Automatyzacja w klimatyzacji i Automatyzacja w klimatyzacji i ciepłownictwie ciepłownictwie

Automatyzacja w klimatyzacji i Automatyzacja w klimatyzacji i

ciepłownictwie ciepłownictwie

Ćwiczenie audytoryjne nr 4

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej

Schemat układu automatycznej regulacji

T

M ΔP

T

T

M

ΔP

T H

ΔP M

+ - +

~

K

NT T H

T T

M

AI AO DI DO

~

Z/W-I/II bieg DO+AO+DI) Z/W-I/II bieg (DO+AO+DI) TK/NTC

TK/NTC

7 4 8 5 Tn=f(Tw),

Tw=f(Tz)

A0R

Klasyfikacja układów sterowania Klasyfikacja układów sterowania

Ze względu na pełnione funkcje:

-układy regulacyjne,

-układy zabezpieczające,

-układy optymalizujące.

Zakres automatyzacji centrali klimatyzacyjnej Zakres automatyzacji centrali klimatyzacyjnej – –

realizowane funkcje realizowane funkcje

1. Regulacja temperatury powietrza w pomieszczeniu:

W zależności od struktury układu może być stosowana regulacja:

a) pośrednia,

b) bezpośrednia (prosta i sekwencyjna), c) nadążna,

d) regulacja kaskadowa (tn = f(tw)).

Regulacja pośrednia temperatury powietrza w pomieszczeniu (stałowartościowa powietrza

nawiewanego)

Regulacja pośrednia polega na utrzymaniu stałej wartości temperatury powietrza nawiewanego.

W przypadku zmian wartości wewnętrznych i zewnętrznych zakłóceń (strat, zysków ciepła) nie ma możliwości uzyskania stałej temperatury wewnętrznej.

Regulacja może być stosowana przy dopuszczeniu dużych wahań temperatury powietrza wewnętrznego ti.

Wahania temp. wewnętrznej można kompensować poprzez automatykę instalacji wodnego c.o..

+

T

w y_m u

y

1

2

3 4

5 z₁

z₂

Regulacja bezpośrednia temperatury powietrza Regulacja bezpośrednia temperatury powietrza

wewnętrznego (stałowartościowa) wewnętrznego (stałowartościowa)

Regulacja bezpośrednia polega na utrzymywaniu temperatury wewnętrznej jako stałej wartości regulowanej.

Wielkością mierzoną może być temperatura powietrza:

-wewnętrznego,

- wywiewanego (z ewentualnym pomiarem temperatury

powietrza nawiewanego w celu ograniczenia zakresu zmian

temperatury powietrza nawiewanego (np. 12 do 24 °C).

Regulacja bezpośrednia prosta z pomiarem temperatury Regulacja bezpośrednia prosta z pomiarem temperatury

powietrza w pomieszczeniu powietrza w pomieszczeniu ti ti

Regulator w zależności od wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu wysyła sygnał nastawiający do siłownika nagrzewnicy.

Zalety i wady lokalizacji czujnika temperatury powietrza w wentylowanym pomieszczeniu:

zalety: bezpośredni pomiar wielkości regulowanej,

wady: problem wyznaczenia miejsca reprezentatywnego, duża liczba czujników (wysoki koszt) do pomiaru średniej temperatury powietrza dużych pomieszczeń, inercyjny charakter pomiaru (niekorzystne własności dynamiczne czujników pomieszczeniowych), wysoki koszt okablowania czujnik - sterownik.

T

y w u_g

y=t_i

Regulacja bezpośrednia prosta z pomiarem temperatury Regulacja bezpośrednia prosta z pomiarem temperatury

powietrza w kanale wywiewnym

powietrza w kanale wywiewnym tt

Regulacja bezpośrednia z utrzymywaniem jako stałej wartości regulowanej temperatury powietrza wywiewanego (z ewentualnym ograniczeniem zakresu temperatury powietrza nawiewanego tNmax i tNmiń np. od 12 do 24 °C).

Zalety: duża dynamika pomiaru temperatury powietrza czujnikiem kanałowym, niższy koszt okablowania i tylko jednego czujnika.

Wada : Konieczność korygowania wielkości regulowanej (różna od ti).

