CSŐHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE, HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSI TERV

CSŐHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE, HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSI TERV Vinkler Károly

ENGINEERING ADVANTAGE

0. Mi a hidraulikai beszabályozás ? Mi a hidraulikai beszabályozás?

Copyright © TA Hydronics SA. All rights reserved.

beszabályozás vs szabályozás


0. Mi a hidraulikai beszabályozás ? V1

10

1

?

V2

5

20

?

[kPa]

3

?

V4

15 ?

8 18 20

4

V5

10 ?

5

[l/h]

[kPa] [kPa]

23 kPa

3 13


2

V3

Rendszer beszabályozása

13

10 kPa

10 0 kPa

5

15 10 l (m) ENGINEERING ADVANTAGE

1. A veszteséges Bernoulli-egyenlet


1 2 1 2 p1  gh1  v1  p2  gh2  v2  p' 2 2


1. A veszteséges Bernoulli-egyenlet Δp’ meghatározása: 1.1 Egyenes csővezeték nyomásvesztesége 1.2 Alaki ellenállások (ív, könyök, T-idom) nyomásvesztesége 1.3 Csővezetéki szerelvények (szelepek, szűrők, visszacsapó-szelepek…)


nyomásvesztesége


1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége

 2 l  p  v    2  d '

Δp’ – nyomásveszteség egyenes csőben [Pa] ρ – közeg sűrűség [kg/m3] v – közeg sebesség [m/s] λ – csősúrlódási tényező [-] Copyright © TA Hydronics SA. All rights reserved.

l – csőhossz [m] d – csővezeték belső átmérője [m]


1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező és az áramlás jellege

- Reynolds szám

vd Re  [ ]  v – közeg sebesség [m/s] d - egyenértékű csőátmérő [m]


ν - kinematikai viszkozitás [m2/s]

ν=

ή ρ

ή – dinamikai viszkozitás [kg/ms] ρ - sűrűség [kg/m3] ENGINEERING ADVANTAGE

1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége Egyenértékű csőátmérő


d egyenértékű

A a2 de  4  4 a K 4a

felület A 4 4 nedvesített kerület K

de  4

A ab 2ab 4  K 2(a  b) a  b

de  4

A 4bm  K b  2m


1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező és az áramlás jellege Re<2320, az áramlás tisztán lamináris, a sebesség eloszlás parabolikus pl.: csőben az áramlás hengerszimmetrikus a fő áramlás irányára merőleges áramlás nincs

v átlag v max


Re>105, az áramlás tisztán turbulens, a sebesség eloszlás az átmérő 7. hatványával közelíthető a fő áramlás irányára merőleges áramlás is van

v átlag v max

2320
1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező: lamináris áramlás



64 Re

 2 l  v   2  d   64 l  p '  v 2   2  Re d      2 64 l  '  p  v  2  vd d      Copyright © TA Hydronics SA. All rights reserved.

p ' 

1 p  32  vl 2 d '

λ [-] csősúrlódási tényező tisztán a Reynolds számtól függ, A nyomásesés a sűrűséggel, sebességgel, viszkozitással, csőhosszal egyenesen, az átmérő reciprokának négyzetesen arányos (állandó sebesség esetén) ENGINEERING ADVANTAGE

1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező: turbulens áramlás A görbe három részre osztható: 1./ λ csak a Reynolds számtól függ (hidraulikailag sima cső)


2./ Átmeneti tartomány, amikor a λ a Reynolds számtól és a relatív felületi érdességtől függ (hidraulikailag sima cső/ turbulens határgörbe)

3./ λ csak a relatív felületi érdességtől függ (turbulens határgörbe felett)

Nikuradze diagram λ = f (Re,k/d) ENGINEERING ADVANTAGE

1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező: felületi érdesség

Relatív érdesség: k/d [mm/mm]


k értékei [mm]: Rézcső (húzott): 0.0015 Műanyag cső: 0.005 Ötrétegű csövek: 0.007-0.0007 Húzott acélcső: 0.05-0.1 d cső belső átmérő [mm]


1.1.1 Fagyálló adalékok használata

A hidraulikai rendszer elfagyását elkerülendő általánosan használt folyadék: monopropilén glikol + víz DE !!! Tágulási együttható (növekszik)  táguló térfogat  Viszkozitás (növekszik)  p  Fajhő (csökken)  tömegáram  Felületi feszültség (csökken)  csepegés (pl. szivattyú) Erősen korrozív kémiai anyagok, pH csökkenés (fűtés)


Szigorúan, csak a szükséges mennyiségű fagyálló adalék használata A glikolos rendszert hőcserélővel kell leválasztani, hogy minél kisebb térfogata legyen a glikolt tartalmazó rendszernek

13

2013. november 28.


