Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia

Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia

www.futestechnika.danfoss.com

Szelepkiválasztás szempontjai Alapvető jellemzők Szabályozószelep karakterisztika

iMCV rendszer Energia-megtakarítás

Szelepautoritás Kvs-érték Szabályozási arány Kavitáció

Motoros forgócsap

Nyomáskiegyenlített szelepek

Energia-megtakarítás

Lágy tömítés Szelepméretezés

District Energy Division

Szelepkiválasztás szempontjai

27 augustus 2013

|2

Alapvető jellemzők (ISO 5752*) NNy – Névleges nyomás* 1 - 1,6 - 2,5 - 4 - 6 - 10 - 16 - 25 - 40 (bar) Alacsony névleges nyomás: NNy ≤ 16 bar, Közepes névleges nyomás: NNy 25 ~ PN40 bar.

NÁ – Névleges átmérő* 10 - 15 - 20 - 25 - 32 - 40 - 50 - 65 - 80 - 100 - 125 - 150 200 - 250 – 300…

Tközeg - Közeghőmérséklet Alacsony érték: T < 120°C Közepes érték: T 120°C - 350°C District Energy Division


27 augustus 2013

|3

Szabályozószelep karakterisztika Kapcsolat a szelepemelkedés és a kv-érték között, állandó nyomáskülönbség mellett. Lineáris: gőz-víz hőcserélő (távhő rendszer) Logaritmikus: gyors reakció igény esetén – radiátoros fűtések, légtechnikai- és fan-coil rendszer, gőz-víz hőcserélő (HVAC rendszer) Osztott: változó igény esetén (HMV rendszer) Gyors nyitás: lassú reakció igény esetén – nyit-zár (ON/OFF) rendszerek (uszoda) Speciális: Danfoss iMCV szelepek S-karakterisztika: nincs igény pontosan meghatározott karakterisztikára (forgócsapok)

A jól megválasztott szelepkarakterisztika biztosítja a rendszer megfelelő működését! District Energy Division


Ülékes szelepek karakterisztikája 27 augustus 2013

|4

Lineáris hőátadás

térfogatáram %

LINEÁRIS HŐÁTADÁSI KARAKTERISZTIKA

SZELEPÁTFOLYÁS KARAKTERISZTIKA

kimeneti %

térfogatáram %

hőteljesítmény %

HŐTERMELŐ KIMENŐ KARAKTERISZTIKA

szelepemelkedés %

szelepemelkedés % 5



27 augustus 2013

|5

Szelepkarakterisztika Logaritmikus karakterisztika

Lineáris karakterisztika

Ideális Ideális



27 augustus 2013

|6

Lineáris hőátadás – Danfoss AME 435 arányos motor

7 District Energy Division


27 augustus 2013

|7

Osztott karakterisztikájú szelepek 1 0.9

relativ Kv érték

0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

max 120s

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Relativ szelepemelkedés

±2K max 10K


0.1

Maximális hőfokeltérés a megkívánt értéktől: ± 10K használati meleg víz készítésnél ± 5K fűtési rendszereknél Maximális hőmérséklet ingás a megkívánt értéktől: ± 2K Szelepkiválasztás szempontjai

27 augustus 2013

|8

Speciális szelep-karakterisztika Egyenszázalékos szelepállás 30-100%

Lineáris szelepállás 0-30%



27 augustus 2013

|9

S - karakterisztika - Nincs igény pontosan meghatározott szelep-karakterisztikára (S)



27 augustus 2013 | 10

Szelepautoritás (Va) - szabályozhatóság

∆pszab.szakasz ∆pszelep ∆pszab.szakasz

Megmutatja a szelep és a szabályozott szakasz nyomásviszonyát.

∆p0

Számítása:

Kielégítő: a = 0,3 - 0,7 ∆pszelep = nyomásesés a teljesen nyitott szelepen ∆pszabályozott szakasz = nyomásesés a szakasz további részén, teljesen nyitott szelepnél District Energy Division


autoritás - diagram Q/Q0% térf. áram

∆pszelep a= ∆pszelep+∆ ∆pszab.szakasz

a=0,1 a=0,2 a=0,3 a=0,5 a=1,0

H/H0 % szelepemelkedés 27 augustus 2013 | 11

Szelepautoritás (Va) 100 % SZELEPAUTORITÁS, motoros szelep esetén, csak dp szabályozó alkalmazásával érhető el, amely biztosítja az állandó dp-t a szelepen

(dpMCV0 = dpmcv100)

Logaritmikus karakterisztika

Lineáris karakterisztika

Ideális Ideális

HEX T2

Q

MCV

dp

2

DP dpMCV

Preferált Va-érték: 3-járatú szelep Va>30%, átmeneti szelep Va>50% District Energy Division


27 augustus 2013 | 12

kvs és kv érték kv - az a térfogatáram, amely adott szelepállás esetén, 1 bar nyomáskülönbség hatására, átfolyik a szelepen

kvs - az a térfogatáram, amely teljesen nyitott szelep esetén, 1 bar nyomáskülönbség hatására, átfolyik a szelepen

kvr - az a legkisebb térfogatáram, amely 1 bar nyomáskülönbség hatására, még stabil hőmérsékletszabályozást biztosít.