T

T

R y₁ u₁

t_i t_W

t_N y₂

w

Regulacja bezpośrednia sekwencyjna Regulacja bezpośrednia sekwencyjna

Układ regulacji temperatury powietrza w wentylowanym pomieszczeniu (z pomiarem wielkości regulowanej w pomieszczeniu lub kanale wywiewnym).

Regulator w zależności od wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu (lub kanale wywiewnym) wysyła sygnał nastawiający do siłownika nagrzewnicy lub do siłownika chłodnicy.

Załączanie tych sygnałów odbywa się sekwencyjnie (dwa urządzenia wykonawcze)

T

y w u_ch

u_g

y=t_i

Regulacja bezpośrednia sekwencyjna z Regulacja bezpośrednia sekwencyjna z odzyskiem ciepła w postaci recyrkulacji odzyskiem ciepła w postaci recyrkulacji

Sterowanie odzyskiem ciepła Tw>Tzew(chłodu Tw<Tzew).

Trzy urządzenia wykonawcze.

Tw

+ T

Tzew -

Regulacja bezpośrednia sekwencyjna z Regulacja bezpośrednia sekwencyjna z odzyskiem ciepła w postaci recyrkulacji odzyskiem ciepła w postaci recyrkulacji

Regulator w zależności od wartości temperatury powietrza w pomieszczeniu wysyła sygnał nastawiający do siłowników przepustnic powietrza (wywiew + recyrkulacja) oraz do siłownika zaworu regulacyjnego nagrzewnicy lub do siłownika zaworu chłodnicy.

Załączanie tych sygnałów odbywa się sekwencyjnie (trzy urządzenia wykonawcze).

Priorytetowy jest odzysk ciepła i chłodu z powietrza wywiewanego poprzez recyrkulację (ze względów higienicznych odzysk musi być niższy od 100%).

Następnie ogrzewanie lub chłodzenie powietrza nawiewanego (nagrzewnica wodna zimą, chłodnica latem).

Oszczędności na energii cieplnej i chłodniczej.

20°C Ti °C

RECYRKULACJA CHŁODU

CHŁODNICA NAGRZEWNICA

RECYRKULACJA CIEPŁA

Regulacja nadążna Regulacja nadążna

Regulacja nadążna ma za zadanie nadążne korygowanie wartości wielkości regulowanej stosownie do aktualnej wartości zadanej, która zmienia się w sposób niezdeterminowany, tzn. trudny do przewidzenia (w = w(?))

W ogrzewaniach powietrznych temperatura powietrza nawiewanego tN (jako wielkość regulowana y) w procesie regulacji nadąża za zmianami temperatury powietrza wywiewanego tw lub tzew (wartością zadaną w)

Regulacja ta jest nazywana także regulacją kompensacyjną.

Schemat regulacji temperatury nadążnej Schemat regulacji temperatury nadążnej powietrza w pomieszczeniu wentylowanym powietrza w pomieszczeniu wentylowanym

Temperatura powietrza nawiewanego t_N (jako wielkość regulowana y₁) utrzymywana jest przez regulator na poziomie zadawanym nadążnie za aktualną wartością temperatury powietrza wywiewanego t_W.

T

T

R y₁ u₁

t_i t_W

t_N y₂

Przykład zastosowania regulacji nadążnej Przykład zastosowania regulacji nadążnej

Wykres zależności temperatury powietrza nawiewanego od temperatury powietrza wywiewanego stosowany w układach regulacji nadążnej

t_W [°C]

t_N[°C]

30

t_{N max}

t_i 12

12 30

t_{N min} t_N=f(tW)

Regulacja nadążna kaskadowa Regulacja nadążna kaskadowa

Regulacja nadążna kaskadowa stosowana jest do regulacji temperatury w systemach wentylacji i klimatyzacji w celu uzyskania wysokiej jakości regulacji poprzez kompensację własności dynamicznych obiektu regulacji.

W procesie regulacji zakłada się kaskadowe działanie dwu regulatorów, regulatora głównego (wiodącego) oraz regulatora pomocniczego (nadążnego).

Obydwa regulatory w regulatorach cyfrowych mogą być zaprogramowane w jednym urządzeniu.

