УРАВНИТЕЛЬНЫЙ ВЕНТИЛЬ Российский патент 2015 года по МПК F24D19/10 G05D7/06 F16K17/00 

Изобретение относится к гидравлическим сетям зданий, в частности к уравнительному вентилю с заслонкой, имеющему вход и выход и установленному за терморегулирующим элементом, включенным в гидравлическую сеть с, по существу, постоянным давлением.

Уравнительный вентиль является, по определению, устройством, предназначенным для управления давлением на входе в ветвях гидравлической сети, содержащей терморегулирующие элементы, например термостатические клапаны для радиаторов в ветвях отопительных сетей или регулирующие вентили для конвекционных вентиляторов в ветвях сетей кондиционирования воздуха.

Уравнительный вентиль - это основной элемент, обеспечивающий соответствие стандартам рационального использования энергии в новых зданиях согласно классификации: Здание с Низким Потреблением ЗНП (ВВС), Исключительно Высокие Энергетические Показатели ИВПЭ (ТНРЕ), Исключительно Высокие Энергетические Показатели и Возобновляемые Источники Энергии, ИВПЭ ВИЭ (ТНРЕ EnR) и, согласно ожидаемому в ближайшее время классу: Здание с Ультранизким Энергопотреблением ЗУЭ (Effinergy), либо соответствие иным нормам, касающимся экологических и/или тепловых характеристик.

В гидравлических сетях зданий выравнивание давлений является завершающим этапом монтажа. Его цель состоит в обеспечении распределения тепла текучей среды в соответствии с потребностями здания, что предполагает поддержание требуемого расхода в требуемом месте.

Процессы в гидравлических сетях динамичные, потребности в тепле, а следовательно, расход текучей среды разные и зависят от времени года, ориентации здания и вида деятельности, однако в большинстве устанавливаемых систем достаточно использования уравнительных вентилей, обеспечивающих возможность регулировки в те периоды, когда требуется наибольшее количество тепла.

Известны системы регулирования циркуляции текучей среды в системах зданий с помощью уравнительных и регулирующих вентилей, например, с использованием центрального блока обработки, определяющего, надо ли внести изменения в параметры регулирующего вентиля. Все изменения, вносимые в работу регулирующих вентилей, влекут за собой необходимость новых регулировок уравнительных вентилей.

Как бы то ни было, для таких вентилей необходимо использовать централизованную систему обработки с дистанционными средствами связи для обеспечения согласованности регулировок и диагностики сети.

Кроме того, в случае использования дистанционных средств связи, в частности беспроводных, со всеми регулирующими вентилями, уравнительными вентилями и блоком централизованной обработки, происходит снижение надежности уравнительных вентилей, не получающих одинаковых сигналов от указанного блока обработки.

Регулирование уравнительных вентилей представляет собой довольно сложную и дорогостоящую операцию, которая требует использования программных средств, рассчитанных специально на подобные регулировки, и специальных знаний в области гидравлики. Вследствие гидравлических взаимодействий между разными ветвями сети такие регулировки затруднены без использования специальных методов и/или инструментов.

Сказанное объясняется тем простым обстоятельством, что такие уравнительные вентили располагают на разном удалении от централизованной системы обработки, а сигналам, поступающим от этой системы, приходится преодолевать всевозможные стены и перегородки разной толщины, из-за чего существенно уменьшается их амплитуда.

Изобретение ставит своей целью полностью или частично устранить перечисленные выше недостатки.

Для достижения этой цели предложен уравнительный вентиль с заслонкой, который имеет вход и выход и установлен за терморегулирующим элементом, включенным в ветвь гидравлической сети с, по существу, постоянным давлением (ΔP), отличающийся тем, что он снабжен средствами измерения характеристического значения текучей среды, циркулирующей через автоматический уравнительный вентиль, средствами управления положением заслонки автоматического уравнительного вентиля, средствами хранения данных, в которых хранятся внутренние и внешние параметры уравнительного вентиля, и независимыми средствами обработки, рассчитанными таким образом, чтобы обеспечить автоматическое выравнивание в ветви, с использованием величин характеристического значения текучей среды, полученных с помощью измерительных средств, средств управления и данных, хранящихся в средствах хранения.

Таким образом, получен уравнительный вентиль, автоматически функционирующий вне зависимости от помех в сети, с автоматической настройкой под требуемые гидравлические режимы и работающий с полной автономией без необходимости в централизованной системе обработки.

