OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
70
5.Zagadnienia hydrauliczne w instalacjach ogrzewania
wodnego
Spadek ci
śnienia w prostoosiowych odcinkach rur
2
2
U
d
l
p
ρ
λ
=
∆
(5.1)
gdzie:
λ
- współczynnik tarcia
U –
średnia prędkość przepływu
L – długo
ść rury
d –
średnica rury
ρ
- g
ęstość wody
Rys.5.1.Współczynnik tarcia przy przepływie w rurach
porowatych
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
71
Dla przewodów o przekroju kołowym
średnią prędkość
wyrazi
ć moŜna
2
4
d
V
U
π
&
=
(5.2)
a st
ąd spadek ciśnienia
2
5
2
8
V
d
l
p
&
π
ρ
λ
=
∆
(5.3)
w obszarze samomodelowania, w którym współczynnik
tarcia nie zale
Ŝy od liczby Reynoldsa zaleŜność (5.3) moŜe
by
ć zapisana w postaci
2
V
C
p
&
=
∆
(5.4)
gdzie: C=const. – opór hydrauliczny
W rzeczywisto
ści opór hydrauliczny jest funkcją
strumienia obj
ętości i liczby Reynoldsa. Zmienność te
mo
Ŝna z pewnym przybliŜeniem aproksymować zaleŜnością
m
V
C
p
&
=
∆
(5.5)
gdzie: m – wykładnik hydrauliczny
W instalacjach z rur stalowych wykładnik hydrauliczny
mo
Ŝna przyjąć m = 1.9, a w instalacjach z rur miedzianych
m = 1.8
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
72
Tablica 5.1.Wykładnik hydrauliczny dla przewodów o przekroju
kołowym
Pr
ędkość przepływu
[m/s]
0.2
0.5
1
1.5
2.0
3.0
DN 300
1.933
1.953
1.966
DN 100
1.896
1.920
1.949
1.964
DN 65
1.880
1.923
1.951
1.961
1 ½”
1.879
1.919
1.947
1”
1.829
1.870
1.918
½”
1.804
1.868
1.910
R
u
ry
s
ta
lo
w
e
w
g
n
o
rm
P
N
-7
5
/H
-
7
4
2
0
0
o
ra
z
P
N
-8
1
/H
-7
4
2
1
9
3/8”
1.804
1.861
1.910
54x2
1.822
1.792
1.827
1.829
28x1.2
1.801
1.811
1.862
1.802
1.783
18x1
1.738
1.720
1.790
1.810
R
u
ry
m
ie
d
zi
an
e
10x1
1.779
1.766
1.771
1.787
Spadek ciśnienia w oporach regulowanych - zaworach
Charakterystyk
ę przepływową zaworów określa się
tradycyjnie nie poprzez spadek ci
śnienia czy wartość oporu
hydraulicznego, lecz poprzez tzw. współczynnik przepływu
Współczynnikiem przepływu K
v
– okre
śla się natęŜenie
przepływu w m
3
/h przy temperaturze 30
÷
50
°
C oraz przy
spadku ci
śnienia
∆
p=p
1
-p
2
= 1 bar przy danym poło
Ŝeniu
grzybka zaworu H
Współczynnikiem K
vs
(lub K
v100
) – okre
śla się wartość
współczynnika przepływu K
v
przy zaworze całkowicie
otwartym
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
73
Strumie
ń objętości przepływający przez zawór wyrazić
mo
Ŝna przy pomocy współczynnika przepływu w
nast
ępujący sposób
ρ
ρ
0
0
p
p
K
V
v
∆
∆
=
&
(5.6)
gdzie:
bar
p
1
0
=
∆
3
0
/
1000
m
kg
=
ρ
hydrauliczny wykładnik oporu sieci
w odniesieniu do sieci przewodów lub jej wyodr
ębnionego
fragmentu zapisa
ć moŜna zaleŜność
z
V
C
p
&
=
∆
(5.7)
hydrauliczny wykładnik oporu sieci obliczy
ć moŜna wg
nast
ępującej zaleŜności
(
)
[
]
V
V
V
z
m
&
&
&
ln
1
ln
2
α
α
−
+
=
(5.8)
gdzie: m – wykładnik hydrauliczny prostego odcinka
rury
α
- udział oporów miejscowych w oporze
całkowitym
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
74
Rys.5.2.Zale
Ŝność hydraulicznego wykładnika sieci w
funkcji udziału oporów miejscowych
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,90
1,92
1,94
1,96
1,98
2,00
b)
a)
Rury stalowe
0.1 m
3
/h
1 m
3
/h
10 m
3
/h
100 m
3
/h
z
α
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,80
1,85
1,90
1,95
2,00
Rury miedzianie
0.1 m
3
/h
1 m
3
/h
10 m
3
/h
100 m
3
/h
Z
α
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
75
5.1. Rodzaje układów hydraulicznych
Rys.5.3.Układ szeregowy oporów hydraulicznych
1
1
1
z
V
C
p
&
=
∆
(5.9a)
2
2
2
z
V
C
p
&
=
∆
(5.9b)
2
1
2
2
1
1
2
1
.