Schemat układu kaskadowej regulacji temperatury Schemat układu kaskadowej regulacji temperatury

powietrza w pomieszczeniu wentylowanym powietrza w pomieszczeniu wentylowanym

Temperatura powietrza nawiewanego t_N (jako wielkość pomocnicza y₁) utrzymywana jest przez regulator 1 na poziomie zadawanym przez regulator 2 nadążnie za aktualną wartością temperatury powietrza wywiewanego t_W (główna wielkość regulowana y₂).

T

T

1 y₁

w=t_i u₁

t_i t_W

t_N

2 y₂ u₂

Przykład zastosowania regulacji Przykład zastosowania regulacji

kaskadowej kaskadowej

Wykres zależności temperatury powietrza nawiewanego od temperatury powietrza wywiewanego stosowany w układach regulacji kaskadowej, w klimatyzacji komfortu

(Δti=±1K)

t_W [°C]

t_N[°C]

30 t_{N max}

t_i 12

-Δt +Δt

t_{N min}

a b

-1K t_i +1K t_{N max}

t_{N min} t_N

t_W t_N=f(±Δt)

Regulacja kaskadowa Regulacja kaskadowa

Regulacja kaskadowa korzystna jest szczególnie wówczas gdy własności dynamiczne obu obwodów regulacji różnią się znacznie między sobą.

Dzięki małej inercyjności pierwszego obiektu regulacji (nagrzewnica powietrza) mimo dużej bezwładności cieplnej głównego obiektu regulacji (pomieszczenie wraz z instalacją wentylacyjną) stosując regulację kaskadową można znacznie poprawić własności dynamiczne układu regulacji i uzyskać wysoką jakość regulacji.

Zakres automatyzacji centrali klimatyzacyjnej Zakres automatyzacji centrali klimatyzacyjnej – –

realizowane funkcje c.d.

realizowane funkcje c.d.

2. Zdalna korekta wartości zadanej temperatury

3. Zdalne załączanie/wyłączanie urządzenia wentylacyjnego

(jednoczesne załączenie wentylatora nawiewnego i wywiewnego) 4. Przełączanie obrotów silników wentylatorów (I bieg/II bieg).

Zakres automatyzacji

Zakres automatyzacji – – realizowane funkcje realizowane funkcje

5. Płynna regulacja wydajności wentylatorów (falownik – przetwornik częstotliwości).

6. Załączanie pompy cyrkulacyjnej przy nagrzewnicy.

7. Zabezpieczenie nagrzewnicy wodnej przed zamrożeniem (termostat przeciwzamrożeniowy, minimum 10% otwarcia zaworu regulacyjnego zimą).

8. Funkcja „odmrażania”( wentylator stop, przepustnica 0% otwarcia, zawór regulacyjny 100% otwarcia –sygnalizacja awarii).

9. W centralach dachowych dodatkowe grzałki elektryczne przy

nagrzewnicy oraz przewody grzejne z termostatem wzdłuż rurociągów wodnych.

10. Sterowanie przepustnicą powietrza zewnętrznego (siłownik z funkcją bezpieczeństwa).

Zakres automatyzacji

Zakres automatyzacji – – realizowane funkcje realizowane funkcje

11. Zabezpieczenie silnika wentylatora przed zerwaniem klinowych pasków napędowych (presostaty wentylatorów przy spadku sprężu wyłączają silniki – sygnalizacja awarii, dobór nastawy presostatu).

12. Sygnalizacja zabrudzenia filtra powietrza (presostat filtra).

13. Sygnalizacja pracy/awarii silników wentylatorów.

14. Zabezpieczenie silników wentylatorów od zwarć i przeciążeń (przegrzania): zabezpieczenia elektryczne i czujniki temperatury (termostaty) uzwojenia silnika.

15. Regulacja wilgotności powietrza w pomieszczeniu (na wywiewie z ograniczeniem wilgotności na nawiewie).

16. Sterowanie pracą nawilżacza parowego (załącz/wyłącz wytwornicę, zaworem regulacyjnym na przewodzie parowym, termostat

nawilżacza dla T<Tn).

