Szeretettel Üdvözlök mindenkit! Danfoss Elektronikus Akadémia Hőelosztó hálózatok nyomáslengései Előadó: Egyházi Zoltán okl. gépészmérnök Divízióvezető
|1
Nyomáslengések a fűtési rendszerben
Szeretjük, ha nyomáslengések jelentkeznek a fűtési rendszerünkben? Jó kérdés!
Nyomáslengések a fűtési rendszerben pa
Pr P1 világoskék Pr lila P2 sárga
Betáp nyomáskülönbség
ΔPbetáp. = P1 – P2
Rendszer nyomáskülönbség
ΔPrendszer = P1 – Pr 3
Két különböző típus:
Oszcilláció
• A lengés forrása a rendszerünkben van
Rezonancia
• A lengés forrása a rendszert kívülről gerjeszti pa
Oszcilláció, dp szabályozó szerepe: Egy a hálózattól független rendszerben lép fel. Akkor kezdődik, mikor a nyomáskülönbség szabályozó a rendszeren belül képződő nyomásimpulzusra reagál Ebben az esetben a nyomáskülönbség szabályozó része a
lengő rendszernek, de nem a jelenség oka.
Az oszcilláció jellemzői: Működés közben erős nyomáslengések mind az előremenő, mind pedig a visszatérő vezetékben. A lengés megszűnik, ha a rendszert leválasztjuk a hálózatról (főelzárók elzárva)
Folyamatos állandó amplitúdójú pulzáló zaj Frekvencia: 0,2 Hz és 3 Hz között
Oszcilláció, péda •
A következő diagramok ugyanazt a rendszert mutatja lengéssel és lengés nélkül. (Ebben az esetben az oszcilláció az impulzuscső hosszának növelésével és átmérőjének csökkentésével került megszüntetésre. (Ez a megoldás lelassítja a nyomáskülönbség szabályozót ezért alkalmazását meg kell fontolni.)
Oszcilláció, 3 fő befolyásoló faktor:
A szabályozott rendszer rugalmassága A dp szabályozó szabályozási sebessége A dp szabályozó elhelyezkedése a rendszerben
Rendszer rugalmassága: Tegyük fel, hogy a rendszerünk rugalmas! • Ebben az esetben a nyomáskülönbség szabályozó a rendszerben levő víz mennyiségét csökkenti vagy növeli. • Nyomásnövekedés többlet vízmennyiség a rendszerben • Nyomáscsökkenés, fogy a víz a rendszerből
P1
P2
Pa
pa
Pr
A rendszer rugalmasságát befolyásoló tényezők Minél kisebb, annál jobb
V 3 C m / Pa p
Minél nagyobb annál jobb
ΔV = Térfogat változás Δp = Nyomásváltozás Mérése: Rendszert elzárni, majd kiengedni belőle a vizet és mérni, hogy mennyi víz folyik ki pl 1 bar nyoméscsökkenés esetén
Rendszer rugalmasság, 2kW radiátor, a rendszer statikus nyomásának függvényében 80
Elasticity [ml/Bar]
140
70
Elasticity [ml/Bar]
120
60
100 Fully vented radiator
Normally vented
50
80
40
60
30
40
20
20
10 0
5
10 Pressure [Bar]
Ctot Cliq C gas
Vliq
15
p0V0 p2
0
0
5
10 Pressure [Bar]
Megfelelően légtelenített rendszer rugalmassága:
15
Rendszer rugalmasság (példák):
Rugalmas rendszer: „a” és „c” ábra Nem rugalmas rendszer: „b” és „d” ábra
Rugalmas szabályozó rendszer:
Nem rugalmas szabályozó rendszer (kompakt szelep)
dP szabályozó – szabályozási sebesség A szabályozási sebesség azt határozza meg, hogy a nyomáskülönbség szabályozó milyen gyorsan reagál a nyomásváltozásokra
dP szabályozó – szabályozási sebesség Kv – dP regulator
k v 1 Rh Q i ; s Am s
Rh = Szabályozási sebesség 0.02 to 0.12
[m3/h*bar^0.5)/s]
Qi = Térfogatáram az impulzus csövön (dP 0.1 bar)
[m3/s]
Δkv/Δs = dP szabályozó karakterisztika
[m3/h*bar^0.5)/m]
Am = membrán felület
[m2]
Kisebb Qi lassab szabályozás (megfontolni) Túlméretezett szelep lengést okozhat
Alacsony szabályozási sebesség:
P
P1 P2
Time
Hirtelen nyomásnövekedés>> A szabályozó szelep lassan reagál
June 2012
DHC-TA
17
Alacsony szabályozási sebesség: 20 Supply pressure P1
P1
15 Return pressure P2 P2
10
Differential pressure P1-P2
5 P1-P2
0 1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
23
25
-5 -10
%
Valve opening
100
0 Time
Hiortelen nyomáscsökkenés>> Negatív dP kialakulásának veszélye a szelepen, ha Rh túl kicsi!
