CSŐHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE, HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSI TERV

Átírás

1 CSŐHÁLÓZAT MÉRETEZÉSE, HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSI TERV Vinkler Károly

2 0. Mi a hidraulikai beszabályozás? Mi a hidraulikai beszabályozás? beszabályozás vs szabályozás

3 0. Mi a hidraulikai beszabályozás? V1 V2 V3 V4 V5 [l/h] [kpa]????? [kpa] [kpa] 3 23 kpa Rendszer beszabályozása 10 kpa 0 kpa l (m)

4 1. A veszteséges Bernoulli-egyenlet p gh1 v1 p2 gh2 v2 p '

5 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

6 1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége p ' v 2 2 l d Δp nyomásveszteség egyenes csőben [Pa] ρ közeg sűrűség [kg/m 3 ] v közeg sebesség [m/s] λ csősúrlódási tényező [-] l csőhossz [m] d csővezeték belső átmérője [m]

7 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 [m 2 /s] ν = ή ρ ή dinamikai viszkozitás [kg/ms] ρ - sűrűség [kg/m 3 ]

8 1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége Egyenértékű csőátmérő d felület nedvesített kerület egyenértékű 4 4 A K d e 4 A K 4 2 a 4a a d e 4 A K 4 ab 2( a b) 2ab a b A 4bm d e 4 K b 2m

9 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>10 5, az áramlás tisztán turbulens, a sebesség eloszlás az átmérő 7. hatványával közelíthető a fő áramlás irányára merőleges áramlás is van 2320<Re<10 5 Nem tudjuk pontosan eldönteni, mikor változik meg az áramlás jellege ezért ezt átmeneti zónának nevezzük v átlag v max

10 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 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)

11 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)

12 1.1. Egyenes csővezeték nyomásvesztesége A csősúrlódási tényező: felületi érdesség Relatív érdesség: k/d [mm/mm] k értékei [mm]: Rézcső (húzott): Műanyag cső: Ötrétegű csövek: Húzott acélcső: d cső belső átmérő [mm]

13 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 november 28.

14 1.1.1 Fagyálló folyadékok használata fűtés 70 C Táguló térfogat: + 87% Csővezetéki nyomásesés:+ 22% + 4% Tervezett szivattyú emelőmagasság : + 8% Tervezett térfogatáram: november 28.

15 1.1.1 Fagyálló folyadékok használata hűtés 5 C Táguló térfogat: + 72% Csővezetéki nyomásesés: + 35% + 8% Tervezett szivattyú emelőmagasság: + 17% Tervezett térfogatáram: november 28.

16 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 [-]

17 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]

18 1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Csőív, könyök 2 p ' v 2

19 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

20 1.2. Alaki ellenállások nyomásvesztesége Beáramlás, kontrakció, fojtótárcsák 2 p ' v 2 2 Kontakció Lekerekített szél 0.90 Ívelt szél 0.99 A2 Letört szél A 1 1 A2 A (max.contr) A1 Éles szél A1 α A2 1 A1

21 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 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.

22 1.3. Szerelvények nyomásvesztesége Párhuzamosan és sorba kötött szerelvények eredő kv értéke = + = ( + )

23 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

24 2. Csővezetéki hálózat optimalizálása Maximum közeg sebesség a "Clauses techniques générales de la commission centrale des marchés francia ajánlásból.

25 2. Csővezetéki hálózat optimalizálása Oláh András: Liszt Ferenc Nemzetközi Repülőtér, SKY COURT épület hűtési csővezetéki hálózatának optimalizálása (Hecos méretező program segítségével) m2-7/12 C-os hűtési rendszer fogyasztó, fogyasztónként kombinált: szabályozó-dinamikus beszabályozó szelep (PIBCV) kw hűtési teljesítmény m csővezeték (MSz 99, varratnélküli acélcső)

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

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

28 3.1. Szivattyú visszacsapószelep méret Visszacsapó szelepet mindig csőméretben! p v2 2

29 3.2 Hidraulikai hibadiagnosztika A biztos, hogy ki van takarítva c. sorozatból!

30 3.3 Csak néhány ívvel több Fordított áramlási irány...

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

32 és csodálkozunk, ha nincs meg a tervezett térfogatáram Megfelelő csővezeték méretek! p v2 2 = 2,8! v= 3,4 m/s!

33 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 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

34 stb.

35 40/2012 BM rendelet, a 7/2006 TNM rendelet módosítása 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

36 4. Hidraulikai beszabályozási terv Speciális függőleges csőterv ill. kapcsolási rajz 28/11/2013

37 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

38 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

39 4. Hecos by TA Hydronics szoftver Tudás és eszközök

40 4. Hecos by TA Hydronics szoftver

41 Köszönöm figyelmüket!