Реализуемое автоматическое выравнивание может быть использовано в системах статического выравнивания, и/или динамического выравнивания, и/или выравнивания со связью.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства обработки обеспечивают автоматическое, так называемое «статическое», выравнивание, при котором параметры, хранящиеся в средствах хранения данных, собирают вместе с результатами измерений, полученными с помощью измерительных средств, с целью получения опорных значений, характерных для гидравлической сети.

В соответствии с другим вариантом осуществления, средства обработки обеспечивают автоматическое, так называемое «динамическое» выравнивание, при котором опорные значения, предпочтительно определенные выше, использованы для управления работой средств управления положением заслонки с целью поддержания перепада давления или расхода при, по существу, постоянном расходе в ветви гидравлической сети (ΔP), в которой установлен уравнительный вентиль.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления, средства обработки обеспечивают обмен и изменение данных о выравнивании с целью адаптации и диагностики всей гидравлической сети.

В соответствии со следующим вариантом осуществления, средства обработки обеспечивают связь вентилей с центральным блоком с целью регулирования и изменения опорных значений и тем самым снижения гидравлических потерь в сети и количественной оценки энергетических выгод генерирования и распределения.

Благодаря этим средствам обработки, дающим представление об установке в целом, обеспечена быстрота диагностики и принятие мер восстановительного, корректирующего или административного характера.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, измеренное характеристическое значение циркулирующей через уравнительный вентиль текучей среды соотносят с ее расходом. В других случаях могут быть приняты в расчет расход и температура.

Расход циркулирующей через вентиль текучей среды может быть измерен точно и без затруднений.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, внутренние параметры уравнительного вентиля включают в себя представленные его изготовителем гидравлические характеристики, отражающие перепад давления (ΔP_vanne) между входом и выходом уравнительного вентиля в зависимости от расхода (Q), при данном положении заслонки уравнительного вентиля.

Благодаря этому легко и с достаточно точным приближением определяют положение заслонки вентиля, соответствующее предположительно изменяющемуся перепаду давления на вентиле, с целью обеспечения определенного расхода, которое равно расходу, требуемому для выравнивания.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства обработки выполняют в процессе автоматического статического выравнивания расчет опорного характеристического коэффициента (Z_ref) задания параметров гидравлической сети, рассматриваемого в зависимости от двух или более определенных значений расхода, например, при 75% и 50% полного открытия (Q_{Kv 75%}, Q_{Kv 50%}), для двух разных положений (P_75%, P_50%) заслонки и от соответствующих значений характеристических коэффициентов (Kν_75%, Kν_50%) задания параметров уравнительного вентиля, рассчитанных на основе перепадов давления (ΔP_vanne), задаваемых собственными гидравлическими характеристиками вентиля.

Таким образом, возможно выполнение автокалибровки вентиля с целью повышения точности теоретических собственных характеристик вентиля. Становится также возможным подтверждение расчетного значения опорного характеристического коэффициента задания параметров гидравлической сети теоретическим значением, заданным в архитектурных чертежах для случаев с новым и реконструированным зданием.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, внешние параметры уравнительного вентиля включают в себя заданное значение (Q_consigne) расхода через уравнительный вентиль, соответствующего оценке потребности терморегулирующего элемента в данной ветви гидравлической сети, например, радиатора или конвекционного вентилятора.

Таким образом, возможно, в частности, осуществить адаптацию уравнительного вентиля к ветви гидравлической сети, в которой он установлен. Оценка расхода получает количественное выражение через потребность в энергии, обусловленную рабочими температурами узлов системы отопления и/или кондиционирования воздуха.

В соответствии с тем же вариантом осуществления, предусмотрено внесение заданного значения (Q_consigne) расхода в программу с помощью средств хранения данных автоматического уравнительного вентиля.

Таким образом, обеспечено автоматическое изменение заданного значения в зависимости от времени и, следовательно, от внешних и внутренних окружающих условий.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства обработки выполняют в процессе автоматического статического выравнивания расчет скорректированного значения (Kν_{réactualisée}) для характеристического коэффициента (Kν) задания параметров вентиля, в зависимости от определенного расхода (Q_mesuré), при положении заслонки, соответствующем заданному значению (Q_consigne), и от соответствующего ему характеристического коэффициента (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля, а также от опорного характеристического коэффициента (Z_réf) задания параметров гидравлической сети.

