. 2003.- 175 с.
Николаевская И. А. Благоустройство территорий : учеб. пособие для вузов / И. А. Николаевская. - М. : Академия. 2002. - 272 с.
Правила и нормы технической эксплуатации жилищного фонда : Учеб. пособие - М. : Омега-Л. 2006. - 136 с.
Еремкин А. И. Тепловой режим зданий : учеб. пособие / А. И. Еремкин, Т. Н. Королева. - М. : изд-во «Ассоциация строительных вузов», 2001. - 273 с.
Николаевская И. А., Горлопанова Л. А., Морозова Н. Ю. Инженерные сети и оборудование территорий, зданий и стройплощадок; Academia - М., 2016. - 224 c.
Нотенко С. Н. Техническая эксплуатация жилых зданий : учеб. пособие / С. Н. Нотенко. - М. : Высшая школа. 2000. - 174 с.
Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений : учеб. пособие / под общ. ред. Ю. П. Сонина. - М. : Высшая школа. 2001.-271 с.
Тихомиров К. В. Теплотехника, теплогазоснабжение, вентиляция : учеб. пособие / К. В. Тихомиров. Э. С. Сергеенко. - М. : Стройиздат. 2003. - 349 с.
Справочник современного инженера жилищно-коммунального хозяйства под общ. ред. JI. Р. Маиляна. - Ростов н/Д : Феникс. 2005 - 352 с. СНиПы : 23-02 2003, 2.04.01-85, 23-01-99. СП 23-101-2004.