Napęd wentylatora ze sprzęgłem paskowym

Napęd wentylatora ze sprzęgłem paskowym

Zakres automatyzacji

Zakres automatyzacji – – realizowane funkcje realizowane funkcje

17. Sterowanie chłodzeniem:

- załączanie /wył. agregatu chłodnicy freonowej (typu split), - sterowanie zaworem regulacyjnym chłodnicy wodnej,

- załączanie do pracy agregatu ziębniczego i pompy wody lodowej, - termostat powietrza zewnętrznego zezwalający na pracę agregatu ziębniczego,

18. Sterowanie pracą nagrzewnicy wstępnej: stałowartościowa regulacja temperatury powietrza tn=9°C.

Sygnały obsługiwane przez sterownik Sygnały obsługiwane przez sterownik

centrali klimatyzacyjnej centrali klimatyzacyjnej

T

M ΔP

T

T

M

ΔP

T H T H

ΔP M

+ - +

~

K

NT

AI AO DI DO

~

Z/W-I/II bieg DO+AO+DI) Z/W-I/II bieg (DO+AO+DI) TK/NTC

TK/NTC

7 4 8 5 Tn=f(Tw),

Tw=f(Tz)

A0R

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --

sterowanie odzyskiem ciepła sterowanie odzyskiem ciepła

A. Recyrkulacja: płynne sterowanie przepustnicami W+C- sygnał AO oraz zał./wył. DO.

Warunkiem załączenia odzysku ciepła jest Tw>Tzew, (2xAI)

+ T

Tw T

Tzew ^T AO

DO

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --

sterowanie odzyskiem ciepła sterowanie odzyskiem ciepła

B. Wymiennik krzyżowy: płynne sterowanie przepustnicami ( wymiennik plus obejście („by-pass”) – sygnał AO.

Recyrkulacja rozruchowa, sterowanie przepustnicami: zał./wył. –DO

Zabezpieczenie przed oszronieniem, pomiary: tw (AI), Δp (DI).

M

M

M

T

M M M

∆p

AO

+

tw

DO

T Tw

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --

sterowanie odzyskiem ciepła sterowanie odzyskiem ciepła

C. Wymiennik obrotowy: płynne sterowanie obrotami silnika - sygnał AO lub napędem 2, 3 - biegowym (sterowanie 2 lub 3xDO).

Odszranianie, pomiary: tw (AI), Δp (DI).

M

Δp T

AO

T Tw

+

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --

sterowanie odzyskiem ciepła sterowanie odzyskiem ciepła

D. Wymiennik z czynnikiem pośrednim (glikolowy): sterowanie zaworem regulacyjnym (sygnał AO) oraz zał/wył pompą cyrkulacyjną (DO)

T Tg≥-2°C

AO DO M

T

Tw

+

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --zabezpieczenie zabezpieczenie przed szronieniem i

przed szronieniem i odszranianie odszranianie wymienników wymienników

• Niewielkie szronienie obniża jedynie sprawność układu odzysku ciepła i powoduje wzrost oporów przepływu powietrza.

• Silne zaszronienie powoduje niedrożność wymiennika oraz może spowodować jego uszkodzenie mechaniczne.

• W praktyce nie dopuszcza się do silnego zaszronienia powierzchni albo stosuje się cykliczne odszranianie.

• Sterowanie procesem odszraniania może być realizowane przy zastosowaniu sterowania programowego ze ściśle określonym cyklem czasu pracy i czasu odszraniania. Czasy te powinny być ustalone dla najbardziej niekorzystnych warunków pracy układu.

• Dodatkowo w takim przypadku stosuje się termostat lub czujnik temperatury powietrza zewnętrznego uniemożliwiający załączenie cyklu odszraniania powyżej zadanych temperatur powietrza zewnętrznego.

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --zabezpieczenie zabezpieczenie przed szronieniem i

przed szronieniem i odszranianie odszranianie wymienników wymienników

• Zabezpieczenie przed zaszronieniem wymienników może być realizowane poprzez kontrolę oporów (stratę ciśnienia) wymiennika po stronie powietrza wywiewanego oraz pomiar temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem.

• Np. zarejestrowany przez presostat różnicy ciśnień wzrost oporów wymiennika inicjuje proces odszraniania. Proces odszraniania zostanie zakończony gdy temperatura powietrza za wymiennikiem osiągnie wartość 4 do 5ºC.

• Możliwe jest także stałe utrzymywanie temperatury powietrza za wymiennikiem powyżej 5ºC, powoduje to jednak obniżenie jego sprawności.