Таким образом, обеспечена компенсация воздействия сети, воспринимаемого как разность между заданным значением расхода (Q_consigne) и фактически определенным значением (Q_mesuré).

В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства обработки выполняют в процессе автоматического статического выравнивания расчет опорного перепада давления (ΔP_réf) в ветви гидравлической сети со скорректированным характеристическим коэффициентом (Kν_{réactualisee}) задания параметров вентиля по формуле:

Таким образом, обеспечено получение опорных значений, которые могут быть использованы для управления установкой или для любых иных операций в сети.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, средства обработки оказывают воздействие в процессе автоматического динамического выравнивания на средства управления положением заслонки с помощью исполнительного механизма с целью поддержания опорного перепада давления (ΔP_réf), по существу, постоянным в ветви сети, вне зависимости от потребности гидравлической сети.

Таким образом, обеспечено поддержание, по существу, постоянного перепада давления в ветви с уравнительным вентилем и терморегулирующим элементом, вне зависимости от потребности гидравлической сети.

Изобретение охватывает также способ автоматического, так называемого «статического», выравнивания гидравлических режимов одного или нескольких терморегулирующих элементов, включенных в ветвь гидравлической сети с, по существу, постоянным перепадом давления (ΔP), содержащей уравнительный вентиль описанного выше типа, отличающийся тем, что он включает в себя этапы в указанном ниже порядке:

- извлекают из средств хранения данных заданное значение расхода (Q_consigne),

- калибруют уравнительный вентиль, определяя расходы для двух или более известных положений заслонки уравнительного вентиля, соответствующих характеристическим коэффициентам автоматического уравнительного вентиля, например 75% и 50% максимального открытия вентиля,

- вычисляют характеристический коэффициент (Z_ref) задания параметров гидравлической сети и соответствующий характеристический коэффициент (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля,

- устанавливают заслонку вентиля в соответствующее расчетному значению положение,

- определяют расход (Q_mesuré), если

- определенный расход (Q_mesuré) находится в диапазоне значений, установленном, например, в пределах плюс-минус 5% по отношению к заданному значению расхода (Q_consigne), то:

- заданное значение расхода (Q_consigne) меняют на определенное значение расхода (Q_mesuré),

- характеристический коэффициент (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля, соответствующий характеристическому коэффициенту (Z_réf) задания параметров гидравлической сети, делают опорным характеристическим коэффициентом (Kν_réf) задания параметров, и

- опорный перепад давления (ΔP_réf) в ветви (4) гидравлической сети (5) вычисляют исходя из опорного характеристического коэффициента (Kν_réf) задания параметров и определенного расхода (Q_mesuré),

в противном случае

- возвращаются к этапу вычисления характеристического коэффициента (Z_réf) задания параметров гидравлической сети и соответствующего характеристического коэффициента (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля.

Предметом изобретения является также способ автоматического, так называемого «динамического», выравнивания входного давления одного или нескольких терморегулирующих элементов, включенных в ветвь гидравлической сети с, по существу, постоянным перепадом давления (ΔP), содержащей уравнительный вентиль описанного выше типа, отличающийся тем, что включает в себя этапы в указанном ниже порядке:

- в первую очередь выполняют этапы определения характеристик, описанные применительно к способу автоматического, так называемого «статического», выравнивания, с целью определения гидравлических режимов в ветви,

- ожидают, по истечении первого установленного интервала времени, стабилизации циркуляции текучей среды через уравнительный вентиль (1); этот интервал времени является задаваемым параметром, предпочтительно равным 30 минутам,

- определяют расход (Q), на основе которого рассчитывают перепад давления (ΔP),

- если перепад давления (ΔP) находится в диапазоне значений, установленном, например, в пределах плюс-минус 5% по отношению к опорному значению (ΔP_réf) перепада давления, то

- возвращаются к первому этапу ожидания по истечении первого установленного интервала времени, в противном случае

- вычисляют характеристический коэффициент (Z) задания параметров гидравлической сети и соответствующий характеристический коэффициент (Kν) задания параметров автоматического уравнительного вентиля,

- устанавливают заслонку уравнительного вентиля в положение, соответствующее характеристическому коэффициенту (Kν) задания параметров автоматического уравнительного вентиля,

- ожидают истечения второго установленного интервала времени, после чего возвращаются к началу этапа, причем этот интервал времени является задаваемым параметром, предпочтительно равным пяти минутам. Пояснения к изобретению в нижеследующем описании, приведенном со ссылками на приложенные в качестве примера иллюстрации, не имеют ограничительного характера и излагают принцип действия предлагаемого уравнительного вентиля.

