PRZYKŁAD DOBORU ZAWORÓW REGULACYJNYCH JEDNODROGOWYCH

Transkrypt

1 Automatyzacja w ogrzewnictwie i klimatyzacji Ćwiczenie 4 PRZYKŁAD DOBORU ZAWORÓW REGULACYJNYCH JEDNODROGOWYCH Przykład 2

2 Zadanie Dobrać średnice zaworów regulacyjnych przelotowych w obwodach regulacji: c.o. i c.w.u. oraz obwodzie regulacji różnicy ciśnień i przepływu, w węźle ciepłowniczym wykonanym zgodnie zzałączonym schematem ideowym.

3 Schemat obliczeniowy Zco 5 Zcw c.w.u. WCO WCWII c.o. LC2 6 cyrk. 1 2 WCWI sieć LC1 ΔpRRC ZRRC 4 3 w.z.

4 Dane wyjściowe do obliczeń Najczęściej przystępując do doboru elementów układu automatycznej regulacji dysponujemy danymi z projektu technologicznego węzła: Obliczeniowe strumienie objętości wody sieciowej: V SCO = 7 m 3 /h, V SCWU = 3 m 3 /h, V SC = 10 m 3 /h Spadki ciśnienia na przewodach iurządzeniach węzłaciepłowniczego: Δp 1-2 =10 kpa, Δp WCO =25 kpa, Δp WCW(I) =23 kpa, Δp WCW(II) =15 kpa, Δp 2-5 =5kPa, Δp 5-WCO-6 =8kPa, Δp 5-WCWII-6 =4kPa, Δp 6-WCWI-3 =7kPa, Δp 3-4 =11 kpa. Ciśnienie dyspozycyjne węzła: Δp d =Δp 1-4 =2bar.

5

6 Dane techniczne regulatorów różnicy ciśnień i przepływu typu 46-7 firmy Samson Średnica nominalna DN [mm] Współczynnik K VS [m 3 /h] 4 6, , Nastawa różnicy ciśnień [bar] 0.1-0,5 0,1-1 0,5-2 0,2-0,5 0,2-1 0,5-2 Nastawa strumienia objętości [m 3 /h] 0,6-2,5 0,8-3,6 0, ,5 4-15

7 Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o.. Z CO Współczynnik przepływu K vs obliczamy z zależności m 3 /h Zakładamy stratę ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym przyjmując wartość współczynnika autorytetu zaworu a = 0,5 i wówczas Z100 K VSCO = a = 1 a SCO Z100 Strata ciśnienia Δp SCO w obwodzie regulacji c.o. wynosi Δp Z100 = Δp SCO = Δp Δp 5-WCO-6 + Δp WCO + Δp 6-WCWI-3 + +Δp WCWI = = 68 kpa V SCO 0.5 = SCO = SCO

8 Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o.. Z CO Po postawieniu danych i wyliczonych wyżej wartości otrzymamy: 7 3 K VSCO = = 8,48m / h 0,68 Z katalogu zaworów dobieramy wartość K VS najbliższą mniejszą tj. K VSCO = 8m 3 / h dla zaworu o średnicy nominalnej 25 mm. Sprawdzamy rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze 2 RZ V sco 7 2 ZCO = = = 0, 76 K vsco 8 bar

9 Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy zaworu regulacyjnego w obwodzie c.w.u.. Z CW Współczynnik przepływu K vs obliczamy zzależności jw. VSCW 3 KVSCW = m / h Δp Z100 obliczamy przyjmując zalecaną wartość współczynnika autorytetu a = 0.5. Obliczamy wartość spadku ciśnienia na zaworze Z CW jako równą a 0.5 Z100 = SCW = SCW = SCW 1 a Δp Z100 = Δp SCW = Δp Δp 5-WCWII-6 + Δp WCWII + Δp 6-WCWI-3 + Δp WCWI = = 54 kpa Współczynnik przepływu zaworu regulacyjnego Z CW VSCW 3 3 KVSCW = = = 4,08m / h Z100 0,54 Z katalogu zaworów dobieramy wartość K VS najbliższą mniejszą tj. K VSCW = 4m 3 / h dla zaworu o średnicy 20 mm. 2 RZ 3 Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze ZCW = = 0,56bar 4 Z100

10 Obliczenie regulowanej różnicy ciśnień regulatora różnicy ciśnień Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o. = + CO RZ RRC SCO ZCO = 0,68 + 0,76 = 1, 44 Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.w.u. CW RZ RRC = SCW + ZCW = 0,54 + 0,56 = 1, 10bar bar Przyjęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy ciśnień wartość większą tj. RRC =1, 44bar

11 Sprawdzenie rzeczywistych wartości współczynników autorytetu zaworów a Z100 = CO = = 0, 52 RRC 0,76 0,56 a a CW = = 0, 38 1,44 1,44