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --zabezpieczenie zabezpieczenie przed szronieniem i

przed szronieniem i odszranianie odszranianie wymienników wymienników

• Wymienniki obrotowe:

• - zwykłe wirniki aluminiowe muszą być odszraniane gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest niższa od -8 ºC,

• - wirniki z powłoką higroskopijną muszą być odszraniane gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest niższa od -18 ºC.

• Odszranianie na zasadzie programowania czasowego może być realizowane poprzez obniżenie obrotów silnika wentylatora nawiewnego (metoda ta może powodować powstanie podciśnienia w wentylowanym obiekcie) lub redukcję obrotów wirnika wymiennika.

• Zabezpieczenie przed zaszronieniem wymienników może być realizowane poprzez kontrolę oporów (stratę ciśnienia) wymiennika po stronie powietrza wywiewanego oraz pomiar temperatury powietrza wywiewanego za wymiennikiem.

• zarejestrowany przez presostat różnicy ciśnień wzrost oporów wymiennika inicjuje proces odszraniania. Proces odszraniania zostanie zakończony gdy temperatura powietrza za wymiennikiem osiągnie wartość 4 do 5ºC.

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej -- zabezpieczenie przed szronieniem i

zabezpieczenie przed szronieniem i odszranianie odszranianie wymienników:

wymienników:

• Wymienniki płytowe:

• - wymagają odszraniania gdy temperatura powietrza zewnętrznego spada poniżej - 3 ºC,

• - odszranianie realizowane jest poprzez zmianę ilości powietrza świeżego na wymienniku (zmniejszenie) i obejściu wymiennika (zwiększenie).

• Odszranianie może być realizowane jako programowe lub poprzez kontrolę oporów wymiennika oraz temperaturę powietrza za wymiennikiem na wywiewie.

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej

Automatyzacja centrali klimatyzacyjnej --zabezpieczenie przed zabezpieczenie przed szronieniem i

szronieniem i odszranianieodszranianie wymienników:wymienników:

• Wymienniki ciepła z czynnikiem pośredniczącym:

• W układach tych nie stosuje się odszraniania lecz zabezpiecza przed szronieniem przez regulację temperatury glikolu tak aby temperatura glikolu przed wymiennikiem na wywiewie nie spadła poniżej -2°C.

• Do regulacji temperatury glikolu wykorzystuje się zawór trójdrogowy przeznaczony głównie do regulacji temperatury powietrza.

KONIEC KONIEC

do zobaczenia

J

Automatyzacja w klimatyzacji i Automatyzacja w klimatyzacji i

ciepłownictwie ciepłownictwie

Ćwiczenie 5

PRZYKŁAD DOBORU

ZAWORÓW REGULACYJNYCH

JEDNODROGOWYCH

Zasady doboru zaworów regulacyjnych Zasady doboru zaworów regulacyjnych

1. W praktyce w instalacjach ogrzewania należy preferować zawory o charakterystyce stałoprocentowej.

2. W celu osiągnięcia możliwie dobrej jakości regulacji

instalacji w zakresie najmniejszego obciążenia należy

wybrać możliwie duży stosunek regulacji (≥25, 30 a

najczęściej 50).

3. Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs

[m3/h]

gdzie:

V^s[m3/h

] – obliczeniowy strumień objętości wody,

Δp

[bar] – strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym całkowicie otwartym.

Dla założonej wartości współczynnika )

(

100 Z S

Z

a p p

p = ⋅ ∆ + ∆

∆

S

Z

p

a

p a ⋅ ∆

= −

∆

1

Zasady doboru zaworów regulacyjnych

100 Z S

VS

p

K V

= ∆

s z

z

p p

a p

∆ +

∆

= ∆

100 100

Spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym Spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym

• Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym jako Δp ≥ 0.1 bar ( np. wg. Simensa Δp ≥ 0.03) .

• W instalacjach parowych przy w obliczeniach Kv zaworów regulacyjnych należy przyjmować

0.4÷0.5 (P

-1) bar

P1- ciśnienie pary przed zaworem w [bar]

=

∆ p

Dobór średnicy zaworu Dobór średnicy zaworu

4. Po obliczeniu współczynnika przepływu K

z katalogu zaworów dobieramy średnicę zaworu o wartości K

najbliższej mniejszej (jeżeli pozwala na to ∆p

od wyliczonej.

