Bytové regulátory tlaku si nyní získávají na oblibě a jsou často instalovány v bytech, kde jsou instalovány bytové vstupní jednotky a individuální měřiče. Jak se regulátory tlaku (reduktory) instalované na vstupu potrubí přívodu studené a teplé vody do bytu rozšířily, byla identifikována řada specifických požadavků a byly identifikovány příčiny charakteristických poruch těchto zařízení.
Účelem reduktoru je co nejpřesněji udržovat stanovený výstupní tlak bez ohledu na změny vstupního tlaku a průtoku spotřebované vody. To je nezbytné, aby při různých stupních příjmu vody (v kuchyni, v koupelně, ve sprše) spotřebitelé nepociťovali nepohodlí a v každém místě příjmu vody pomocí armatur bylo možné nezávisle regulovat vodu tok v širokém rozsahu.
Je také důležité, aby reduktor udržoval nastavený tlak i při nepřítomnosti odběru vody (ve statickém režimu), protože to zajišťuje bezproblémový provoz domovních potrubí, armatur a zařízení.
Podle principu činnosti se bytové reduktory příliš neliší od běžných regulátorů tlaku pracujících podle schématu ovládání „po sobě“ (obr. 1). To znamená, že existuje škrticí klapka (odpor), která nastavuje pokles tlaku. Tento rozdíl způsobuje určitou spotřebu. Když se změní přívod vody, změní se tlak za regulátorem. Při změně tlaku za regulátorem se jeho pracovní prvek pohybuje tak, aby vrátil rozdíl přes škrticí klapku na jeho předchozí (nastavenou) hodnotu, tedy stabilizoval průtok a vrátil jej do původních mezí.
Představme si vahadlo se stejnými pažemi a oporou v bodě „O“. Vahadlo je vyváženo dvěma písty „a“ a „b“. Vstupní tlak Рвх. tlačí na malý píst „a“ silou
F1= Pvx. • So,
kde Sa je plocha malého pístu.
Výstupní tlak Pout. tlačí na velký píst „b“ silou F2 = Рвх.• Sb, kde Sb je plocha velkého pístu. Píst „b“ je odpružen pružinou F3 = k • x, kde k je pružnost pružiny a x je velikost stlačení pružiny.
Síly F1 a F3 tedy mají tendenci ventil otevřít a síla F2 má tendenci jej zavírat.
Činnost regulátoru zahrnuje také třecí síly v těsnění velkého a malého pístu a reaktivní hydrodynamické síly na škrticí hraně.
Rýže. 1. Schematické schéma regulátoru tlaku „za sebou“
U membránových převodovek se místo pístu „b“ používá pryžová membrána.
Vzhledem k tomu, že u membránových převodovek je oproti pístovým převodovkám méně třecích ploch, je spolehlivost a životnost takových regulátorů větší, ale náklady na takové převodovky jsou vyšší než u pístových převodovek.
Symbol jednoduchého redukčního ventilu (viz obr. 2) plně odráží výše popsaný princip činnosti – nastavitelný tlak pružiny nastavuje tlak nastavení a tlak „po sobě“ Pout, měnící se v důsledku změn průtoku v potrubí. vedení, má tendenci ventil otevírat/zavírat tak, aby průtok reduktorem (způsobený rozdílem na pracovní hraně ventilu) zůstal stejný. I při určité změně vstupního tlaku Рвх. převodovka se stále snaží udržovat pružinou nastavený rozdíl, a tedy i průtok ve vedení za sebou.
Rýže. 2. Schematické označení redukčního ventilu
Ideální převodovka by měla mít téměř lineární horizontální charakteristiku v celém rozsahu provozních tlaků. V praxi tomu tak zdaleka není a obecně typická charakteristika převodovky vypadá tak, jak je znázorněno na obr. 3. Hystereze (Δ) nastává v různých směrech procesu – se zvýšením nebo snížením průtoku (příjmu vody), tj. kterým směrem se pracovní prvek (tyč s cívkou) aktuálně pohybuje. Příčinou hystereze je nelinearita ovládacích prvků, způsobená především třením v kontaktních částech převodovky, mezerami v kinematickém řetězci regulátoru a přítomností nečistot (usazenin) na pracovních prvcích. To znamená, že při stejném průtoku může být výstupní tlak odlišný. To je patrné zejména u pístových regulátorů tlaku. V membránových regulátorech je nelinearita vlastní membráně samotné – v závislosti na velikosti posunutí z neutrální polohy se mění efektivní plocha membrány, to znamená odezva na změny změn tlaku. pokud je hystereze Δ větší než 10 %, pak se takový regulátor tlaku nedoporučuje používat jako bytový.
Sklon charakteristiky ve vodorovném řezu určuje pracovní rozsah regulace s danou chybou.
