Automatyzacja w ogrzewnictwie i
Automatyzacja w ogrzewnictwie i
klimatyzacji
klimatyzacji
Ćwiczenie 4
PRZYK
ŁAD DOBORU
ZAWORÓW REGULACYJNYCH
JEDNODROGOWYCH
Przyk
ład 2
Automatyzacja w ogrzewnictwie i
Automatyzacja w ogrzewnictwie i
klimatyzacji
klimatyzacji
Ćwiczenie 4
PRZYK
ŁAD DOBORU
ZAWORÓW REGULACYJNYCH
JEDNODROGOWYCH
Przyk
ład 2
Zadanie
Zadanie
• Dobra
ć średnice zaworów regulacyjnych przelotowych w
obwodach regulacji: c.o. i
c.w.u. oraz obwodzie regulacji
ró
żnicy ciśnień i przepływu,
w w
ęźle ciepłowniczym
wykonanym zgodnie z za
łączonym schematem ideowym.
Schemat obliczeniowy
Schemat obliczeniowy
w.z.
c.o.
LC1
LC2
sie
ć
cyrk.
c.w.u.
1
2
3
4
5
6
WCO
WCWII
WCWI
Zco
Zcw
Z
RRC
Δp
RRC
Dane wyj
ściowe do obliczeń
Dane wyj
ściowe do obliczeń
•
Najcz
ęściej przystępując do doboru elementów układu automatycznej
regulacji dysponujemy danymi z projektu technologicznego w
ęzła:
•
Obliczeniowe strumienie obj
ętości wody sieciowej:
V
SCO
= 7 m
3
/h, V
SCWU
= 3 m
3
/h, V
SC
= 10 m
3
/h
•
Spadki ci
śnienia na przewodach i urządzeniach węzła ciepłowniczego:
Δp
1-2
= 10 kPa,
Δp
WCO
= 25 kPa,
Δp
WCW(I)
= 23 kPa,
Δp
WCW(II)
= 15 kPa,
Δp
2-5
= 5 kPa,
Δp
5-WCO-6
= 8 kPa,
Δp
5-WCWII-6
= 4 kPa,
Δp
6-WCWI-3
= 7 kPa,
Δp
3-4
= 11 kPa.
•
Ci
śnienie dyspozycyjne węzła:
Δp
d
=
Δp
1-4
= 2 bar.
Dane techniczne regulatorów ró
żnicy
Dane techniczne regulatorów ró
żnicy
ci
śnień i przepływu typu 46
ci
śnień i przepływu typu 46--7 firmy Samson
7 firmy Samson
Średnica nominalna DN [mm]
15
20
25
32
40
50
Współczynnik K
VS
[m
3
/h]
4
6,3
8.0
12,5
16
20
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
0,8-5
2-10
3-12,5 4-15
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o
c.o. Z
. Z
CO
CO
• Wspó
łczynnik przepływu K
vs
obliczamy z zale
żności
m
3
/h
• Zak
ładamy stratę ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym
przyjmuj
ąc wartość współczynnika autorytetu zaworu a = 0,5
i wówczas
• Strata ci
śnienia Δp
SCO
w obwodzie regulacji c.o. wynosi
•
Δp
Z100
=
Δp
SCO
=
Δp
2-5
+
Δp
5-WCO-6
+
Δp
WCO
+
Δp
6-WCWI-3
+
+
Δp
WCWI
= 5+8+25+7+23= 68 kPa
100
Z
SCO
VSCO
p
V
K
∆
=
SCO
SCO
SCO
Z
p
p
p
a
a
p
∆
=
∆
−
=
∆
⋅
−
=
∆
5
.
0
1
5
.
0
1
100
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o
c.o. Z
. Z
CO
CO
• Po postawieniu danych i wyliczonych wy
żej wartości
otrzymamy:
• Z katalogu zaworów dobieramy warto
ść K
VS
najbli
ższą
mniejsz
ą tj. dla zaworu o średnicy nominalnej
25 mm.
• Sprawdzamy rzeczywisty spadek ci
śnienia na zaworze
h
m
K
VSCO
/
48
,
8
68
,
0
7
3
=
=
h
m
K
VSCO
/
8
3
=
bar
K
V
p
vsco
sco
RZ
ZCO
76
,
0
8
7
2
2
=
=
=
∆
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie wspó
łczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.w.u
c.w.u. Z
. Z
CW
CW
Wspó
łczynnik przepływu K
vs
obliczamy z zale
żności jw.