1.1.1 Fagyálló folyadékok használata – fűtés 70°C

Táguló térfogat:

+ 87%

Csővezetéki nyomásesés:+ 22% + 4%

Tervezett szivattyú emelőmagasság :

+ 8%


Tervezett térfogatáram:

14

2013. november 28.


1.1.1 Fagyálló folyadékok használata – hűtés 5°C

Táguló térfogat:

+ 72%

Csővezetéki nyomásesés: + 35% + 8%

Tervezett szivattyú emelőmagasság:

+ 17%


Tervezett térfogatáram:

15

2013. november 28.


1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Alaki ellenállás:

 2 p'  v  2 Δp’ – nyomásveszteség [Pa] ρ – közeg sűrűség [kg/m3]


v – közeg sebesség [m/s] ζ – alaki ellenállás [-]


1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Hirtelen keresztmetszet változás

  A1   2 p'  v  , ahol   1    2   A2 

2

p’ = nyomásveszteség [Pa]  = az áramló folyadék sűrűsége [kg/m3] v= az áramló folyadék sebessége [m/s] = alaki ellenállás tényező [-] A1= csővezetéki keresztmetszet a bővülés előtt [m2]


A2= csővezetéki keresztmetszet a bővülés után [m2]


1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Csőív, könyök


 2 p '  v  2


1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége T-idom


 2 p '  v  2 ÁG

z

A

0

B

0,3

C

1.3

D

0,5

E

0

F

0,8

G

3

H

3

I

0

T idomok esetében az alaki ellenállás értékek függnek:    

a T idom funkciójától (egyesítő, szétválasztó) az egyes ágakban kialakuló közegsebességek arányától az egyes ágak keresztmetszetétől a leágazások csatlakozási szögétől ENGINEERING ADVANTAGE

1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Beáramlás, kontrakció, fojtótárcsák…

 2 p '  v  2

2

Kontakció

1      1  

0.75

Lekerekített szél

0.90

Ívelt szél

0.99

A2

Letört szél

 A     1  1  A2 

A2

0.63 (max.contr)

A1

Éles szél

A1


α

1      1  

2

2

 A2  1   A1  


1.3. Szerelvények nyomásvesztesége  V p '    kv  .

2

   közeg   1000  

p’ = nyomásveszteség [bar] kv = a szelepen, szerelvényen 1 bar nyomáskülönbség hatására áthaladó térfogatáram [m3/h] 

= a közeg sűrűsége [kg/m3], (4 C-os vízre 1000 kg/m3 )

V = térfogatáram [m3/h] (A fenti képlet kb. 20 cSt viszkozitás értékig Copyright © TA Hydronics SA. All rights reserved.

használható)

kvs érték – a teljesen nyitott szerelvény kv értéke

Reynard sor (szabályozó szelepek kvs értéke) kvs = 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16…. ENGINEERING ADVANTAGE

1.3. Szerelvények nyomásvesztesége


Párhuzamosan és sorba kötött szerelvények eredő kv értéke

=

+

=

(

×

+

)


1.4. Nyomásveszteség függvény

p ' 

p

 2 l  v       2  d  .

.

V  vA  v  V

4V  2 A d 

.

5

~1/d

cV

2

 16V 2  l  2 p      CV    d   2  2d 4  '

 16V 2  l 1 p    C '   2  2d 4  d d5


V

'

Áramlástani hasonlóság turbulens áramlás esetén:

p1'  V1     ' p2  V2 

2

p1'  d 2     ' p2  d1 

5


2. Csővezetéki hálózat optimalizálása


Maximum közeg sebesség a "Clauses techniques générales de la commission centrale des marchés„ francia ajánlásból.


