Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia.

Átírás

1 Szelepkiválasztás szempontjai Danfoss Elektronikus Akadémia

2 Szelepkiválasztás szempontjai Alapvető jellemzők Szabályozószelep karakterisztika Szelepautoritás Kvs-érték Szabályozási arány Kavitáció Nyomáskiegyenlített szelepek Lágy tömítés Szelepméretezés imcv rendszer Energia-megtakarítás Motoros forgócsap Energia-megtakarítás 27 augustus

3 Alapvető jellemzők (ISO 5752*) NNy Névleges nyomás* 1-1,6-2, (bar) Alacsony névleges nyomás: NNy 16 bar, Közepes névleges nyomás: NNy 25 ~ PN40 bar. NÁ Névleges átmérő* Tközeg - Közeghőmérséklet Alacsony érték: T < 120 C Közepes érték: T 120 C C 27 augustus

4 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! Ülékes szelepek karakterisztikája 27 augustus

5 Lineáris hőátadás HŐTERMELŐ KIMENŐ KARAKTERISZTIKA SZELEPÁTFOLYÁS KARAKTERISZTIKA LINEÁRIS HŐÁTADÁSI KARAKTERISZTIKA hőteljesítmény % térfogatáram % kimeneti % térfogatáram % szelepemelkedés % szelepemelkedés % 5 27 augustus

6 Szelepkarakterisztika Logaritmikus karakterisztika Lineáris karakterisztika Ideális Ideális 27 augustus

7 Lineáris hőátadás Danfoss AME 435 arányos motor 7 27 augustus

8 Osztott karakterisztikájú szelepek relativ Kv érték max 120s Relativ szelepemelkedés max 10K ±2K Maximális hőfokeltérés a megkívánt értéktől: ± 10K használati meleg víz készítésnél ± 5K fűtési rendszereknél Maximális hőmérséklet ingás a megkívánt értéktől: ± 2K 27 augustus

9 Speciális szelep-karakterisztika Egyenszázalékos szelepállás % Lineáris szelepállás 0-30% 27 augustus

10 S - karakterisztika - Nincs igény pontosan meghatározott szelep-karakterisztikára (S) 27 augustus

11 Szelepautoritás (Va) - szabályozhatóság p szab.szakasz pszelep p szab.szakasz Megmutatja a szelep és a szabályozott szakasz nyomásviszonyát. Számítása: p szelep a = pszelep + p szab.szakasz Kielégítő: a = 0,3-0,7 p szelep = nyomásesés a teljesen nyitott szelepen p szabályozott szakasz = nyomásesés a szakasz további részén, teljesen nyitott szelepnél Q/Q 0 % térf. áram p 0 autoritás - diagram a=0,1 a=0,2 a=0,3 a=0,5 a=1,0 H/H 0 % szelepemelkedés 27 augustus

12 Szelepautoritás (Va) 100 % SZELEPAUTORITÁS, motoros szelep esetén, csak dp szabályozó alkalmazásával érhető el, amely biztosítja az állandó dp-t a szelepen (dp MCV0 = dp mcv100 ) Logaritmikus karakterisztika Lineáris karakterisztika Ideális Ideális dp Q MCV HEX T 2 2 DP dp MCV Preferált Va-érték: 3-járatú szelep Va>30%, átmeneti szelep Va>50% 27 augustus

13 k vs és k v 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. k v (m3/h) = Q (m3/h) p (bar) 27 augustus

14 Térfogatáram (Q) Függ: A szelep kv-értékétől A szelepre ható nyomáskülönbségtől (dpv) Q = kv* dpv [m 3 /h] 27 augustus

15 k vs és k v érték Víz közeg: Keverék: Kv = Q p Kv = Q ρ p 1 = ρ % of compound1 % of + ρ 1 compound2 ρ 2 Q = Kv * p Q P(kW) = 1,16* ( K) t m 3 h p = Q K vs 2 Q = P(kW)*0,86 m ( K) t 3 h 27 augustus