z
z
calk
V
C
V
C
p
p
p
&
&
+
=
∆
+
∆
=
∆
(5.10)
poniewa
Ŝ
V
V
V
&
&
&
=
=
2
1
, przy zało
Ŝeniu
z
z
z
=
≈
2
1
mo
Ŝna
zapisa
ć
z
calk
z
calk
V
C
V
C
C
p
&
&
.
2
1
.
)
(
=
+
=
∆
(5.11)
Rys.5.4.Charakterystyka hydrauliczna oporów poł
ączonych
szeregowo
C
calk.
C
2
C
1
V
∆
p
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
76
Rys.5.5.Układ równoległy oporów hydraulicznych
Zakładaj
ąc dla uproszczenia
2
2
1
=
=
z
z
1
1
1
C
p
V
∆
=
&
(5.12a)
2
2
2
C
p
V
∆
=
&
(5.12b)
poniewa
Ŝ dla układu równoległego
.
2
1
calk
p
p
p
∆
=
∆
=
∆
,
całkowity strumie
ń objętości wynosi
2
.
.
.
1
C
p
C
p
V
calk
calk
calk
∆
+
∆
=
&
(5.13)
st
ąd
2
.
1
.
2
.
1
.
2
2
C
p
C
p
C
p
C
p
V
calk
calk
calk
calk
∆
∆
+
∆
+
∆
=
&
(5.14)
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
77
Całkowity spadek ci
śnienia na równolegle połączonych oporach
hydraulicznych wyrazi
ć moŜna zatem następująco
2
.
2
1
2
1
2
1
.
2
calk
calk
V
C
C
C
C
C
C
p
&
+
+
=
∆
(5.15)
Rys.5.6.Charakterystyka hydrauliczna oporów poł
ączonych
równolegle
Szeregowe oraz równoległe ł
ączenie pomp
Rys.5.7. Sposoby ł
ączenia pomp
C
calk.
C
2
C
1
V
∆
p
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
78
Rys.5.8.Charakterystyka zast
ępcza pomp połączonych
równolegle
Rys.5.9.Charakterystyka zast
ępcza pomp połączonych
szeregowo
pompa zastepcza
P
2
P
1
Strumien objetosci V
W
y
s
o
k
o
s
c
p
o
d
n
o
s
z
e
n
ia
H
p
pompa zastepcza
P
2
P
1
W
y
s
o
k
o
s
c
p
o
d
n
o
s
z
e
n
ia
H
p
Strumien objetosci V
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
79
Współdziałanie pompy i sieci przewodów
Rys.5.10.Uproszczony
schemat
instalacji
centralnego
ogrzewania
5.11.Współpraca pompy z sieci
ą przewodów
Punkt pracy
Charakterystyka sieci
(odbiorniki ciepla i kociol)
Charakterystyka pompy
Strumien objetosci
∆
p
,
H
p
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
80
5.2.Przykłady uproszczonej analizy przepływu w instalacji
grzewczej
Odł
ączanie odbiorników w instalacjach dwururowych
Przykład 1
Dwa odbiorniki ciepła s
ą podłączone równolegle. NaleŜy ustalić w
jaki sposób zmieni si
ę strumień wody w obiegu przez odbiornik
1 po wył
ączeniu odbiornika 2
Rys.5.12.Uproszczony schemat instalacji dwururowej z
dwoma odbiornikami ciepła
h
l
V
V
V
h
l
V
h
l
V
Pa
p
Pa
p
BKPA
AB
/
300
,
/
200
,
/
100
1500
1000
2
1
2
1
=
+
=
=
=
=
∆
=
∆
&
&
&
&
&
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
81
Rys.5.13.Wyznaczenie punktu pracy sieci z Rys.5.12 w
warunkach nominalnego obci
ąŜenia
Rys.5.14.Wyznaczenie
punktu
pracy
po
wył
ączeniu
odbiornika 2
0
100
200
300
400