Δp
Z100
obliczamy przyjmuj
ąc zalecaną wartość współczynnika autorytetu
a = 0.5. Obliczamy warto
ść spadku ciśnienia na zaworze Z
CW
jako
równ
ą
•
Δp
Z100
=
Δp
SCW
=
Δp
2-5
+
Δp
5-WCWII-6
+
Δp
WCWII
+
Δp
6-WCWI-3
+
Δp
WCWI
=
5+4+15+7+23= 54 kPa
•
Wspó
łczynnik przepływu zaworu regulacyjnego Z
CW
Z katalogu zaworów dobieramy warto
ść K
VS
najbli
ższą mniejszą tj.
dla zaworu o
średnicy 20 mm.
•
Rzeczywisty spadek ci
śnienia na zaworze
h
m
p
V
K
Z
SCW
VSCW
/
08
,
4
54
,
0
3
3
100
=
=
∆
=
h
m
K
VSCW
/
4
3
=
bar
56
,
0
4
3
p
2
RZ
ZCW
=
=
∆
SCW
SCW
SCW
Z
p
p
p
a
a
p
∆
=
∆
−
=
∆
⋅
−
=
∆
5
.
0
1
5
.
0
1
100
h
m
p
V
K
Z
SCW
VSCW
/
3
100
∆
=
Obliczenie regulowanej ró
żnicy ciśnień regulatora
Obliczenie regulowanej ró
żnicy ciśnień regulatora
ró
żnicy ciśnień
ró
żnicy ciśnień
•
Ca
łkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o.
•
Ca
łkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.w.u.
•
Przyj
ęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy ciśnień
warto
ść większą tj.
•
bar
p
p
p
RZ
ZCO
SCO
CO
RRC
44
,
1
76
,
0
68
,
0
=
+
=
∆
+
∆
=
∆
bar
p
p
p
RZ
ZCW
SCW
CW
RRC
10
,
1
56
,
0
54
,
0
=
+
=
∆
+
∆
=
∆
bar
p
RRC
44
,
1
=
∆
Sprawdzenie rzeczywistych warto
ści
Sprawdzenie rzeczywistych warto
ści
wspó
łczynników autorytetu zaworów
wspó
łczynników autorytetu zaworów
RRC
100
Z
p
p
a
∆
∆
=
52
,
0
44
,
1
76
,
0
=
=
CO
a
38
,
0
44
,
1
56
,
0
=
=
CW
a
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy
ci
śnień i przepływu Z
ci
śnień i przepływu Z
RRC
RRC
• Spadek ci
śnienia do wykorzystania na zaworze regulatora
ró
żnicy ciśnień Z
RRC
Δp
ZRRC
=
Δp
1-4
– (
Δp
RRC
+
Δp
1-2
+
Δp
3-4
+
Δp
m
) = 2.0 – (1.44
+ 0.1 + 0.11+ 0,2) = 0.15 bar
gdzie:
Δp
m
=0,2 bar – mierniczy spadek ci
śnienia dla
regulatora przep
ływu typu 46-7.
• Wspó
łczynnik przepływu zaworu Z
RRC
h
m
K
VRRC
/
81
,
25
15
,
0
10
3
=
=
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i
przep
ływu Z
przep
ływu Z
RRC
RRC
•
Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora ró
żnicy ciśnień
firmy SAMSON wyliczone
powinno by
ć zwiększone
o 25%
•
Wyliczone warto
ści nie mieszczą się w załączonym katalogu. Przyjęta
średnica nominalna zaworu musiałaby być znacznie większa od 50 mm.
Podczas gdy pozosta
łe, dobrane już zawory mają małe średnice
nominalne 25 mm i 20 mm. Wynika to z niew
łaściwego rozdziału
ci
śnienia dyspozycyjnego na dobierane zawory regulacyjne i należy tak
skorygowa
ć dobrane już zawory aby przeznaczyć większą stratę
ci
śnienia na zwór regulatora różnicy ciśnień.
•
Konieczny jest powrót do doboru zaworów regulacyjnych c.o. i c.w.u. i
korekta
średnic nominalnych.
h
m
K
VRRC
/
81
,
25
3
=
25
,
1
⋅
=
V
VRRC
K
K
Ponowny dobór
średnicy zaworu regulacyjnego w
Ponowny dobór
średnicy zaworu regulacyjnego w
obwodzie
obwodzie c.o
c.o. Z
. Z
CO
CO
• Dla wyliczonej warto
ści z katalogu
zaworów dobieramy warto
ść K
VS
najbli
ższą większą tj.
dla zaworu o
średnicy nominalnej 1i1/4” .
• Sprawdzamy rzeczywisty spadek ci
śnienia na zaworze
• Ca
łkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o.