5. Sprawdzamy rzeczywistą wartość [bar]

a następnie rzeczywistą wartość autorytetu zaworu a.

4. W katalogu sprawdzamy pozostałe parametry zaworu:

• dopuszczalne ciśnienie robocze (materiał zaworu),

• maksymalną dopuszczalną temp. czynnika grzejnego,

• charakterystykę przepływową (powinna być stałoprocentowa),

• zdolność regulacyjną (stosunek regulacji ≥ 25),

• rodzaj połączenia (gwintowe, kołnierzowe).

2

100 



=

∆

VS RZ s

Z K

p V

Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze

Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze, zabezpieczający przed kawitacją, nie może przekraczać dopuszczalnych wartości określonych zależnością:

Δp

≤ Z (p

– p

)

gdzie:

• p

- ciśnienie przed zaworem,

• p

- ciśnienie nasycenia dla danej temperatury,

• Z - współczynnik o wartościach Z = 0,5÷0,8.

Zadanie 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 z załączonym schematem ideowym.

Schemat obliczeniowy Schemat obliczeniowy

w.z.

c.o.

LC1

LC2

sieć

cyrk.

c.w.u.

1 2

3 4

5

6

WCO WCWII

WCWI

Zco Zcw

ZRRC

Δp^RRC

Przygotowanie danych wyjściowych do Przygotowanie danych wyjściowych do

obliczeń obliczeń

• Najczęściej przystępując do doboru elementów układu automatycznej regulacji dysponujemy danymi z projektu technologicznego węzła:

• Obliczeniowe strumienie objętości wody sieciowej:

V

= 7 m

/h, V

= 3 m

/h, V

= 10 m

/h

• Spadki ciśnienia na przewodach i urządzeniach węzła ciepłowniczego (zgodnie z oznaczeniami na schemacie węzła): Δp

= 10 kPa, Δp

= 25 kPa, Δp

= 23 kPa, Δp

= 15 kPa, Δp

= 5 kPa, Δp

= 8 kPa,

• Δp

= 4 kPa, Δp

= 7 kPa, Δp

= 11 kPa.

• Ciśnienie dyspozycyjne węzła: Δp

=Δp

= 3 bar.

Wartości współczynników przepływu

Wartości współczynników przepływu K K

przykładowego przykładowego typoszeregu zaworów przelotowych

typoszeregu zaworów przelotowych

Średnica nominalna DN [mm] 15 20 25 32 40 50 Współczynnik KVS [m³/h] 0.2 4.0 8.0 12 20 32 Współczynnik KVS [m³/h] 0.5

Współczynnik KVS [m³/h] 1.0 Współczynnik KVS [m³/h] 2.0

Dane techniczne regulatorów różnicy Dane techniczne regulatorów różnicy ciśnień i przepływu typu 46

ciśnień i przepływu typu 46--7 firmy Samson 7 firmy Samson

Średnica nominalna DN [mm] 15 20 25 32 40 50

Współczynnik K_VS [m³/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 [m³/h] 0,6-2,5 0,8-3,6 0,8-5 2-10 3-12,5 4-15

Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy

zaworu regulacyjnego w obwodzie

zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o c.o. Z . Z

• Współczynnik przepływu K

obliczamy z zależności

m

/h

• Zakładamy stratę ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym przyjmując wartość współczynnika autorytetu zaworu a = 0,5 i wówczas

• Strata ciśnienia Δp

w obwodzie regulacji c.o. wynosi

• Δp

= Δp

= Δp

+ Δp

+ Δp

+ Δp

+ +Δp

= 5+8+25+7+23= 68 kPa

100 Z SCO

VSCO

p

K V

= ∆

SCO SCO

SCO

Z

p p p

a

p a ∆ = ∆

= −

∆

− ⋅

=

∆ 1 0 . 5

5 . 0

100

1

Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy

zaworu regulacyjnego w obwodzie

zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o c.o. Z . Z

• Po postawieniu danych i wyliczonych wyżej wartości otrzymamy:

• Z katalogu zaworów dobieramy wartość K

najbliższą

mniejszą tj. dla zaworu o średnicy nominalnej 25 mm.