2. Csővezetéki hálózat optimalizálása Oláh András: Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, SKY COURT épület hűtési csővezetéki hálózatának optimalizálása (Hecos méretező program segítségével)

- 24 000 m2 -

7/12 °C-os hűtési rendszer

-

172 fogyasztó, fogyasztónként kombinált: szabályozó-dinamikus beszabályozó


szelep (PIBCV) -

1 974 kW hűtési teljesítmény

-

3 500 m csővezeték (MSz 99, varratnélküli acélcső)


2. Csővezetéki hálózat optimalizálása Oláh András: Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, SKY COURT épület hűtési csővezetéki hálózatának optimalizálása Hidraulikai hálózat nyomásvesztesége


Hidraulikai hálózat szivattyúzási költsége


2. Csővezetéki hálózat optimalizálása Oláh András: Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, SKY COURT épület hűtési csővezetéki hálózatának optimalizálása


Végeredmény


3.1. Szivattyú visszacsapószelep méret Visszacsapó szelepet mindig csőméretben!


 p v2 2


3.2 Hidraulikai hibadiagnosztika


A “biztos, hogy ki van takarítva” c. sorozatból!


3.3 Csak néhány ívvel több


Fordított áramlási irány...


3.4 ... és csodálkozunk, ha nincs meg a tervezett térfogatáram


Megfelelő csővezeték méretek!


3.5 ... és csodálkozunk, ha nincs meg a tervezett térfogatáram Megfelelő csővezeték méretek!

 p v2 2


 = 2,8 ! v= 3,4 m/s !


3.5 Számoljuk ki a nyomásesést!

Szűrő NA32 Zeta 5

Fogyasztó: 27 kW Δp= 3200 l/h – 6 kPa

Víz: 6/12 °C

Gömbcsap DN 32 Zeta 0.5 -0.5

Acél MSz 99 NA50

Wavin K1; 25 x 2,5

0.5 m-0.5 m


1m

Wavin K1; 25 x 2.5

Átmeneti idom

2m

NA50/32

Wavin ív: Zeta = 2,8/ ív

Zeta 0.3

STAD 32



3.6 ... stb.


40/2012 BM rendelet, a 7/2006 TNM rendelet módosítása


1. 2. 3.

Beszabályozási terv szükséges A beszabályozást dokumentálni kell A statikus és dinamikus beszabályozó szelepekkel való beszabályozást a jogszabály külön kezeli 4. A beszabályozást követően – ellenőrzésként - a beszabályozó szelepek legkevesebb 10%-ára vissza kell mérni

A rendelet a fűtési, hűtési és HMV cirkulációs hálózatokra vonatkozik!

35


4. Hidraulikai beszabályozási terv


Speciális függőleges csőterv ill. kapcsolási rajz

28/11/2013


4. Hidraulikai beszabályozási terv Minden fontos hidraulikai információ a rajzon és az eredménytáblázatban


-

csővezetékek: o csővezetéki térfogatáramok és nyomásesések - csővezetéki szakaszonként, o csővezetéki átmérők.

-

statikus beszabályozó szelepek: o térfogatáram, o előbeállítási érték, o nyomásesés, o kv érték.

-

dinamikus beszabályozó szelepek: o térfogatáram, o alapjel érték, o kv érték, o nyomásesés.

- mértékadó áramkör megnevezése

28/11/2013


4. Hidraulikai beszabályozási terv Minden fontos hidraulikai információ a rajzon és az eredménytáblázatban -

-


-

fogyasztók: o teljesítmény, o térfogatáram, o nyomásesés. szabályozó szelepek: o térfogatáram, o kvs érték, o nyomásesés, o autoritás. termosztatikus radiátor szelepek: o térfogatáram, o nyomásesés, o arányossági sáv.

28/11/2013


4. Hecos by TA Hydronics szoftver


www.tahydronics.hu Tudás és eszközök



4. Hecos by TA Hydronics szoftver



Köszönöm figyelmüket!


CSŐHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE, HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSI TERV

Recommend Documents