IMI International Kft. Kunigunda útja 60. 1037 Budapest Tel 06 1 453 6060 Fax 06 1 453 6070 www.tahydronics.com An
Company
Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése 2014/6
„A fűtéstechnikai berendezések tervezése során általában nincs lehetőség szabályozástechnikus igénybevételére, hanem szinte kizárólag a berendezések gépész tervezője tervezi a szabályozásokat. Sőt mivel ma épületgépészeti rendszer szabályozóberendezés nélkül elképzelhetetlen, a szabályozás megtervezése az épületgépész egyik nélkülözhetetlen feladatává vált. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy mindenegyes tervezés során a tervezőnek szabályozástechnikai és dinamikai vizsgálatokat kell végeznie, hiszen a különböző feladatokhoz, a katalógusokban javasolt készülékek többnyire megfelelő eredményt adnak. A tervezés azonban nem azonos a katalógusban szereplő készülékek mechanikus kiválasztásával, hanem azon kívül, hogy a szabályozástechnikai alapfogalmakkal tisztában kell lenni, döntő, hogy a tervező ne statikusan gondolkozzon, hanem rendszerét folyamatában szemlélve, kis terhelések, változó üzemviszonyok között is jó berendezést tervezzen.” - DR. LIPTÁK A.: Mérés, Szabályozás és vezérlés az épületgépészetben Hőellátás, 1983
1. Egyutú motoros szabályozó szelep méretezése a gyakorlatban A következőkben tehát kiválasztjuk a megfelelő „kvs” értékű motoros szabályozó szelepet. Az alábbi a számításoknál már megtörtént a hidraulikai méretezés, tehát ismert a szivattyú emelőmagassága (60 kPa) illetve az adott pontban rendelkezésre álló nyomáskülönbség is (45 kPa). Méretezési alapadatok: „C” jelű fogyasztó tervezett térfogatárama: 72 m3/h Fogyasztói hőfoklépcső („ts”/”tr”): 15/18°C „tp” primer előremenő hőmérséklet: 6°C primer szivattyú emelőmagassága: 60 kPa rendelkezésre álló ∆H: 45 kPa
1.
ábra: Befecskendező kapcsolás (forrás: TA Hydronics)
2. A szükséges min. nyomáskülönbség meghatározása „V” jelű motoros szabályozó szelep tervezett térfogatárama (qp) az energia megmaradás törvénye alapján: qp x (tp-tr) = qs x (ts-tr) >>> qp = 72 x (15-18) / (6-18) = 18 m3/h ha a min. gyakorlati autoritás (βmin)= 0,25 akkor a „V” motoros szabályozó szelepen a min. szükséges hidraulikai ellenállás: Δpszüks= 60 x 0,25 = 15 kPa illetve ha a rendelkezésre álló „dH” 45 kPa és a „STAD-P” jelű primer beszabályozó szelepen a megfelelően pontos mérés miatt min. 3 kPa fojtás szükséges, akkor „V” motoros szabályozó szelepen a min. szükséges hidraulikai ellenállás: Δpszüks= 45-3 = 42 kPa
A motoros szabályozó szelepen a fenti két módszerrel kiszámított nyomáskülönbség közül a nagyobbat vesszük figyelembe. Ha motoros szelep „kvs” értékének kiválasztása után nincs meg a min. 15 kPa nyomáskülönbség – biztosítandó a βmin= 0,25 min. gyakorlati autoritást – akkor csoportos nyomáskülönbség stabilizálásra (STAD-STAP szeleppár) vagy PIBCV kombinált szelepre (FUSION-P, TBV-CMP, COMPACT-P, KTM) van szükség. Ennek részleteiről következő cikkünkben lesz szó.