Фиг.1 представляет собой принципиальную схему гидравлической распределительной сети, снабженной уравнительными вентилями согласно изобретению;

фиг.2 - пример графика, предоставленный конструктором уравнительного вентиля;

фиг.3 - иллюстрация в векторном виде адаптивных возможностей предлагаемого уравнительного вентиля;

фиг.4 - график изготовителя, иллюстрирующий адаптивные возможности предлагаемого уравнительного вентиля;

фиг.5 - иллюстрация отдельных этапов эксплуатации предлагаемого уравнительного вентиля;

фиг.6 - схема уравнительного вентиля.

Как видно на фиг.1, уравнительный вентиль 1 с заслонкой 2, имеющий вход А и выход В, установлен за терморегулирующим элементом 3, включенным в ветвь 4 гидравлической сети 5 с, по существу, постоянным перепадом давления (ΔP), создаваемым насосом 6.

Если исходить из предположения, что гидравлическая сеть 5 работает с, по существу, постоянным перепадом давления, создаваемым насосом 6, то можно записать уравнение:

ΔP_pump=ΔP_{élémentsurleréseau}+ΔP_vanne

где, как известно,

ΔP_{élémentsurlereseau}=Q²Z, где буквой Z обозначен характеристический коэффициент задания параметров гидравлической сети 5, одной ветви 4 или какого-либо регулирующего органа, например, уравнительного вентиля 1, а

ΔP_vanne=(Q/Kν)², где символом Kν обозначен характеристический коэффициент задания параметров вентиля 1.

Указанный коэффициент Kν, характеристический коэффициент задания параметров вентиля 1, характеризует угол наклона прямых, соответствующих разным положениям заслонки 2 уравнительного вентиля 1 на графиках фиг.2 и 4.

Адаптацию открытия уравнительного вентиля 1 осуществляют в два этапа. Первый этап автоматического, так называемого «статического», выравнивания служит для идентификации различных параметров, характеризующих гидравлическую сеть 5 и рассматриваемый уравнительный вентиль 1. Второй этап автоматического, так называемого «динамического», выравнивания имеет целью отрегулировать давление на входе терморегулирующего элемента 3 в соответствии с оценочной величиной потребности этого элемента 3, причем эта оценка может меняться заданным образом во времени.

Благодаря первому этапу автоматического статического выравнивания становится возможной, в первую очередь, автокалибровка на основе расхода Q через уравнительный вентиль 1 для двух или более известных положений открытия заслонки 2 вентиля 1.

Эти измерения выполняют с помощью специальных измерительных средств 7, помещенных в уравнительном вентиле 1 или в ветви 4, в которой этот вентиль установлен.

Кроме того, уравнительный вентиль 1 снабжен средствами 8 управления положением заслонки 2 вентиля, а также средствами 11 хранения данных, хранящих различные свойственные уравнительному вентилю 1 внутренние параметры и различные внешние параметры, зависящие от эксплуатации и функционирования этого вентиля.

Уравнительный вентиль 1 схематично показан на фиг.6.

Все элементы уравнительного вентиля 1 установлены на его корпусе 9. Заслонка 2 приводится в движение управляющим средством 8 типа исполнительного механизма. Измерительные средства 7 посылают фактическую информацию о гидравлических характеристиках в средства 10 обработки, которые обрабатывают и передают информацию о положении заслонки 2 в управляющее средство 8. Средства 10 обработки обеспечивают связь со средствами 11 хранения требуемой информации и передают информацию в систему 12 сбора данных.

Измерительные средства 7, средства 8 управления положением заслонки 2 уравнительного вентиля 1, а также средства 11 хранения данных подключены к независимым средствам 10 обработки в уравнительном вентиле 1 и производят в процессе автоматического статического выравнивания сбор параметров из средств 11 хранения данных и полученных измерительными средствами 7 результатов измерений с целью такого управления средствами 8 управления положением заслонки 2 в ходе автоматического динамического выравнивания, чтобы обеспечить постоянство перепада давления в ветви 4 гидравлической сети 5, в которой установлен уравнительный вентиль 1.