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
punkt pracy
V [l/h]
H
p
,
∆
p
[P
a
]
odbiornik G
1
odbiornik G
2
rownolegle polazcenie G
1
i G
2
Odcinek BKPA
charakterystyka zastepcza sieci,
charakterystyka pompy
0
100
200
300
400
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
V=150 l/h
punkt pracy
V
1
=170 l/h
V [l/h]
H
p
,
∆
p
[P
a
]
odbiornik G
1
Odcinek BKPA
charakterystyka zastepcza sieci,
charakterystyka pompy
Plaska charakterystyka pompy
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
82
Przykład 2
Dany jest układ trzech odbiorników ciepła. Nale
Ŝy zbadać,
w jaki sposób zmieni
ą się strumienie objętości przy
odł
ączeniu odpowiednio odbiornika 1 i odbiornika 3
Rys.5.15.Uproszczony schemat instalacji dwururowej z trzema
odbiornikami ciepła
Tablica 5.2. Strumieni obj
ętości straty ciśnienia w warunkach
obliczeniowych
Odcinek sieci
Strata ci
śnienia
[Pa]
Strumie
ń
obj
ętości [l/h]
Punkt pracy
C3D
7500
500
P
1
C2D
7500
1000
P
2
A-C/D-B
5000
1000
P
3
A1B
12500
500
P
4
BKPA
5000
2000
P
5
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
83
Rys.5.16.Wyznaczenie
punktu
pracy
w
warunkach
nominalnych oraz przy odł
ączeniu odbiornika 1
Strumie
ń wody przepływającej przez poszczególne
odbiorniki po zamkni
ęciu odbiornika nr 1
Odbiornik 2:
%
10
%
100
,
/
1100
2
2
2
2
≈
×
−
′
≈
′
V
V
V
h
l
V
&
&
Odbiornik 3:
%
10
%
100
,
/
550
3
3
3
3
≈
×
−
′
≈
′
V
V
V
h
l
V
&
&
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
P
2
'
P
1
'
V=1690 l/h
P
5
P
4
P
3
P
2
P
1
BKPA
A1||2||3B
A1B
AC2||3DB
A-C/B-D
C2||3D
C2D
C3D
V [l/h]
H
p
,
∆
p
[P
a
]
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
84
Rys.5.17.Wyznaczenie
punktu
pracy
w
przypadku
odł
ączenia odbiornika 3
Odbiornik 1:
%
10
%
100
,
/
500
1
1
1
1
≈
×
−
′
≈
′
V
V
V
h
l
V
&
&
Odbiornik 2:
%
24
%
100
,
/
1240
2
2
2
2
≈
×
−
′
≈
′
V
V
V
h
l
V
&
&
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
1750 l/h
zamk. odb. 3
war. nominalne
AC2DB
P
4
P
3
P
2
P
1
BKPA
A1B
AC1||2BD
A-C/B-D
C2D
V [l/h]
H
p
,
∆
p
[P
a
]
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
85
5.3.Zawór dwudrogowy w sieci przewodów
Konstrukcja dwudrogowych ( przelotowych zaworów
regulacyjnych)
Rys.5.18. Jednogniazdowy zawór przelotowy
Rys.5.19.Dwugniazdowy zawór przelotowy
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
86
Charakterystyka otwarcia oraz przepływowa zaworu
Rys.5.20.Zawór przelotowy z płaskim grzybem
Pole powierzchni, przez któr
ą odbywa się przepływ w
przypadku zaworu z płaskim grzybem
h
d
A
π
=
(5.16)
Charakterystyka otwarcia zaworu to zale
Ŝność pola
przekroju od skoku grzyba.