Rýže. 3. Typický graf průtoku redukčního ventilu s rostoucím (modrá křivka) a klesajícím průtokem (červená čára)
O vhodnosti reduktoru pro provoz jako bytového regulátoru však nerozhoduje pouze přesnost. Výrobci regulátorů tlaku zpravidla vyrábějí poměrně širokou škálu reduktorů, jak membránových, tak pístových, které se od sebe konstrukčně liší v průchodnosti, rozsahech nastavení, maximálním redukčním koeficientu, doplňkových možnostech atd. Například tabulka 1 ukazuje typy regulátorů tlaku, vyráběné pod značkou VALTEC.
Z nomenklatury uvedené v tabulce 1 je největší poptávka po převodovkách kombinovaných s kulovým kohoutem a mechanickým čistícím filtrem. Výrazně zkracují instalační délku bytové vstupní jednotky, jsou nepřístupné vnějšímu zásahu při továrním nastavení výstupního tlaku a výborně se hodí jako bytové regulátory.
Provozní spolehlivost a udržovatelnost jsou nejdůležitější ukazatele, které závisí na kvalitě samotné vody, její tvrdosti, čistotě a obsahu rozpuštěných plynů (vzduchu). Kromě toho je důležitá vhodnost převodovky pro průchod pitné vody (tedy použití vhodných materiálů), nepřístupnost neoprávněným zásahům do nastavení – tyto a řada dalších dalších podmínek rozlišují bytové regulátory do samostatné skupiny regulačních ventilů. Aktuální doporučení pro instalaci bytových regulátorů jsou uvedena v DSTU-N B V.3.2-3:2014 „Směrnice pro tepelnou modernizaci obytných budov“.
Jak ukázaly zkušenosti z provozu pístových zařízení, u silně znečištěné vody je pozorováno rychlé opotřebení a/nebo tzv. opotřebení. „zakysání“ těsnicích kroužků pístu. Membránové regulátory jsou méně náchylné k tomuto typu poruchy.
Tabulka 1. Převodovky značky VALTEC
Pokud mluvíme o nejčastějších důvodech poruch bytových regulátorů tlaku, tak největší procento stížností na provoz bytových reduktorů je způsobeno tím, že reduktor „nedrží“ nastavený tlak ve statickém režimu. To znamená, že při absenci přívodu vody se tlak za reduktorem zvýší výše než nastavený tlak.
Rýže. 4. Objevení se kapiček vody z komory pružiny svědčí o opotřebení těsnění pístu
Ve většině případů je to způsobeno tím, že se pevné nerozpustné částice dostávají na sedlo cívky. V důsledku takového zanesení cívka těsně neuzavře vodní kanál a tlak za převodovkou se začne zvyšovat. Převodovka se tak změní na regulérní plyn. Takovou poruchu lze snadno odstranit jednoduchým vyčištěním sedátka a samotné cívky. To znamená, že před převodovku musí být instalován uzavírací ventil a převodovka samotná musí mít konstrukční opravitelnost požadovanou. Pokud není poškozeno samotné sedadlo, pak po vyčištění převodovka obnoví svou funkčnost.
Často nepřijatelné zvýšení tlaku za reduktorem umístěným na systému přívodu studené vody není vůbec spojeno s poruchou regulátoru tlaku, ale je způsobeno jiným důvodem. Studená voda s teplotou výrazně nižší než pokojová teplota, vstupující do bytového systému, při absenci dodávky vody (například v noci) se ohřívá na pokojovou teplotu. Zahřívání vody způsobí její expanzi a zvýšení tlaku za reduktorem.
Situaci lze napravit instalací membránového tlumiče vodních rázů (něco jako expanzní nádrž) za převodovku. Pneumatická kapacita klapky bude kompenzovat přebytečnou vodu v důsledku její expanze, což zabrání tomu, aby tlak na převodovku „po sobě“ překročil povolené meze.
Další častou příčinou poruch pístových převodovek je opotřebení o-kroužků velkého nebo malého pístu (viz obr. 4). Intenzita tohoto opotřebení výrazně závisí na kvalitě vody dodávané z vodovodu. Zvýšená tuhost a přítomnost malých nerozpustných částic vede k aktivnímu abrazivnímu účinku na části těsnění.
Mechanické čisticí filtry instalované před převodovkou, stejně jako vestavěné filtry s velikostí ok 200÷500 mikronů, nedokážou armaturu ochránit před drobnými rozptýlenými částicemi. Tato situace se zhoršuje instalací převodovek tak, aby tyč s cívkou a písty byla ve vodorovné poloze. V tomto případě se nerozpustné částice hromadí na dně komory pístu a urychlují opotřebení těsnění.