Q (m3/h) kv (m3/h) =


∆p (bar)


27 augustus 2013 | 13

Térfogatáram (Q)

Függ: A szelep kv-értékétől A szelepre ható nyomáskülönbségtől (dPv)

Q = kv* dPv



[m3/h]

27 augustus 2013 | 14

kvs és kv érték Víz közeg:

Kv =

Q ∆p

Keverék:

Kv =

1

ρ Q = Kv * ∆p

=

Q× ρ ∆p

% of compound1 % of compound2 +

ρ1

ρ2

P(kW)  m3  Q=   1,16* ∆t (°K)  h  P(kW)* 0,86  m3  Q=  h ∆t (°K)  

 Q   ∆p =   Kvs  District Energy Division

2


27 augustus 2013 | 15

kv érték számítás Párhuzamos kapcsolás

Soros kapcsolás

kV1

kV1

kV2

kV2

kv0 = kv1 +kv2 [m3 / h]

1 1 1 = 2+ 2 2 kv0 kv1 kv2 kv21 ⋅ kv22 kv0 = 2 kv1 + kv22



[m3 / h]

27 augustus 2013 | 16

Szabályozási arány (R - dinamikus tartomány) Állandó nyomáskülönbség mellett a maximális és minimális vízmennyiségek aránya. VF (NA 20-150), VRB (NA 20-50) – 100:1)

R =

k vs k vr

Példa: R = 50 : 1 kvs = 10 m 3 /h k vr =

10 = 0,2 m 3 /h 50

Szabályozási arány 50:1 -> A szabályozószelep szelepemelkedésének 2 %-áig a szelepkarakterisztika nem pontos! District Energy Division


27 augustus 2013 | 17

Kavitáció – üregesedés (VF / VRB ≥ 0,4) turbulens áramlás

dB,A

lamináris áramlás

maximális zaj

kritikus áramlás

L p

0

X

1

Kavitáció zaj, rezgések és anyag erózió

s

p1 nyomás a szelep előtt (abszolút nyomás) [bar] ps abszolút telítési nyomás [bar] z kavitációs tényező


z

Gömbcsapok Elzáró és fojtó szelepek 0,25 Szabványos szabályozó szelepek Alacsony zajszintű szabályozó szelepek


Z = 0,1 – 0,2 Z = 0,15Z = 0,3 – 0,5 Z = 0,6 – 0,9

27 augustus 2013 | 18

Kavitáció

Definíció:

∆p z= p1 − pb

Legrosszabb eset:

pb = pS ∆pmax = z ⋅ ( p1 − pS )

Max. megengedhető nyomáskülönbség a teljesen nyitott szelepen:

∆ p max = z ⋅ ( p1 − p S ) p1 ps z

Danfoss szelepek: z = 0,2… 0,6 (NA függő)

nyomás a szelep előtt (abszolút nyomás) [bar] abszolút telítési nyomás [bar] kavitációs tényező



Temperature

Absolute saturation pressure pS

[°C] 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150

[bar] 0,042 0,056 0,074 0,096 0,123 0,157 0,199 0,250 0,312 0,386 0,474 0,578 0,701 0,846 1,013 1,209 1,433 1,691 1,985 2,322 2,703 3,132 3,614 4,156 4,762 27 augustus 2013 | 19

Nyomáskiegyenlített szelepek DN 40…DN 80 (DN 65-80 szelepek)

px

p1 = px p1

p2

px


p2


p1

27 augustus 2013 | 20

Lágy tömítés

A hatékony EPDM anyagú O-gyűrűs lágytömítés teszi lehetővé a tömörzárást. District Energy Division


27 augustus 2013 | 21

Szelepméretezés

Q kv dpv = 1 bar

kv =

Szelep kapacitás

Nyomásesés a szelepen

Vízmennyiség


Q dP V

 Q  dPV =   kv  

Q = kv ×

dPV

[m3/h]

2

[Bar]

[m3/h]


27 augustus 2013 | 22

Méretezési példa

∆t = 90-50 = 40° °C 90 °C

P = 350 kW

dp

50 °C

dpV

∆p = 0,4 Bar



27 augustus 2013 | 23

Kv-érték számítás

Térfogatáram (Q)

Q=

P [kW ]× 0 ,86 3 m /h ∆ t [K ]

[

]

Q=

[

350 × 0 ,86 = 7 ,5 m 3 / h 40

]

kv -érték

kv =

Q dp V

[

7 ,5 kv = = 11 , 9 m 3 / h 0 ,4

]

Számított kv = 11,9 m3/h District Energy Division


27 augustus 2013 | 24

Szepel kiválasztás Számított kv = 11,9 m3/h Szelepkiválasztás adatlapból: (válasszuk a következő nagyobb kv-értékű szelepet a számítottnál)

Választott kvs = 16 m3/h District Energy Division


27 augustus 2013 | 25

Nyomáskülönbség és térfogatáram

Nyomáskülönbség a teljesen nyitott szelepen:

dp V

 Q  =  kvs  

2

2

dp V

 7 ,5  =  = 0 , 22 [bar  16 

]

Térfogatáram a teljesen nyitott szelepen:

Q = kv ×


dp V

Q = 16 ×

[

0 , 4 = 10 m 3 / h


] 27 augustus 2013 | 26

Szelepnyitási fok (x)

kV x= ⋅100% kVS

kV

[m3/h]

KVS kV

xmin ≥ 30% x


100% opening [%]


27 augustus 2013 | 27

Közeg áramlási sebessége

4 ⋅ Q 1000 v= ⋅ 2 π ⋅ d 3,6 v medium flow velocity [m/s] Q nominal medium flow rate across the system [m3/h] d valve/valve seat diameter [mm]

v ≤ vmax = 3...3,5 m/s



27 augustus 2013 | 28

Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia

Recommend Documents