Два или более известных положений открытия уравнительного вентиля 1 выбраны произвольно и могут соответствовать, например, 75% и 50% максимального открытия уравнительного вентиля (1).

Вычислительный процесс обеспечивает возможность оценки характеристического коэффициента Z задания параметров гидравлической сети 5.

Тем самым подтверждено соответствие архитектурных чертежей фактически установленной гидравлической сети 5.

При работе с открытым на 75% уравнительным вентилем 1 справедливо уравнение:

При работе с открытым на 50% уравнительным вентилем 1 справедливо уравнение:

Из предположения, что насос 6 работает с постоянным ΔP и, следовательно, ,

следует:

и, соответственно,

Данный расчет производят средствами 10 обработки, при этом вычисленное значение указанного характеристического коэффициента Z_réf задания параметров гидравлической сети 5 хранят в средствах 11 хранения данных.

Производят извлечение заданного значения расхода Q_consigne, соответствующего оценке потребности в ветви 4, из средств 11 хранения данных, где оно хранится.

Заданный расход Q_consigne легко поддается оценке в отношении как новых, так и реконструированных зданий.

В новых зданиях он соответствует архитектурным расчетам.

Для реконструированных зданий архитектурные чертежи и документацию выполняют реже. Тем не менее оценка расхода получает количественное выражение через потребность в энергии, диктуемую рабочими температурами терморегулирующих элементов 3 в системах отопления или кондиционирования воздуха.

Исходя из того же предположения, что гидравлическая сеть 5 работает в условиях, по существу, постоянного давления, создаваемого насосом 6, можно записать уравнение:

откуда следует:

Для уравнительного вентиля 1 учитывают значение опорного характеристического коэффициента Kν_consigne задания параметров вентиля.

Однако имеет место расхождение между сообщенным заданным расходом Q_consigne и фактически измеренным значением расхода Q_mesuré.

Расхождение подлежит устранению и обусловлено, в основном, воздействием гидравлической сети 5.

В течение периода стабилизации уравнительные вентили 1 сохраняют настройку в соответствии с интервалом допусков, ограниченным величиной Q_consigne, причем интервал допусков является задаваемым параметром, например, ±5%.

Q_consigne-5%<Q_mesuré<Q_consigne+5%

Компенсацию осуществляют с использованием предшествующей формулы, в которой на место Q_consigne подставляют Q_mesuré, а на место Q_Kv75% подставляют Q_consigne, откуда следует:

При стабилизации происходит расчет или перерасчет характеристического коэффициента K_ν задания параметров уравнительного вентиля 1 и характеристического коэффициента Z задания параметров так называемый «опорной» гидравлической сети 5.

Коэффициенты Z и K_ν служат в дальнейшем для контроля работы установки или любых иных операций в гидравлической сети 5.

В тот же момент в системе производится расчет опорного перепада давления ΔP_réf в контуре, для использования на так называемой «динамической» стадии, подробно изложенной ниже.

На этом втором этапе так называемого «динамического» автоматического выравнивания по-прежнему справедливо предположение, что гидравлическая сеть 5 работает с, по существу, постоянным перепадом давления, создаваемым насосом 6.

От разработчиков уравнительного вентиля 1 получены относящиеся к уравнительному вентилю 1 графики представленного на фиг.2 типа.

На графиках отображен перепад давления ΔP между выходом В и входом А вентиля 1 в зависимости от расхода Q циркулирующей через него текучей среды. График на фиг.2 относится к модели ДУ32 (DN32), выпускаемой компанией СОМАР®.

Диагональными линиями обозначены разные положения регулировки, обеспечиваемые вентилем 1. Эти положения промаркированы на ручке управления вентилем. Угол наклона этих линий отражает величину характеристического коэффициента K_ν задания параметров уравнительного вентиля 1.

Расшифровка графика не требует специальных знаний. Действительно, основываясь на требуемом номинальном расходе и перепаде давления ΔP_vanne для текучей среды, циркулирующей через находящийся в ветви 4 гидравлической сети 5 уравнительный вентиль 1 можно посредством регулировки привести вентиль в требуемое положение.

Так, например, при перепаде давления ΔP_vanne=0,1 бар в ветви 4 и требуемом номинальном расходе, равном 900 л/ч, регулировку положения выполняют посредством установки вентиля 1 в положение 16.