16 k v érték számítás Párhuzamos kapcsolás Soros kapcsolás k V1 kv1 k V 2 k v0 k V2 = k v1 + k v2 [ m 3 / h] 1 k 2 v0 1 = k 2 v1 1 + k 2 v2 2 2 kv 1 kv2 3 kv0 = [ m / h] 2 2 k + k v1 v2 27 augustus

17 Szabályozási arány (R - dinamikus tartomány) Állandó nyomáskülönbség mellett a maximális és minimális vízmennyiségek aránya. VF (NA ), VRB (NA 20-50) 100:1) k R = k vs vr Példa: R = 50 : 1 kvs = 10 m 3 /h k vr = = 0,2 m 3 /h Szabályozási arány 50:1 -> A szabályozószelep szelepemelkedésének 2 %-áig a szelepkarakterisztika nem pontos! 27 augustus

18 Kavitáció üregesedés (VF / VRB 0,4) db,a lamináris áramlás turbulens áramlás kritikus áramlás maximális zaj L p 0 z X 1 s Kavitáció zaj, rezgések és anyag erózió p1 nyomás a szelep előtt (abszolút nyomás) [bar] ps abszolút telítési nyomás [bar] z kavitációs tényező Gömbcsapok Z = 0,1 0,2 Elzáró és fojtó szelepek Z = 0,15-0,25 Szabványos szabályozó szelepek Z = 0,3 0,5 Alacsony zajszintű szabályozó szelepek Z = 0,6 0,9 27 augustus

19 Kavitáció Definíció: z = Max. megengedhető nyomáskülönbség a teljesen nyitott szelepen: p p p 1 p b max = z ( p p ) 1 p Legrosszabb eset: p1 nyomás a szelep előtt (abszolút nyomás) [bar] ps abszolút telítési nyomás [bar] z kavitációs tényező S p b = p S max = z ( p p ) 1 S Danfoss szelepek: z = 0,2 0,6 (NA függő) Temperature [ C] Absolute saturation pressure p S [bar] 30 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , augustus

20 Nyomáskiegyenlített szelepek DN 40 DN 80 (DN szelepek) px p1 = px p1 p2 px p2 p1 27 augustus

21 Lágy tömítés A hatékony EPDM anyagú O-gyűrűs lágytömítés teszi lehetővé a tömörzárást. 27 augustus

22 Szelepméretezés Q kv dp v = 1 bar Szelep kapacitás kv = Q dp V [m 3 /h] Nyomásesés a szelepen dp V = Q kv 2 [Bar] Vízmennyiség Q = kv dp V [m 3 /h] 27 augustus

23 Méretezési példa t = = 40 C 90 C 50 C dp dp V p = 0,4 Bar P = 350 kw 27 augustus

24 Kv-érték számítás Térfogatáram(Q) [ kw ] t[ K ] P 0, ,86 = [ m h] [ ] 3 3 Q = = 7,5 m / h Q / 40 k v -érték Q kv = kv = = 11,9[ m / h] dp V 7,5 3 0,4 Számított k v = 11,9 m 3 /h 27 augustus

25 Szepel kiválasztás Számított kv = 11,9 m3/h Szelepkiválasztás adatlapból: (válasszuk a következő nagyobb kv-értékű szelepet a számítottnál) Választottk vs = 16 m 3 /h 27 augustus

26 Nyomáskülönbség és térfogatáram Nyomáskülönbség a teljesen nyitott szelepen: dp V = Q kvs 2 7,5 dp V = = 0, [ bar ] Térfogatáram a teljesen nyitott szelepen: Q = kv dp V [ m h] 3 Q = 16 0,4 = 10 / 27 augustus

27 Szelepnyitási fok (x) k x = V 100% k VS k V [m 3 /h] K VS k V x min 30% x 100% opening [ % ] 27 augustus

28 Közeg áramlási sebessége v 4 Q = π d ,6 v medium flow velocity [m/s] Q nominal medium flow rate across the system [m 3 /h] d valve/valve seat diameter [mm] v v max = 3...3,5 m/s 27 augustus