Zawórtrójdrogowy: a) mieszający, b) rozdzielający

Transkrypt

1 Trójdrogowe zawory regulacyjne Ćwiczenia 5

2 Rodzaje wykonań armatury trójdrogowej Zawórtrójdrogowy: a) mieszający, b) rozdzielający

3 Sposoby montażu zaworów trójdrogowych Wukładzie hydraulicznym zzaworem trójdrogowym można wyróżnić trzy obiegi: część, wktórej strumień przepływającego czynnika jest stały (jest to tzw. obieg stałego przepływu -SP), obieg zmiennego przepływu zależny od stopnia otwarcia zaworu ZP, przewód mieszający ozmiennym przepływie PM. K ZP PM Z SP G

4 Sposoby montażu zaworów trójdrogowych a) zawór mieszający, b) zawór mieszający pełniący funkcję zaworu rozdzielającego, c) zawór rozdzielający

5 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych Charakterystyki eksploatacyjne (robocze) zaworu trójdrogowego przy stałym współczynniku autorytetu a 0,3 oraz różnych stopniach rozdziału ciśnienia: A 0,07 (xxxxx), 0,21 (-----) 0,49 (...),

6 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych Wymagania: strumień objętości w obwodzie odbiornika (przyłącze AB) jest stały: V ± 10%Vs, charakterystyka przyłącza A umożliwia zmianę mocy cieplnej instalacji proporcjonalnie do skoku zaworu (kryterium minimalizacji wahań współczynnika wzmocnienia obiektu regulacji).

7 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych W wypadku stosowania zaworów przelotowych deformacja charakterystyki zależy przede wszystkim od jednego parametru, a mianowicie współczynnika autorytetu zaworu a, który zależy zkolei od doboru średnicy zaworu. Wwypadku zaworów trójdrogowych taki wpływ mają trzy parametry, a mianowicie: a(a ), b, c. a Z100 calk Z100 + Z100 zp

8 Charakterystyki eksploatacyjne zaworów trójdrogowych a b c Z ' pz100 sp pm / / zp / zp zp K ZP PM SP G

9 Zasady doboru zaworów regulacyjnych trójdrogowych 1. Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs VS K [m3/h] VS gdzie: Z100 V[m3/h] obliczeniowy strumień objętości wody, Δp z100 [bar] strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym całkowicie otwartym. z100 Dla założonej wartości współczynnika a z100 + zp a + ) Z100 ( Z100 zp a 1 a Z100 p zp

10 Zasady doboru zaworów regulacyjnych trójdrogowych 2. Określamy obwody stało- i zmiennoprzepływowe a następnie obliczamy wartości parametrów b i c Z b c sp pm / zp / zp K ZP PM SP G

11 Zasady doboru zaworów regulacyjnych trójdrogowych 3. Kierując się wynikami badań H. Roosa w zależności od wartości parametru b przyjmujemy wartość współczynnika autorytetu a: przy b < 3 współczynnik autorytetu należy przyjmować a 0.5 i równoważymy hydraulicznie połączone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu objętości (wstawiamy w przewód mieszający zawór do ręcznego nastawiania), przy wartościach parametru b 3 przyjmujemy a

12 Zasady doboru zaworów regulacyjnych trójdrogowych Wg większości pozycji literaturowych przy doborze trójdrogowych zaworów regulacyjnych należy przyjmować a 0.5 i równoważyć hydraulicznie połączone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu objętości, Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym jako Δp 0.1 bar, wg. literatury niemieckiej ΔpZ100min 0.03 do 0.05 bar. 4. Po obliczeniu współczynnika przepływu K VS z katalogu zaworów dobieramy średnicę zaworu owartości K VS najbliższej mniejszej (jeżeli pozwala na to d) od wyliczonej. Przy małych wartościach ΔpZ100 Δpzp ustalając K VS kierujemy się średnicą przewodów przyłączanych do zaworu. 5. Sprawdzamy rzeczywistą wartość Z100 oraz a

13 PRZYKŁADY DOBORU ZAWORÓW TRÓJDROGOWYCH Przykład 1. Winstalacji -rys. 1, doprowadzającej czynnik grzejny do nagrzewnic wentylacyjnych dobrać zawory regulacyjne ZR1 izr2.

14 Dane do obliczeń Wartości strat ciśnienia w instalacji i wymiennikach ciepła wg oznaczeń z rys. 1: Δp 1-WCT-5 25 kpa Δp kpa Δp kpa Δp kpa Δp 2-NW kpa Δp kpa Δp kpa Δp kpa Δp 7-NW2-9 6 kpa Obliczeniowe strumienie objętości : V 1 6 m 3 /h i V 2 2 m 3 /h

15 Trójdrogowe zawory firmy Satchwell

16 Dobór zaworu ZR1 Obliczamy straty ciśnienia w obiegu stałoprzepływowym (z wymiennikiem ciepła i pompą) Δp sp Δp W Δp 1-WCT-5 + Δp Δp kpa oraz zmiennoprzepływowym (z nagrzewnicą) Δp zp Δp N Δp 2-NW kpa Odpowiednio do podanych strat ciśnienia parametry instalacji mają wartość b sp zp W N 35kPa 20kPa 1.75 c 1kPa 20kPa pm 2 3 zp N 0,05

17 Dobór zaworu ZR1 Ze względu na małą wartość b 1.75 <3.0 z zalecanego przedziału a 0.5 przyjmujemy wartość współczynnika autorytetu a0.5. Tak więc strata ciśnienia w zaworze mieszającym pracującym jako rozdzielający wynosi a 0.5 ZR1 zp N N 20kPa 0, 2bar 1 a Wymagany współczynnik przepływu K VS ma wartość K V ZR1 6 1 VS 0,2 13,41.m3/h Przyjęto z katalogu K VS 12 m 3 /h i średnicę zaworu DN 11/4

18 Dobór zaworu ZR1 Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym ZR1 wynosi ,25bar a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu a N 2 RZ ZR 1 ZR ZR Ze względu na małą wartość b< 3 należy zrównoważyć hydraulicznie straty ciśnienia w przewodach o zmiennym przepływie do wartości c 1 przy pomocy zaworu równoważącego ZR3.