Nyomáskülönbség szabályozó elhelyezése, nyomásdiagram (oszcillácó nélkül) Visszatérőbe építve P1
dP ingadozás a hálózat felől
Szabályozott dP
P1 pa
P2
P2 nem szabályozott dP
szabályozott dp
Előremenőbe építve P1
dP ingadozás a hálózat felől Szabályozott dP P2
nem szabályozott dP
szabályozott dp
Pr
Nyomáskülönbség szabályozó elhelyezése, nyomásdiagram (oszcillácóval) dP
Nyomás
P1
pa dp változás a hálózat felől
szabályozott dp
P1
dP szabályozó visszatérőben
P2
P2 nem szabályozott dp
Szabályozott dp
dP szabályozó előremenőben
P1
dp változás a hálózat felől
dP
szabályozott dp
P2
nem szabályozott dp
szabályozott dp
Hogy lehet megszüntetni az oszcillációt: A rendszer precíz légtelenítése A nyomáskülönbség szabályozót a rendszer rugalmatlan részére kell elhelyezni Dp szabályozó lassítása (impulzus cső hossz, átmérő, tűszelep az impulzuscsőbe) A csővezeték méreteinek megváltoztatása? (Tervezés fázisában.) Ha a nyomáskülönbség szabályozó az előremenőbe van építve, megfelelő statikus rendszernyomás biztosítása a levegő buborék képződés elkerülésére Kompakt szelepek felhasználása
Rezonancia / Reakció lengések dP szabályozó a hálózat felől érkező lengésekre reagál és azt felerősíti. A dP szabályozó nem instabil csak felerősíti a kívülről jövő lengéseket. A lengések hullámainak magassága jelentősen változik egyik lengésről a másikra.
Rezonancia:
23
Rezonancia jellemzői:
Tipikusan új építésú rendszereknél, ahol a házak és a rendszerek ugyanolyanok Közvetlen csatlakoztatott fűtési rendszereknél (pl. nincs keverőkör) Periódikusan jelentkezik a rezonancia A rendszer légtelenítésével eltűnik Nagyon erős nyomáslökések az előremenő és a visszatérő vezetékekben Pulzáló zaj és csendes időszakok váltakozása Frekvencia 0,5 Hz és 0,1 Hz között (2-10 másodperc) A nyomáslengések nem periódikusak A nyomáscsúcs különböző esetről esetre
A szabályozó szelep lezáratásával is fennmaradnak a nyomáslengések
Hogy lehet a rezonanciát megszüntetni: Győződjünk meg arról, hogy a rendszer megfelelően légtelenített Dp szabályozó rugalmatlan helyre való telepítése Lassítsuk a nyomáskülönbség szabályozó működését
P1
Pa
pa
Pr
Az oszcilláció csökkentése HVAC rendszerekben (iMCV):
26
Laboratóriumi teszt berendezés
Helyszíni teszt berendezés
Köszönöm szépen a figyelmet!
Ne szeressük az oszcillációt és a rezonanciát! Intsünk búcsút neki a rendszerünkben!