Dla zaworu z grzybem płaskim charakterystyka otwarcia jest
funkcj
ą liniową
Jako
ść zaworu regulacyjnego charakteryzuje tzw.
dokładno
ść regulacji, której miarą moŜe być wielkość
d
dA
dh
π
1
=
(5.17)
Zastosowanie grzyba z jarzmem pozwala na dostosowanie
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
87
dokładno
ści regulacji
Rys.5.21.Schemat grzyba z jarzmem
Charakterystyka otwarcia zaworu wyposa
Ŝonego w grzyb z
jarzmem
h
b
A
=
(5.18)
st
ąd szerokość szczeliny b w jarzmie decyduje o
dokładno
ści regulacji
b
dA
dh
1
=
(5.19)
Zastosowanie szczeliny o zmiennej szeroko
ści pozwala na
uzyskanie dowolnej charakterystyki otwarcia
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
88
Rys.5.22.Grzyb z jarzmem o zmiennej szeroko
ści szczeliny
Rys.5.23.Grzyb paraboliczny
Charakterystyka przepływowa zaworu to zale
Ŝność
strumienia obj
ętości od skoku zaworu
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
89
Liniowa charakterystyka przepływowa zaworu
const
dh
V
d
=
&
(5.20)
Rys.5.24.Liniowa charakterystyka przepływowa zaworu
Zgodnie zale
Ŝnością (5.6) zapisać moŜna równieŜ
const
dh
dK
V
=
(5.21)
lub
100
100
h
h
K
K
V
V
=
(5.22)
Stałoprocentowa charakterystyka przepływowa
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
90
Stałoprocentowa charakterystyka przepływowa zaworu
pozwala na uzyskanie zawsze takiej samej zmiany
procentowej strumienia obj
ętości, niezaleŜnie od tego, przy
jakim skoku odbywa si
ę ta zmiana
(
)
(
)
n
const
V
V
h
h
d
V
V
d
=
=
100
100
100
/
/
/
&
&
&
&
(5.23)
scałkowanie równania (5.23) prowadzi do zale
Ŝności
(
)
C
h
h
n
V
V
+
=
100
100
ln
&
&
(5.24)
stała całkowania wyznacza si
ę z warunku brzegowego:
dla pełnego otwarcia zaworu
1
100
=
h
h
uzyskuje si
ę
nominalny strumie
ń objętości
1
100
=
V
V &
&
, st
ąd stała
całkowania
n
C
−
=
Podstawiaj
ąc do równania (5.24) otrzymuje się zaleŜność
strumienia obj
ętości w funkcji skoku
(
)
(
)
1
ln
100
100
−
=
h
h
n
V
V &
&
(5.25a)
lub
(
)
1
100
100
−
=
h
h
n
e
V
V &
&
(5.25b)
lub posługuj
ąc się współczynnikiem przepływu
(
)
1
100
100
−
=
h
h
n
v
v
e
K
K
(5.25c)
Dla zaworu wykonanego zgodnie z zale
Ŝnością (5.25) przy
jego całkowitym zamkni
ęciu uzyskuje się niezerowy
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
91
strumie
ń objętości
Dla
0
100
=
h
h
4
przy
0183
.
0
/
3
przy
0498
.
0
/
2
przy
1353
.
0
/
1
przy
3679
.
0
/
100
0
100
0
100
0
100
0
=
=
=
=
=
=
=
=
n
K
K
n
K
K
n
K
K
n
K
K
V
V
V
V
V
V
V
V
Rys.5.25.Stałoprocentowe
charakterystyki
przepływowe
zaworu
W praktyce przyj
ęło się stosować
22
.
3
odpowiada
co
04
.