3. A motoros szelep kiválasztása a „kvs” érték alapján Kvsszüks. = 0.01⋅
q 18000 = 0.01⋅ = 27.75 ∆p 42
azaz a szükséges „kvs” érték 27,75. A fenti egyszerűsítő képletben a tömegáram [l/h]-ban, míg a nyomáskülönbség [kPa]-ban alkalmazandó! Az előző cikkünk (2014/5) 3. ábrája alapján látható, hogy a rendelkezésre álló Reynard szerinti „kvs” sorozatból vagy a 25-ös vagy a 31,5-es értéket választhatjuk. A kvs = 31,5 (típus CV216 RGA DN50) értékkel visszaszámolva a „V” jelű motoros szabályozó szelep ellenállása tehát: ∆pV = 32,6 kPa.
a rendelkezésre álló 45 kPa-os nyomáskülönbségből tehát 32,6 kPa-t a motoros szabályozó szelepen használunk fel, a többit, azaz 45-32,6 = 12,4 kPa-t a „STAD-P” jelű beszabályozó szelepen kell lefojtanunk, hogy beszabályozott legyen a hidraulikai hálózat (a csővezetéki ellenállásokat elhanyagoltam).
4. A motoros szabályozó szelep autoritásának ellenőrzése A βmax = 32,6 / 45 = 0,72 max. gyakorlati autoritást kiszámolva látható, hogy a szükséges 0,5-ös értéket jóval meghaladjuk. A βmin = 32,6 / 60 = 0,54 min. gyakorlati autoritást kiszámolva látható, hogy a szükséges 0,25-ös értéket felett van részterhelésen is az autoritás. Megállítható tehát, hogy a kvs=31,5 érték kiválasztásával mind teljes terhelésen (max. gyakorlati autoritás), mind részterhelésen (mix. gyakorlati autoritás), sikerült az autoritást a megfelelő értéken tartani. Ez segíti a szabályozott szakasz pontos, stabil szabályozását.
5. A motoros szabályozó szelep méretezése programmal Az előzőekben láthattuk, hogy milyen fontos a teljes hálózat hidraulikai méretezése, hiszen a motoros szabályozó szelep kiválasztásához ismernünk kell az adott pontban rendelkezésre álló nyomáskülönbséget. Ha ez nem adott, akkor a motoros szabályozó szelepet nem, mint rendszerelemet, hanem csak egyedi, hidraulikai szerelvényt tudjuk kiválasztani. Ebben lehet segítségünkre a TA Select 4 program.
2. ábra: Motoros szabályozó szelep és meghajtó választás a TA Select 4 segítségével (forrás: TA Hydronics)
Itt nem csak a megfelelő szeleptestet lehet kiválasztani, hanem a hozzátartozó meghajtót is. Így felvilágosítást kaphatunk a szeleptestet és a meghajtót együtt jellemző ún. zárási nyomáskülönbségről, a tápfeszültségről (pl. 24V), a bemenő jelről (pl. 0-10V) stb. Azonban a különböző autoritások figyelembevételére csak a teljes hidraulikai hálózat méretezésével van lehetőség. Ehhez ajánljuk a HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programunkat.
3. ábra: a HECOS by TA Hydronics grafikus felülete (forrás: TA Hydronics)
Ebben a programban, a grafikus megjelenítés egyben függőleges csőterv vagy kapcsolási rajz is lehet (ACAD® formátumba konvertálva) illetve a táblázatokban (lásd 4. ábra) többek között megtalálhatóak a méretezett motoros szabályozó szelepek min. és max. gyakorlati autoritásai is. Ha a min. gyakorlati autoritás kisebb, mint 0,25, azt a program színes számokkal jelzi. Ebben az esetben érdemes egy „kvs” mérettel kisebb szelepet választani.
4. ábra: a HECOS by TA Hydronics méretezési táblázatai az autoritásokkal (forrás: TA Hydronics)
A következő szakmai hírlevél címe: Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése 2014/7: Mit tegyünk, ha nem tudjuk elérni a 0,25-ös min. gyakorlati autoritást
Budapest, 2014.augusztus 5.
Vörös Szilárd
A TA Select 4 és a HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programok letölthetőek innen: http://www.tahydronics.com/hu/knowledge-tools/hydronic-tools-software/balance-control/
A HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programjának oktatására jelentkezés: http://www.tahydronics.com/hu/seminars/ta-hydronics-oktatasok/
