Prezentacja programu PowerPoint

۰ Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu regulacyjnego

jest obliczenie współczynnika przepływu

Kvs

[m3/h]

gdzie:

[m3/h] – obliczeniowy strumień

objętości wody,

[bar]– strata ciśnienia na zaworze

regulacyjnym całkowicie otwartym, dla założonej wartości

autorytetu zaworu

(kryterium dławienia).

• Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym

Δp

Z100min

≥ 0.1 bar

100











Zasady doboru zaworów regulacyjnych

przelotowych -

powtórka

100





Zasady doboru zaworów regulacyjnych

przelotowych -

powtórka

Autorytet zaworów przelotowych (kryterium dławienia zaworu) jest

definiowany jako

• gdzie:

strata ciśnienia na zaworze całkowicie otwartym,

strata ciśnienia w sieci przewodów obwodu regulacji.

Przy stałoprocentowej charakterystyce zaworu jako wielkość

orientacyjną przyjmuje się autorytet zaworu

a = 0,3 do 0,5.

Jest to zakres wartości, dla którego uzyskuje się

dopuszczalny zakres wahań współczynnika wzmocnienia
obiektu regulacji zawór–wymiennik a tym samym dobrą
jakość regulacji.









100





100





Metoda wymiarowania zaworów na podstawie
kryterium
minimalizacji wahań współczynnika wzmocnienia
obiektu regulacji

- powtórka

Współczynnik wzmocnienia

Współczynnik przenoszenia k

• Charakterystyki statyczne: a – zaworu regulacyjnego

(stałoprocentowa), b – wymiennika ciepła, c – wymiennika ciepła wraz
z zaworem regulacyjnym (obiekt regulacji)

h/h

m/m

Q/Q

h/h

Q/Q





)

(

)

(

100



const

Optymalne wartości współczynnika autorytetu

zaworu przelotowego wyznaczony metodą

minimalizacji wahań współczynnika wzmocnienia

- współczynnik

autorytetu zaworu,

a- parametr obliczeniowy
wymiennika,

Dla a=0.48 wymiennika z
wykresu można odczytać
optymalny autorytet zaworu
stałoprocentowego a

0.30 oraz dopuszczalny
maksymalny a

= 0.80

Charakterystyka zaworów

trójdrogowych

Cechą charakterystyczną zaworów trójdrogowych
jest to, że powierzchnia przekroju zmienia się w
gniazdach

(dwa

gniazda)

przeciwnych

kierunkach.
Strumienie na drodze A i B są zmienne (od 0 do
100%) a strumień na drodze AB zmienia się w
ograniczonym zakresie (nie więcej niż ± 10%).
Strumień

służy

regulacji

mocy

(temperatury), wpływa na kształt charakterystyki
obiektu regulacji zawór-wymiennik.

Sposoby montażu zaworów

trójdrogowych

W układzie hydraulicznym z zaworem trójdrogowym można wyróżnić

trzy obiegi:

• część, w której strumień przepływającego czynnika jest stały (jest

to tzw. obieg stałego przepływu - SP),

• obieg zmiennego przepływu zależny od stopnia otwarcia zaworu ZP,
• przewód mieszający o zmiennym przepływie PM.

P
M

S
P

Charakterystyki 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).

Analiza charakterystyk eksploatacyjnych zaworów

trójdrogowych została opisana w książkach W.
Chmielnickiego i H. Rossa.

Charakterystyki eksploatacyjne zaworów

trójdrogowych wg Chmielnickiego

• Charakterystyka

eksploatacyjna

zaworu

trójdrogowego zależy od wartości spadków
ciśnienia w poszczególnych obwodach układu
reg.

P
M

100



























100

S
P

Charakterystyki eksploatacyjne zaworów

trójdrogowych wg Chmielnickiego

Stopień rozdziału – A

Autorytet zaworu trójdrogowego

UWAGA!

Zamiast

∆p

przyjmowanego przy doborze

zaworów

przelotowych)

w przypadku zaworów 3-drogowych

wstawiamy

∆p

calk













100

calk











100

calk

















100

Charakterystyki eksploatacyjne zaworów

trójdrogowych wg Chmielnickiego

• Z przedstawionej analizy wynika, że aby

zapewnić minimalne zmiany przepływów w
króćcu AB, opory obiegu o zmiennym przepływie
Δp

powinny być małe w porównaniu do oporów

obiegu o stałym przepływie Δp

i spadku

ciśnienia na zaworze regulacyjnym Δp

Z100

• Najkorzystniejszą charakterystykę uzyskano dla

A = 0,07 (xxxxx),









100

Wnioski

• Deformacja charakterystyki przepływowej na

wypływie z zaworu trójdrogowego (wylot AB) zależy

od stosunku oporu odcinka sieci o zmiennej wartości

strumienia objętości do oporu całej sieci.