0
100
0
=
=
n
K
K
V
V
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
92
Charakterystyka eksploatacyjna
Rys.5.26.Dwudrogowy
zawór
regulacyjny
w
sieci
przewodów
Rys.5.27.Charakterystyka hydrauliczna przepływu przez
zawór otwarty oraz przymkni
ęty
Strata cisnienia
(zawor przymkniety)
Strata cisnienia
(zawor otwarty)
zawor przymkniety
zawor otwarty
Strumien objetosci V
∆
p
,
H
p
Charakterystyka przewodow
Charakterystyka zaworu (otwarty)
Charakterystyka zastepcza
Charakterystyka pompy
Charakterystyka zaworu (przymkniety)
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
93
Autorytet zaworu
.
100
100
calk
z
calk
z
C
C
p
p
a
=
∆
∆
=
(5.26)
gdzie:
100
z
p
∆
-strata ci
śnienia na zaworze całkowicie
otwartym
.
calk
p
∆
-całkowita strata ci
śnienia na zaworze i sieci
przewodów
100
z
C
-opór zaworu całkowicie otwartego
calk
C
- opór zaworu wraz z sieci
ą przewodów
Zakładaj
ąc, Ŝe całkowity opór sieci jest stały (płaska
charakterystyka pompy lub zawór upustowy utrzymuj
ący
stał
ą wartość ciśnienia w sieci) otrzymuje się
(
)
(
)
2
100
100
2
V
C
C
V
C
C
S
z
S
z
&
&
+
=
+
(5.27)
lub
S
Z
S
z
C
C
C
C
V
V
+
+
=
100
100
&
&
(5.28)
lub
.
100
.
100
.
.
100
1
1
calk
z
calk
z
z
calk
z
calk
C
C
C
C
C
C
C
C
V
V
−
+
=
−
+
=
&
&
(5.29)
Wprowadzaj
ąc do ostatniej zaleŜności pojęcie autorytetu
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
94
zaworu otrzymuje si
ę
100
100
1
1
z
z
C
C
a
a
V
V
+
−
=
&
&
(5.30)
Stosunek oporów hydraulicznych wyst
ępujący w zaleŜności
(5.30) zast
ąpić moŜna stosunkiem współczynników
przepływu
2
100
1
=
vs
v
z
z
K
K
C
C
(5.31)
dla zaworu o charakterystyce liniowej zale
Ŝność (5.30)
przyjmie nast
ępującą postać
(
)
2
100
100
1
1
h
h
a
a
V
V
+
−
=
&
&
(5.32)
a dla zaworu o charakterystyce stałoprocentowej
(
)
[
]
2
1
100
100
1
1
−
+
−
=
h
h
n
e
a
a
V
V
&
&
(5.33)
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
95
Rys.5.28.Charakterystyka eksploatacyjna zaworu o liniowej
charakterystyce przepływowej
Rys.5.29.Charakterystyka
eksploatacyjna
zaworu
o
stałoprocentowej charakterystyce przepływowej
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
a = 1
a = 0.7
a = 0.5
a = 0.3
a = 0.1
a =0.05
h/h
100
V
/V
1
0
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
a = 1
a = 0.7
a = 0.5
a = 0.3
a = 0.1
a = 0.05
h/h
100
V
/V
1
0
0
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
96
Całkowita charakterystyka instalacji
Rys.5.30.Całkowita
charakterystyka
instalacji
z
zastosowaniem zaworu o charakterystyce liniowej
Współczynnik przenoszenia
(
)
(
)
100
100
100
/
/
h
h
d
Q
Q
d
k
k
s
s
&
&
=
(5.34)
Rys.5.31.Współczynnik przenoszenia w zale
Ŝności skoku i
autorytetu zaworu – zawór o charakterystyce
liniowej
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
97
Rys.5.30.Całkowita
charakterystyka
instalacji
z
zastosowaniem
zaworu
o
charakterystyce
stałoprocentowej
Rys.5.31.Współczynnik przenoszenia w zale
Ŝności skoku i
autorytetu zaworu – zawór o charakterystyce
stałoprocentowej
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
98
Wskazówki dotycz
ące doboru zaworów
•
Zwi