• Przyj
ęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy
ci
śnień wartość większą tj.
h
m
K
VSCO
/
12
3
=
bar
K
V
p
vsco
sco
RZ
ZCO
34
,
0
12
7
2
2
=
=
=
∆
h
m
K
VCO
/
48
,
8
3
=
bar
p
p
p
RZ
ZCO
SCO
CO
RRC
02
,
1
34
,
0
68
,
0
=
+
=
∆
+
∆
=
∆
bar
p
RRC
10
,
1
=
∆
Ponowne sprawdzenie rzeczywistych warto
ści
Ponowne sprawdzenie rzeczywistych warto
ści
wspó
łczynników autorytetu zaworów
wspó
łczynników autorytetu zaworów
•
Rezygnujemy z doboru wi
ększej średnicy zaworu regulacyjnego c.w.u.
ze wzgl
ędu na nie spełnienie kryterium dławienia a≥0,3.
W katalogu sprawdzamy pozosta
łe parametry zaworu:
• dopuszczalne ci
śnienie robocze,
• maksymaln
ą temperaturę czynnika grzejnego,
• charakterystyk
ę przepływową (powinna być
sta
łoprocentowa),
• zdolno
ść regulacyjną (stosunek regulacji ≥25),
• rodzaj po
łączenia (gwintowe, kołnierzowe).
RRC
100
Z
p
p
a
∆
∆
=
31
,
0
10
,
1
34
,
0
=
=
CO
a
51
,
0
10
,
1
56
,
0
=
=
CW
a
Ponowny dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i
Ponowny dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i
przep
ływu Z
przep
ływu Z
RRC
RRC
• Spadek ci
śnienia do wykorzystania na zaworze regulatora
ró
żnicy ciśnień Z
RRC
Δp
ZRRC
=
Δp
1-4
– (
Δp
RRC
+
Δp
1-2
+
Δp
3-4
+
Δp
m
) = 2.0 – (1.10
+ 0.1 + 0.11+ 0,2) = 0.49 bar
• Wspó
łczynnik przepływu zaworu Z
RRC
h
m
K
VRRC
/
28
,
14
49
,
0
10
3
=
=
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i przepływu
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i przepływu
Z
Z
RRC
RRC
wariant 1
wariant 1
• Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora
ró
żnicy ciśnień firmy SAMSON
• Przyj
ęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=16
m3/h i
średnicy nominalnej DN 40 mm oraz zakresie nastaw
regulowanej ró
żnicy ciśnień Δp
RRC
= 0,5÷2,0 bar
• Rzeczywisty spadek ci
śnienia na całkowicie otwartym
zaworze Z
RRC
h
m
K
K
V
VS
/
85
,
17
25
,
1
28
,
14
25
,
1
3
=
⋅
=
⋅
=
bar
K
V
p
p
VS
m
RZ
ZRRC
59
,
0
39
.
0
2
,
0
2
16
10
2
,
0
2
=
+
=
+
=
+
∆
=
∆
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i przepływu
Dobór zaworu oraz regulatora ró
żnicy ciśnień i przepływu
Z
Z
RRC
RRC
wariant 2
wariant 2
• Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora
ró
żnicy ciśnień firmy SAMSON dla
• przyj
ęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=20
m3/h i
średnicy nominalnej DN 50 mm oraz zakresie nastaw
regulowanej ró
żnicy ciśnień Δp
RRC
= 0,5÷2,0 bar
• Rzeczywisty spadek ci
śnienia na całkowicie otwartym
zaworze Z
RRC
h
m
K
K
V
VS
/
85
,
17
25
,
1
28
,
14
25
,
1
3
=
⋅
=
⋅
=
bar
K
V
p
p
VS
m
RZ
ZRRC
45
,
0
25
.
0
2
,
0
2
20
10
2
,
0
2
=
+
=
+
=
+
∆
=
∆
Sprawdzenie zagro
żenia kawitacją
Sprawdzenie zagro
żenia kawitacją
• Zawory montowane w przewodzie powrotnym pracuj
ące
przy temperaturach poni
żej 100°C
nie s
ą zagrożone
kawitacj
ą.
• W
przypadku
zaworów
montowanych
w
przewodzie
zasilaj
ącym
sieci
ciep
łowniczej
dla
ekstremalnych
warunków: ci
śnienia zasilania
p
1
= 10 bar,
temperatury
zasilania T
1max
=150°C, ci
śnienia nasycenia p
s
= 4,8 bar
•
Δp
vmax
≤ Z (p
1
– p
s
) = 0.5 (10 – 4.8) = 2.6 bar
• Rzeczywiste spadki ci
śnienia na dobranych zaworach są
ni
ższe od 2.6 bar. Najwyższa różnica ciśnień to
bar
p
RRC
02
,
1
=
∆
KONIEC
KONIEC
do zobaczenia
J