• Kierowanie się przy doborze średnicy zaworu

trójdrogowego

jedynie

kryterium

wartości

współczynnika

autorytetu

zaworu

nie

jest

uzasadnione, ponieważ nie uwzględnia on wpływu

tłumienia przez opór odcinka sieci o niezmiennym

strumieniu objętości na deformację charakterystyki

przepływowej na wypływie AB z zaworu

trójdrogowego .

• W praktyce konieczne jest ilościowe określenie

wpływu tłumienia.

Charakterystyki eksploatacyjne zaworów

trójdrogowych

• W wypadku stosowania zaworów przelotowych deformacja

charakterystyki zależy przede wszystkim od jednego
parametru, a mianowicie autorytetu zaworu a, który zależy z
kolei od doboru średnicy zaworu.

• W wypadku zaworów trójdrogowych taki wpływ mają trzy

parametry, a mianowicie: a (a’), b, c.

calk













100

Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych wg H. Rossa

Wyniki badań H. Rossa

P
M

S
P













100

Wnioski z badań H. Rosa

• Wymagany autorytet zaworu

ma znaczącą

wartość tylko przy małym tłumieniu przez
odcinek sieci o stałym strumieniu objętości (małe
wartości

b<3

• W wypadku wartości parametru

b > 3

wpływ

średnicy zaworu trójdrogowego

(a tym samym

autorytetu a)

na zmianę charakterystyki w króćcu

AB zaworu jest w zasadzie bez znaczenia.

• Z reguły instalacje ogrzewania są projektowane w

taki sposób, żeby stosunek

b > 3

Zasady doboru zaworów trójdrogowych

Z badań H. Rosa można wyciągnąć następujące wnioski:

• równoważenie połączonych równolegle odcinków o zmiennym

strumieniu objętości (ZP i PM - parametr c=1) jest celowe tylko

przy wartościach parametru b < 3,

• współczynnik autorytetu a ma istotny wpływ przy doborze

zaworu dla b < 3. Jeżeli za punkt wyjścia przyjęto

dopuszczalne zwiększenie sumarycznego strumienia objętości

(V/V100 = 1,1) to przy b < 3 współczynnik autorytetu należy

przyjmować a=0.5,

• przy wartościach parametru b ≥ 3 zmiana sumarycznego

strumienia objętości jest tak niewielka i w tak małym stopniu

zależna od kryterium dławienia a, że deformacja podstawowych

charakterystyk zaworu nie może być miarodajna przy doborze

zaworu. W takich sytuacjach trzeba przyjąć inne kryterium, np.

kryterium minimalizacji wahań współczynnika wzmocnienia

kz=const ≈ 1 dla obiektu zawór + wymiennik ciepła i wówczas

wystarczy a=0.3÷0.5.

Dobór zaworu mieszającego w układach z

wtryskiem













100













1. Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu

regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs

[m3/h]

gdzie:

V[m3/h] – obliczeniowy strumień objętości wody,
Δp

z100

[bar] – strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym

całkowicie otwartym, obliczana dla założonej wartości
autorytetu zaworu a

gdzie:
∆p

zp -

strata ciśnienia w obiegu zmiennoprzepływowym ZP.











100

Zasady doboru zaworów regulacyjnych

trójdrogowych – tok obliczeń

100





Tok obliczeń

P
M

S
P









2. Określamy obwody stało- i zmiennoprzepływowe a
następnie obliczamy wartości parametrów b i c

Tok obliczeń

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

zmiennym

strumieniu objętości tak aby c=1 (wstawiamy w
przewód

mieszający

zawór

ręcznego

nastawiania),

• przy wartościach parametru b ≥ 3 przyjmujemy

a=0.3÷0.5.

Tok obliczeń

• Wg większości pozycji literaturowych przy doborze trójdrogowych

zaworów regulacyjnych należy przyjmować

a ≥ 0.5

równoważyć hydraulicznie połączone równolegle odcinki o zmiennym
strumieniu  objętości.  Zastosowanie  tych  zaleceń  nie  jest  błędem
gdyż  zapewnia  dobrą  jakość  regulacji  niezależnie  od  wartości
kryterium  tłumienia  b.  Ich  wadą  może  być  niska  efektywność
energetyczna układu – wysokie koszty pompowania.

• Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym jako Δp ≥ 0.1

bar, wg. literatury niemieckiej nawet

Δp

Z100min

≥ 0.03 do 0.05

bar.

4. Po obliczeniu współczynnika przepływu K

z katalogu zaworów

dobieramy średnicę zaworu o wartości K

najbliższej mniejszej (jeżeli

pozwala na to ∆p

) od wyliczonej.

Przy małych wartościach

Δp

Z100

= Δp

(a=0.5) ustalając K

kierujemy się średnicą przewodów przyłączanych do zaworu.

5. Sprawdzamy rzeczywistą wartość

∆p

Z100

oraz a rzeczywiste.

Document Outline