12 Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Z RRC Spadek ciśnienia do wykorzystania na zaworze regulatora różnicy ciśnień Z RRC Δp ZRRC = Δp 1-4 (Δp RRC + Δp Δp Δp m ) = 2.0 ( ,2) = 0.15 bar gdzie: Δp m =0,2 bar mierniczy spadek ciśnienia dla regulatora przepływu typu Współczynnik przepływu zaworu Z RRC 10 3 K VRRC = = 25,81m / 0,15 h

13 Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Z RRC Zgodnie zzaleceniami producenta wybranego regulatora różnicy ciśnień 3 firmy SAMSON wyliczone K VRRC = 25,81m / h powinno być zwiększone o25% K VRRC = K V 1,25 Wyliczone wartości nie mieszczą się wzałączonym katalogu. Przyjęta średnica nominalna zaworu musiałaby być znacznie większa od 50 mm. Podczas gdy pozostałe, dobrane już zawory mają małe średnice nominalne 25 mm i 20 mm. Wynika to z niewłaściwego rozdziału ciśnienia dyspozycyjnego na dobierane zawory regulacyjne inależy tak skorygować dobrane już zawory aby przeznaczyć większą stratę ciśnienia na zwór regulatora różnicy ciśnień. Konieczny jest powrót do doboru zaworów regulacyjnych c.o. ic.w.u. i korekta średnic nominalnych.

14 Ponowny dobór średnicy zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o.. Z CO 3 Dla wyliczonej wartości K VCO = 8,48m / h z katalogu zaworów dobieramy wartość K VS najbliższą większą tj. dla zaworu o średnicy nominalnej 1i1/4 K VSCO = 12m 3 / h. Sprawdzamy rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze 2 RZ V sco 7 2 ZCO = = = 0, 34 K vsco 12 bar Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o. CO RZ RRC = SCO + ZCO = 0,68+ 0,34 = 1, 02bar Przyjęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy ciśnień wartość większą tj. RRC =1, 10bar

15 Ponowne sprawdzenie rzeczywistych wartości współczynników autorytetu zaworów Rezygnujemy z doboru większej średnicy zaworu regulacyjnego c.w.u. ze względu na nie spełnienie kryterium dławienia a 0,3. a Z100 = CO = = 0, 31 RRC 1,10 W katalogu sprawdzamy pozostałe parametry zaworu: dopuszczalne ciśnienie robocze, 0,34 0,56 a a CW = = 0, 51 1,10 maksymalną temperaturę czynnika grzejnego, charakterystykę przepływową (powinna być stałoprocentowa), zdolność regulacyjną (stosunek regulacji 25), rodzaj połączenia (gwintowe, kołnierzowe).

16 Ponowny dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Z RRC Spadek ciśnienia do wykorzystania na zaworze regulatora różnicy ciśnień Z RRC Δp ZRRC = Δp 1-4 (Δp RRC + Δp Δp Δp m ) = 2.0 ( ,2) = 0.49 bar Współczynnik przepływu zaworu Z RRC 10 3 K VRRC = = 14,28m / 0,49 h

17 Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Z RRC wariant 1 Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora różnicy ciśnień firmy SAMSON 3 K = K 1,25 = 14,28 1,25 = 17,85m h VS V / Przyjęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=16 m3/h i średnicy nominalnej DN 40 mm oraz zakresie nastaw regulowanej różnicy ciśnień Δp RRC = 0,5 2,0 bar Rzeczywisty spadek ciśnienia na całkowicie otwartym zaworze Z RRC 2 2 RZ V 10 ZRRC = m + = 0,2 + = 0, = 0, 59bar K VS 16

18 Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Z RRC wariant 2 Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora różnicy ciśnień firmy SAMSON dla 3 K = K 1,25 = 14,28 1,25 = 17,85m h VS V / przyjęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=20 m3/h i średnicy nominalnej DN 50 mm oraz zakresie nastaw regulowanej różnicy ciśnień Δp RRC = 0,5 2,0 bar Rzeczywisty spadek ciśnienia na całkowicie otwartym zaworze Z RRC 2 2 RZ V 10 ZRRC = m + = 0,2 + = 0, = 0, 45bar K VS 20

19 Sprawdzenie zagrożenia kawitacją Zawory montowane w przewodzie powrotnym pracujące przy temperaturach poniżej 100 C nie są zagrożone kawitacją. W przypadku zaworów montowanych w przewodzie zasilającym sieci ciepłowniczej dla ekstremalnych warunków: ciśnienia zasilania p 1 = 10 bar, temperatury zasilania T 1max =150 C, ciśnienia nasycenia p s =4,8 bar Δp vmax Z(p 1 p s )=0.5 (10 4.8) =2.6 bar Rzeczywiste spadki ciśnienia na dobranych zaworach są niższe od 2.6 bar. Najwyższa różnica ciśnień to RRC =1, 02bar

20 KONIEC do zobaczenia J