• Sprawdzamy rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze

h m

K

8 , 48 / 68

, 0

7

=

=

h m

K

= 8

/

K bar p V

vsco RZ sco

ZCO

0 , 76

8 7

2

 =



 



= 

 

 

=

∆

Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy

zaworu regulacyjnego w obwodzie

zaworu regulacyjnego w obwodzie c.w.u c.w.u. Z . Z

Współczynnik przepływu K_vs obliczamy z zależności jw.

Δp_Z100 obliczamy przyjmując zalecaną wartość współczynnika autorytetu a = 0.5. Obliczamy wartość spadku ciśnienia na zaworze Z_CW jako równą

• 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

• Współczynnik przepływu zaworu regulacyjnego Z_CW

Z katalogu zaworów dobieramy wartość K_VS najbliższą mniejszą tj.

dla zaworu o średnicy 20 mm.

• Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze

h p m

K V

Z SCW

VSCW

4 , 08 /

54 , 0

3

100

=

∆ =

=

h m K_VSCW = 4 ³ /

bar 56 , 4 0

p 3

2 RZ

ZCW  =



 



= 

∆

SCW SCW

SCW

Z p p p

a

p a ∆ = ∆

= −

∆

− ⋅

=

∆ 1 0.5

5 . 0

100 1

h p m

K V

Z SCW

VSCW ³ /

∆ 100

=

Obliczenie regulowanej różnicy ciśnień regulatora Obliczenie regulowanej różnicy ciśnień regulatora

różnicy ciśnień różnicy ciśnień

• Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o.

• Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.w.u.

• Przyjęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy ciśnień wartość większą tj.

•

bar p

p

p

= ∆

+ ∆

= 0 , 68 + 0 , 76 = 1 , 44

∆

bar p

p

p

= ∆

+ ∆

= 0 , 54 + 0 , 56 = 1 , 10

∆

bar p

= 1 , 44

∆

Sprawdzenie rzeczywistych wartości Sprawdzenie rzeczywistych wartości współczynników autorytetu zaworów współczynników autorytetu zaworów

W katalogu sprawdzamy pozostałe parametry zaworu:

• dopuszczalne ciśnienie robocze,

• maksymalną temperaturę czynnika grzejnego,

• charakterystykę przepływową (powinna być stałoprocentowa),

• zdolność regulacyjną (stosunek regulacji ≥25),

• rodzaj połączenia (gwintowe, kołnierzowe).

RRC 100 Z

p a p

∆

= ∆ ^a

⁼ ₁ ⁰ _, ^, ₄₄ ^{76 = 0 , 52}

Dobór zaworu oraz regulatora różnicy Dobór zaworu oraz regulatora różnicy

ciśnień i przepływu Z

ciśnień i przepływu Z _{RRC RRC}

• Spadek ciśnienia do wykorzystania na zaworze regulatora różnicy ciśnień Z

Δp

= Δp

– (Δp

+ Δp

+ Δp

+ Δp

) = 3.0 – (1.44 + 0.1 + 0.11+ 0,2) = 1.15 bar

gdzie: Δp

=0,2 bar – mierniczy spadek ciśnienia dla regulatora przepływu typu 46-7.

• Współczynnik przepływu zaworu Z

h m

K

9 , 32 / 15

, 1

10

=

=

Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu

Z

Z

• Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora różnicy ciśnień firmy SAMSON

• Przyjęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=12,5 m3/h i średnicy nominalnej DN 32 mm oraz zakresie nastaw regulowanej różnicy ciśnień Δp

= 0,5÷2,0 bar

• Rzeczywisty spadek ciśnienia na całkowicie otwartym zaworze Z

h m

K

K

=

⋅ 1 , 25 = 9 , 32 ⋅ 1 , 25 = 11 , 65

/

K bar p V

p

VS m

RZ

ZRRC 0,2 0.64 0,84

2 5 , 12 2 10

, 0 2

= +

=



 

 +

 =

  +

∆

=

∆

Sprawdzenie zagrożenia kawitacją 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

= 10 bar, temperatury zasilania T

=150°C, ciśnienia nasycenia p

= 4,8 bar

•

• Δp

≤ Z (p

– p

) = 0.5 (10 – 4.8) = 2.6 bar

• Rzeczywiste spadki ciśnienia na dobranych zaworach są

niższe od 2.6 bar. Najwyższa różnica ciśnień to ∆ ^p

= 1 , 44 ^bar

KONIEC KONIEC

do zobaczenia

J