Таким образом, необходимо согласовать открытие заслонки 2 уравнительного вентиля 1 с номинальным расходом, требуемым, например, при открытии или закрытии терморегулирующего элемента 3 типа радиатора, с поддержанием в течение максимально возможного времени постоянного перепада давления в ветви 4, в которой установлен уравнительный вентиль 1.

Возможности подобной адаптации к условиям работы радиатора показаны в векторном виде на фиг.3.

При закрытии радиатора расход через уравнительный вентиль 1 падает, приводя к увеличению полного сопротивления гидравлической сети 5 и, следовательно, к возрастанию перепада давления ΔP в ветви 4 гидравлической сети 5.

При этом надо иметь в виду, что в момент t уравнительный вентиль 1 находится в открытом положении, как если бы был открыт радиатор. Благодаря возможностям адаптации происходит компенсация перепада давления ΔP посредством снижения перепада давления ΔP_vanne между выходом В и входом А уравнительного вентиля 1 в момент t1.

На фиг.3 показано, что предлагаемый уравнительный вентиль 1 обеспечивает в отношении опорного перепада давления ΔP_réf в ветви 4, вычисленного на этапе автоматического, так называемого «статического», выравнивания, по существу, независимость от потребности гидравлической сети 5.

Подобным же образом, при открытии радиатора, предлагаемый уравнительный вентиль 1 обеспечивает адаптацию открытия посредством установки своей заслонки 2, в данном случае, в положение, соответствующее большему открытию.

На фиг.4 демонстрируется закрытие радиатора по графику фиг.2.

В этом случае происходит уменьшение расхода Q в ветви 4, вследствие чего уравнительный вентиль 1 стремится к положению «закрыто».

На этой же фиг.4 положение вентиля перед замером соответствовало позиции 16.

В момент замера пользователь закрывает радиатор, что равносильно падению расхода Q в ветви 4. В данном случае происходит смена расхода Q с 900 л/ч на 270 л/ч. Таким образом, на графике отображается изменение перепада давления ΔP_vanne в уравнительном вентиле 1 по формуле:

В соответствии с изобретением, производят сравнение ΔP_réf и ΔP в момент замера, после чего корректируют положение регулировки уравнительного вентиля 1, переходящего в этом случае с позиции Р16 на позицию Р8. Таким образом, уравнительный вентиль 1 оказывается отрегулированным на соответствующий потребности расход Q.

Согласно тому же способу расчета уравнительный вентиль 1 может занимать и более высокую позицию при увеличении расхода вследствие открытия радиатора.

Таким образом, уравнительный вентиль 1 представляет собой гибкое автономное устройство, способное адаптироваться в любой требуемый момент к потребностям гидравлической сети 5.

Кроме того, он функционирует на основании только одной входной величины, а именно заданного расхода Q_consigne, который определяют либо на основании архитектурных данных для нового здания либо, в случае с реконструированным зданием, на основании соответствия данным более ранних работ по техобслуживанию или получают в результате расчета простыми программными средствами, выпускаемыми компанией СОМАР®.

Уравнительный вентиль 1 прост в эксплуатации, доступен любому пользователю, позволяет сэкономить время в процессе монтажа и финансовые средства в течение срока службы.

Помимо функции выравнивания, уравнительный вентиль 1 обеспечивает также функции управления и технического обслуживания установки гидравлической сети 5.

В приведенном выше описании использованы частные примеры осуществления изобретения, которые, очевидно, не ограничивают изобретение, а напротив, охватывают всевозможные технические эквиваленты рассмотренных здесь средств, а также их различные комбинации.