19 Dobór zaworu ZR2 Strata ciśnienia w obiegu stałoprzepływowym (z wymiennikiem ciepła i pompą obiegową) wynosi Δp sp Δp W Δp 1-WCT-5 + Δp Δp kpa a w zmiennoprzepływowym ( przez nagrzewnicę) Δp zp Δp N Δp 7-NW2-9 6 kpa Odpowiednio do podanych strat ciśnienia parametry instalacji mają wartość 35kPa 1kPa b 5.8 c 0, 16 6 kpa 6 kpa Ze względu na dużą wartość parametru b5.8 >3.0 z zalecanego przedziału wartości współczynnika autorytetu zaworu a przyjmujemy minimalną wartość a0.3.

20 Dobór zaworu ZR2 Strata ciśnienia w zaworze mieszającym pracującym jako rozdzielający wynosi ZR 2 a 1 a Ponieważ Δp ZR2 <0.1 bar, do obliczeń przyjmujemy zalecaną wartość minimalną 0,1 bar. Wymagany współczynnik przepływu K v ma wartość K V ZR 2 N 2 2 VS 0,1 0.3 ZR kPa m3/h Przyjęto z katalogu najbliższą mniejszą wartość współczynnika przepływu K VS 6.3m 3 /h dla zaworu kołnierzowego o średnicy DN 20.

21 Dobór zaworu ZR2 Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym ZR2 wynosi RZ ZR 2 0,1bar a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu ZR2 a N + a ZR2 Ze względu na dużą wartość b>3 nie ma potrzeby równoważenia hydraulicznego straty ciśnienia w przewodzie mieszającym do wartości c1.

22 Przykład 2 Do układu hydraulicznego kotłowni wodnej zgodnego ze schematem przedstawionym na rys. 2 należy dobrać zawory regulacyjne mieszające Z1 i Z2. CO1 CO2 Kocioł P1 Z P2 Z2 7 3

23 Dane do obliczeń Znane są straty ciśnienia: Δp kpa Δp kpa Δp 5-CO-4 80 kpa Δp 8-CO-9 60 kpa Δp kpa Δp kpa oraz obliczeniowy strumień objętości: V CO1 8 m 3 /h V CO2 4 m 3 /h

24 Dobór zaworu regulacyjnego Z1 Parametry instalacji mają wartość: b 5 CO c ,25 Ponieważ b > 3,0 do ograniczenia wahań sumarycznego strumienia objętości V AB100 nawypływie zzaworu do ±10% wystarczy przyjąć a0.3 oraz można pominąć równoważenie obiegów zmiennoprzepływowych, strata ciśnienia w zaworze mieszającym wynosi a 0.3 Z 1 kpa Z a Do obliczeń przyjmujemy wartość minimalnego spadku ciśnienia Δp Z1 0,1 bar

25 Dobór zaworu regulacyjnego Z1 Wymagany współczynnik przepływu ma wartość K VS V CO1 Z1 8 0,1 25,5.m3/h Przyjęto z katalogu K VS 25 m 3 /h i średnicę zaworu DN 40 Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym Z1 wynosi 8 2 p RZ Z1 0, 1bar 25 a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu Z1 a a ZP + Z1

26 Dobór zaworu regulacyjnego Z2 Parametry instalacji mają wartość: b 8 CO c ,33 Ponieważ b < 3.0 więc do ograniczenia wahań sumarycznego strumienia objętości V/V AB100 do ±10% należy przyjąć a 0.5 oraz zrównoważyć równoległe obiegi zmiennoprzepływowe, tak aby parametr c1. Strata ciśnienia w zaworze mieszającym Z2 wynosi p Z 2 a 1 a Z kPa 1 0.5

27 Dobór zaworu regulacyjnego Z2 Wymagany współczynnik przepływu K VS ma wartość K VS V CO2 Z 2 4 0,3 7,3.m3/h Przyjęto z katalogu Kvs8 m 3 /h i średnicę zaworu gwintowego (niski koszt) DN 25. Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym Z2 wynosi 4 2 p RZ Z 2 0, 25bar 8 Rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu Z2 a ZP Z2 + Z2 a

28 Dobór zaworu regulacyjnego Z2 Dobrany zawór nie spełnia kryterium dławienia a 0.5. Przyjęcie wtym przypadku zaworu gwintowego ok VS 4m 3 /h(zgodnie z zasadą przyjmowania wartości katalogowej najbliższej mniejszej) spowodowałoby nadmierny wzrost straty ciśnienia na zaworze do Δp Z2 1 bar, a w konsekwencji także duży wzrost wysokości podnoszenia pompy obiegowej. Poprawnym rozwiązaniem jest dobór zaworu kołnierzowego o K VS 6.3m 3 /hośrednicy DN 20 mm (zgodnie zzasadą przyjmowania wartości katalogowej najbliższej mniejszej) i jednoczesnym spełnieniem kryterium dławienia a 0.5. p RZ Z 2 0, 40bar a Konsekwencją takiego doboru jest jednak wzrost kosztów zaworu.

29 Dziękuję za uwagę!