Opotřebení těsnění se projevuje výskytem kapek vody ve ventilačním otvoru komory pružiny (obr. 4). Většina moderních bytových regulátorů tlaku je zpravidla opravitelná, takže k odstranění netěsnosti stačí vyměnit kroužky na pístu, vyčistit usazeniny na stěnách pístové komory a regulátor tlaku bude opět fungovat .
Mnohem větší nebezpečí spočívá ve špatné volbě převodovky podle průtoku. Když průtok reduktorem začne překračovat nominální hodnotu uvedenou v tabulce 2 a redukční koeficient (poměr vstupního a výstupního tlaku) překročí 2,5, může dojít ke kavitaci v oblasti sedla.
Silné přiškrcení průtoku a prudký lokální pokles tlaku způsobí uvolnění bublin vodní páry z vody, které kolabováním vytvoří lokální zvýšení tlaku až na několik tisíc barů. Kavitace způsobuje nejen zvýšený hluk z převodovky, ale může zcela zničit samotné sedlo, oblast přiléhající k sedlu a dokonce i stěnu skříně převodovky (obr. 5 a 6).
Rýže. 5. Kavitační destrukce oblasti sedadla a stěny převodovky
Rýže. 6. Kavitační destrukce klece šoupátka převodovky
Řada výrobců vyrábí sedlo ventilu s nerezovým kroužkem, který podle nich spolehlivě chrání převodovku před účinky kavitace. Toto opatření však žádným způsobem nechrání oblast přiléhající k sedlu a stěnám skříně převodovky.
Tabulka 2. Průtok reduktorem QN v závislosti na jmenovité světlosti (DN)
Aby byl regulátor tlaku v bytě spolehlivě chráněn před kavitací, musíte při jeho výběru dodržovat následující pravidla:
- Průtok převodovkou nesmí překročit hodnoty uvedené v tabulce 2. Tato tabulka je vypočtena podle požadavků DIN EN 1567:2000 při rychlosti proudění 2 m/s. Obvyklá rychlost pohybu vody v potrubí vnitřních sítí by neměla překročit 1,5 m/s.
- Pracovní bod převodovky na základě poměru vstupního a výstupního tlaku by měl ležet v zelené zóně na kavitačním diagramu (obr. 7).
- Tlaková ztráta na reduktoru (rozdíl na škrticí hraně) ve vztahu k nastavenému tlaku by neměla překročit 1,2 bar.
Rýže. 7. Kavitační diagram
Co dělat, když nemůžete najít domácí převodovku, která by vyhovovala uvedeným podmínkám? Například vstupní tlak do reduktoru ve výškové budově je 10 barů a výstupní tlak je vyžadován 2,7 baru. Podle grafu na Obr. 7, bude taková převodovka pracovat v zóně, kde může docházet ke kavitaci, tj. koeficient pro vypočtený redukční průtok přesahuje 2,5. V tomto případě je nutné kaskádové snížení tlaku, to znamená, že první reduktor musí být nastaven na tlak 4 bar a další na 2,7 bar. Pouze v tomto případě bude zajištěn dlouhodobý bezporuchový provoz regulátorů tlaku.
pokud toto opatření nepomůže, pak by schéma zapojení mělo být provedeno podle dvouzónového vodovodního systému, kdy jsou stoupačky vody rozděleny do dvou zón na výšku. Například v 16patrové budově stoupačky první zóny zásobují první až osmé patro a druhá zóna – od devátého do šestnáctého.
Bytové regulátory tlaku jsou spolehlivá zařízení. Například postup testování regulátorů na netěsnosti zahrnuje cyklické zatížení vysokým tlakem nejméně 50000 XNUMXkrát. Pokud je však salinita vody a míra její kontaminace mechanickými částicemi normální, rozsah provozního tlaku a pracovní bod regulátoru jsou správně zvoleny, pak je porucha převodovky pravděpodobně způsobena konstrukčními a výrobními nedostatky. Používejte převodovky pouze od výrobců, kteří se osvědčili jako vysoce kvalitní pro své výrobky.
Nelze nezmínit ještě jeden aspekt související s regulátory tlaku vody v bytě. Často návrháři, aniž by se obtěžovali složitými výpočty, plánují instalaci bytových převodovek do bytů ve všech patrech budovy. Ale je to opravdu nutné? Doporučujeme obyvatelům, aby si před spuštěním do prodejny pro „správný“ reduktor změřili tlak teplé a studené vody u vchodu do bytu. pokud tento tlak nepřesáhne 4,5 baru a rozdíl mezi tlaky studené a teplé vody nepřesáhne 1 bar, pak prostě není potřeba instalovat žádný regulátor tlaku.
Přečtěte si články a novinky na kanálu AW-Therm Telegram. Přihlaste se k odběru kanálu YouTube.