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена для выравнивания давлений в гидравлических сетях зданий, в которых расход текучей среды разный и зависит от времени года. Уравнительный вентиль (1) с заслонкой (2) имеет вход (А) и выход (В) и установлен за терморегулирующим элементом (3), включенным в ветвь (4) гидравлической сети (5) с, по существу, постоянным давлением (ΔP). Уравнительный вентиль снабжен средствами (7) измерения характеристического значения текучей среды, циркулирующей через уравнительный вентиль (1), средствами (8) управления положением заслонки (2) уравнительного вентиля (1), средствами (11) хранения данных, в которых хранятся внутренние и внешние параметры уравнительного вентиля (1), и независимыми средствами (10) обработки, рассчитанными таким образом, чтобы обеспечить автоматическое выравнивание в ветви (4) с использованием величин характеристического значения текучей среды, полученных с помощью измерительных средств (7), средств (8) управления и данных, хранящихся в средствах (11) хранения. Имеются способы для реализации указанных операций выравнивания давления. Группа изобретений направлена на простоту в эксплуатации, на доступность любому пользователю, на экономию времени в процессе монтажа и финансовых средств в течение срока службы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Уравнительный вентиль (1) с заслонкой (2), который имеет вход (А) и выход (В) и установлен за терморегулирующим элементом (3), включенным в ветвь (4) гидравлической сети (5) с, по существу, постоянным давлением (ΔP), отличающийся тем, что он снабжен:
- средствами (7) измерения характеристического значения текучей среды, циркулирующей через уравнительный вентиль (1),
- средствами (8) управления положением заслонки (2) уравнительного вентиля (1),
- средствами (11) хранения данных, в которых хранятся внутренние и внешние параметры уравнительного вентиля (1),
- независимыми средствами (10) обработки, рассчитанными таким образом, чтобы обеспечить автоматическое выравнивание в ветви (4) с использованием величин характеристического значения текучей среды, полученных с помощью измерительных средств (7), средств (8) управления и данных, хранящихся в средствах (11) хранения.

2. Уравнительный вентиль (1) по п.1, отличающийся тем, что средства (10) обработки обеспечивают так называемое статическое выравнивание, при котором параметры, хранящиеся в средствах (11) хранения данных, собирают вместе результатами измерений, выполненных измерительными средствами (7), с целью получения опорных значений, характерных для гидравлической сети (5).

3. Уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что средства (10) обработки обеспечивают так называемое динамическое выравнивание, при котором опорные значения, предпочтительно определенные в пункте 2, используют для управления работой средств (8) управления положением заслонки (2) с целью поддержания перепада давления или расхода при, по существу, постоянном расходе в ветви гидравлической сети (ΔP), в которой установлен уравнительный вентиль (1).

4. Уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что средства (10) обработки обеспечивают обмен и изменение данных о выравнивании с целью адаптации и диагностики всей гидравлической сети (5).

5. Уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что измеренное характеристическое значение циркулирующей через уравнительный вентиль (1) текучей среды представляет собой расход (Q).

6. Уравнительный вентиль (1) по п.5, отличающийся тем, что внутренние параметры уравнительного вентиля (1), заданные его изготовителем, устанавливают изменение давления (ΔP_vanne) между входом и выходом уравнительного вентиля (1) в зависимости от расхода (Q) при данном положении заслонки (2) уравнительного вентиля (1).

7. Уравнительный вентиль (1) по п.6, отличающийся тем, что средства (10) обработки выполняют в процессе статического выравнивания расчет опорного характеристического коэффициента (Z_réf) задания параметров гидравлической сети (5), рассматриваемого в зависимости от:
- двух или более установленных значений расхода (Q_Kv75%, Q_Kv50%) для двух или более разных положений (P_75%, P_50%) заслонки (2) и
- соответствующих значений характеристических коэффициентов (Kv_75%, Kv_50%) задания параметров уравнительного вентиля (1), рассчитанных на основе перепадов давления (ΔP_vanne), задаваемых внутренними параметрами уравнительного вентиля (1).

8. Уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1, 2, 6 или 7, отличающийся тем, что внешние параметры уравнительного вентиля (1) включают в себя заданное значение (Q_consigne) расхода через уравнительный вентиль (1), соответствующее оценке потребности терморегулирующего элемента (3), например радиатора или конвекционного вентилятора, в данной ветви (4) гидравлической сети (5).

9. Уравнительный вентиль (1) по п.8, отличающийся тем, что заданное значение (Q_consigne) расхода программируемого в средствах (11) хранения данных уравнительного вентиля (1).

10. Уравнительный вентиль (1) по п.9, отличающийся тем, что средства (10) обработки выполняют в процессе статического выравнивания расчет скорректированного значения (Kν_{réactualisée}) для характеристического коэффициента (Kν) задания параметров вентиля в зависимости от:
- измеренного расхода (Q_mesuré) при положении заслонки, соответствующем заданному значению (Q_consigne) расхода, определяемого внутренними гидравлическими характеристиками вентиля,
- заданного расхода (Q_consigne) и соответствующего ему характеристического коэффициента (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля (1) и
- опорного характеристического коэффициента (Z_réf) задания параметров гидравлической сети.