ększenie autorytetu zaworu zbliŜa charakterystykę
całkowit
ą instalacji do liniowej powoduje jednak wzrost
oporów przepływu, a co za tym idzie zwi
ększa
zapotrzebowanie na energi
ę pompowania
•
Najcz
ęściej w praktyce dobiera się autorytet zaworu z
zakresu a=0.3
÷
0.5 zarówno w odniesieniu do zaworów o
charakterystyce liniowej jak i stałoprocentowej
5.4. Zawór trójdrogowy w sieci przewodów
Rys.5.32.Zawory
trójdrogowe
a)
mieszaj
ący, b)
rozdzielaj
ący
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
99
Rys.5.33.Mo
Ŝliwości montaŜu zaworów trójdrogowych a)
jako zawór mieszaj
ący do regulacji temperatury
zasilania, b)jako zawór rozdzielaj
ący do ilościowej
regulacji mocy odbiornika, c) jako zawór
mieszaj
ący do ilościowej regulacji mocy
odbiornika
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
100
Rys.5.34.Schematy
zast
ępcze układów z zaworami
trójdrogowymi; a) jako zawór mieszaj
ący do
regulacji temperatury zasilania, b)jako zawór
rozdzielaj
ący do ilościowej regulacji mocy
odbiornika
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
101
Zakładaj
ąc tak jak poprzednio płaską charakterystykę
pompy oraz jednakowy opór hydrauliczny przelotów A oraz
B mo
Ŝna zapisać
(
)
(
)
(
)
2
100
100
2
100
100
2
B
AB
B
A
AB
A
AB
B
A
V
C
C
V
C
C
V
C
C
&
&
&
+
=
=
+
=
+
(5.35)
lub
1
1
100
100
100
100
+
+
=
+
+
=
=
m
C
C
m
C
C
C
C
V
V
V
V
A
B
A
AB
B
A
AB
A
B
A
&
&
&
(5.36)
gdzie: m jest miar
ą oporu części sieci o regulowanym
strumieniu odniesionego do oporu cz
ęści sieci o stałej
warto
ści strumienia
Opór równolegle poł
ączonych odcinków o regulowanym
strumieniu mo
Ŝna przy tym obliczyć następująco:
(
)(
)
(
) (
)
(
)(
)
sB
zB
sA
zA
sB
zB
sA
zA
sB
zB
sA
zA
B
A
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
+
+
+
+
+
+
+
+
=
2
(5.37)
gdzie
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
102
2
100
=
vA
vsA
A
A
zA
K
K
C
a
C
(5.38a)
(
)
A
A
sA
a
C
C
−
=
1
100
(5.38b)
2
100
=
vB
vsB
B
B
zB
K
K
C
a
C
(5.38c)
(
)
B
B
sB
a
C
C
−
=
1
100
(5.38d)
Rys.5.35.Wpływ
autorytetu
zaworu
trójdrogowego
obliczonego w odniesieniu do oporu sieci o
zmiennym strumieniu na wynikowy strumie
ń
obj
ętości (zawór o charakterystyce liniowej)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,5
1,0
1,5
a
A
= a
B
= 1, m = 10
a
A
= a
B
= 0.8, m = 10
a
A
= a
B
= 0.6, m = 10
a
A
= a
B
= 0.4, m = 10
a
A
= a
B
= 0.2, m = 10
V
/V
1
0
0
h/h
100
OGRZEWNICTWO
Rozdział 5 –ZAGADNIENIA
HYDRAULICZNE W
INSTALACJACH
OGRZEWANIA WODNEGO
103
Rys.5.36.Wpływ oporu o stałej warto
ści strumienia objętości
na
deformacj
ę
charakterystyki
zaworu
trójdrogowego (zawór o charakterystyce liniowej)
Rys.5.37.Wpływ
ró
Ŝnych
warto
ści
autorytetu
poszczególnych przelotów na charakterystyk
ę
wynikow
ą zaworu trójdrogowego (zawór o
charakterystyce liniowej)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
a
A
= a
B
= 0.1, m = 10
a
A
= a
B
= 0.1, m = 8
a
A
= a
B
= 0.1, m = 6
a
A
= a
B
= 0.1, m = 4
a
A
= a
B
= 0.1, m = 2
V
/V
1
0
0
h/h
100
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
a
A
= a
B
= 0.1, m = 10
a
A
= 1, a
B
= 0.1, m = 10;
a
A
= 0.1, a
B
= 1, m = 10;
V
/V
1
00
h/h
100