11. Уравнительный вентиль (1) по п.10, отличающийся тем, что средства (10) обработки выполняют в процессе статического выравнивания расчет опорного перепада давления (ΔP_réf) в ветви (4) гидравлической сети (5) со скорректированным характеристическим коэффициентом (Kν_{réactualisée}) задания параметров вентиля по формуле:
$$\Delta P_{réf}={\left(\frac{Q_{mesuré}}{K_{{\nu }_{réactualisé}}}\right)}^2$$

12. Уравнительный вентиль (1) по п.11, отличающийся тем, что средства (10) обработки оказывают воздействие в процессе динамического выравнивания на средства (8) управления положением заслонки (2) с помощью исполнительного механизма с целью поддержания опорного изменения давления (ΔP_réf), по существу, постоянным в ветви (4) сети (5) вне зависимости от потребности гидравлической сети (5).

13. Способ автоматического, так называемого статического, выравнивая гидравлических режимов одного или нескольких терморегулирующих элементов (3), включенных в ветвь (4) гидравлической сети (5) с, по существу, постоянным перепадом давления (ΔP), содержащей уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он включает в себя этапы в указанном ниже порядке:
- извлекают из средств (11) хранения данных заданное значение расхода (Q_consigne),
- калибруют уравнительный вентиль (1), определяя расходы для двух или более известных положений заслонки (2) уравнительного вентиля (1), соответствующих двум характеристическим коэффициентам вентиля (1), например 75% и 50% максимального открытия вентиля (1),
- вычисляют характеристический коэффициент (Z_réf) задания параметров гидравлической сети (5) и соответствующий характеристический коэффициент (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля (1),
- устанавливают заслонку (2) вентиля (1) в положение, соответствующее вычисленному значению,
- определяют расход (Q_mesuré),
- если определенный расход (Q_mesuré) находится в диапазоне значений, установленном, например, в пределах плюс-минус 5% по отношению к заданному значению расхода (Q_consigne), то:
- заданное значение расхода (Q_consigne) меняют на определенное значение расхода (Q_mesuré),
- характеристический коэффициент (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля (1), соответствующий характеристическому коэффициенту (Z_réf) задания параметров гидравлической сети (5), делают опорным характеристическим коэффициентом (Kν_réf) задания параметров, и
- опорный перепад давления (ΔP_réf) в ветви (4) гидравлической сети (5) рассчитывают исходя из опорного характеристического коэффициента (Kν_réf) задания параметров и определенного расхода (Q_mesuré),
в противном случае
- возвращаются к этапу вычисления характеристического коэффициента (Z_réf) задания параметров гидравлической сети (5) и соответствующего характеристического коэффициента (Kν_consigne) задания параметров уравнительного вентиля (1).

14. Способ автоматического, так называемого динамического, выравнивания входного давления одного или нескольких терморегулирующих элементов (3), включенных в ветвь (4) гидравлической сети (5) с, по существу, постоянным перепадом давления (ΔP), содержащей уравнительный вентиль (1) по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что он включает в себя этапы в указанном ниже порядке:
- ожидают по истечении первого установленного интервала времени (t1) стабилизации циркуляции текучей среды через уравнительный вентиль (1), причем этот интервал времени является задаваемым параметром, предпочтительно, равным 30 минутам,
- определяют расход (Q), и на его основе рассчитывают перепад давления (ΔP),
- если перепад давления (ΔP) находится в диапазоне значений, установленном, например, в пределах плюс-минус 5% по отношению к опорному значению (ΔP_réf) перепада давления, то
- возвращаются к первому этапу ожидания по истечении первого установленного интервала времени (t1),
в противном случае
- вычисляют характеристический коэффициент (Z) задания параметров гидравлической сети (5) и соответствующий характеристический коэффициент (Kν) задания параметров уравнительного вентиля (1),
- устанавливают заслонку (2) уравнительного вентиля (1) в положение, соответствующее характеристическому коэффициенту (Kν) задания параметров уравнительного вентиля (1),
- ожидают истечения второго установленного интервала времени, после чего возвращаются к началу этапа, причем этот интервал времени является задаваемым параметром, предпочтительно, равным пяти минутам.