A HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁS ÉS SZABÁLYOZÁS KAPCSOLATA április

Átírás

1 A HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁS ÉS SZABÁLYOZÁS KAPCSOLATA április

2 MIÉRT VAN SZÜKSÉG HIDRAULIKAI BESZABÁLYOZÁSRA? HIDRAULIKAI RENDSZEREK HELYES MŰKÖDÉSÉNEK ALAPFELTÉTELEI 1. A TERVEZETT TÉRFOGATÁRAMNAK MINDEN FOGYASZTÓHOZ EL KELL JUTNIA. 2. A SZABÁLYOZÓ SZELEPEKEN A NYOMÁSKÜLÖNBSÉG NEM INGADOZHAT 3. AZ EGYES ALRENDSZEREK TÉRFOGATÁRAMAINAK ILLESZKED- NIÜK KELL EGYMÁSHOZ 4. A RENDSZER MÉRHETŐVÉ TÉTELE, DIAGNOSZTIKA ÉS HIBAMEGÁLLAPÍTÁS

3 BESZABÁLYOZÁSI MÓDSZEREK STATIKUS BESZABÁLYOZÁS (manuális) DINAMIKUS BESZABÁLYOZÁS (automatikus) NYOMÁSKÜLÖNBSÉG STABILIZÁLÁS TÉRFOGATÁRAM STABILIZÁLÁS

4 SZABÁLYOZÁSI KÖR Alapjel Xa Zavaró jel Érzékelő Xe K 1 x= Xr- Szabály. k2 Aktuátor Jel Mozg k3 0-10volt 0-100%. xs = szabályozott jellemző Szelep Hőcserél Telj. V(l/h) ő k4 k % 0-100% Hely. Hely. xs k2 Érzékel ő k3 k5 H k

5 SZABÁLYOZ LYOZÁS Kétpont szabályozás (pl. FC rendszerek) Szelep nyitás 100 % 0 % Idő Teljesítmény 100 % 0 % Idő Belső hőmérséklet 30 C 20 C 10 C Idő

6 KÉTPONT SZABÁLYOZÁS t1: érzékelő késleltetési ideje t2: zárási késleltetés t3: hőtehetelenség A: alapjel B: helyiség hőmérséklet, az érzékelő megszólal C: helyiség hőmérséklet, a termosztát megszólal (t1 késleltetési idő) D: helyiség hőmérséklet, a szelep teljesen bezár (zárási idő t2) E: max. helyiség hőmérséklet (hőtehetetlenség t3)

7 KÉTPONT SZABÁLYOZ LYOZÁS Kétpont szabályozás légkezelőknél, lemezes hőcserélőknél Szelepnyitás 100 % Folyamatos szabályozás szükséges! 0 % Idő Teljesítmény 100 % 0 % Idő Belépő levegő hőmérséklet 30 C 20 C 10 C Idő

8 FOLYAMATOS SZABÁLYOZ LYOZÁS Folyamatos, közvetítő közeg oldali szabályozás Szelep nyitás 100 % 0 % Idő Teljesítmény 100 % 50 % 0 % Idő Belépő levegő hőmérséklet 30 C 20 C 10 C Idő

9 FOLYAMATOS SZABÁLYOZÁS PID FOLYAMATOS SZABÁLYOZÁS x b x b x b (P) Arányos szabályozás A beavatkozó (x b ) jel nagysága az (x r ) hibajellel arányos. Minden x r eltéréshez egy diszkrét x b jel tartozik X b értéke a x a alapjeltől és az x p arányossági sávtól függ. t A túl kicsi arányossági sáv lengéshez, a túl nagy pontatlan szabályozáshoz vezet (I) Integráló szabályozás A beavatkozó jel (x b ) az (x r ) hibajeltől függően állandó sebességgel változik. A hibajelet időben integrálja és a beavatkozó jel ezzel arányosan változik. t (D) Differenciáló szabályozás A beavatkozó jel (x b ) az (x r ) hibajel változásának sebességével arányos t

10 A SZABÁLYOZ LYOZÓSZELEP KIVÁLASZT LASZTÁS S SZEMPONTJAI Szelep jelleggörbe k vs /k vmin érték (rangeability) Szelepemelkedés Zárási nyomáskülönbség

11 1.0 SZELEP-ALAP ALAPÁTFOLYÁSI JELLEGGÖRBE (k v/kvs ) [-] Tányérszelep Lineáris exponenciális 0.2 Egyenszázalékos (EQ) Módosított egyenszázalékos (EQM) Szelep emelkedés (H/Hmax) [-]

12 AZ ALAPÁTFOLYÁSI JELLEGGÖRBE TORZULÁSA min = max ( ) cső fogyasztó beszabályozószelep szerelvények FOGYASZTÓ Előremenő Visszatérő min max L

13 SZABÁLYOZÓ SZELEP ELMÉLETI AUTORITÁSA β = min max β = a szabályozó szelep elméleti autoritása (-) min = a nyitott szabályozó szelepen áthaladó térfogatáram mellet a nyomásesés (kpa) max = a zárt szabályozó szelepet terhelő nyomáskülönbség (kpa)

14 SZABÁLYOZÓ SZELEP ELMÉLETI AUTORITÁSA k v/kvs k v/kvs 1 1 0,8 0,8 β = 0,1 0,6 β = 0,1 0,25 0,6 0,25 0,5 0,5 1 0,4 1 0,4 0,2 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1 H/Hs 0,2 0,4 0,6 0,8 1 H/Hs Egyenszázalékos Lineáris

15 SZABÁLYOZÓ SZELEP GYAKORLATI AUTORITÁSA β ' = névleges térfogatáram mellett, a teljesen nyitott max β = c 2 β ' szelepen ahol c = a max. térfogatáram eltérését kifejező tényező a névleges értéktől, nyitott szabályozó szelep esetén (c 1). Ha a szabályozó szelepen átfolyó maximális térfogatáram megegyezik a névleges értékkel: β = β

16 SZABÁLYOZÓ SZELEP GYAKORLATI AUTORITÁSA kv/kvs 1 0,8 β = 0,5 ; β = 0,22 0,6 β = 0,5 ; β = 0,32 0,4 β = 0,5 ; β = 0,5 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1 H/Hs

17 A HŐCSERÉLŐ ÉS A SZABÁLYOZÓ SZELEP EREDŐ JELLEGGÖRBÉJE Hőcserélő Szabályozó szelep Eredő Teljesítmény % Térfogatáram % Térfogatáram % Teljesítmény % = Szelepemelkedés% i i Szelepemelkedés % =

18 Különböző autoritásokhoz tartozó jelleggörbék Szelepem. Teljesítmény 50% 9% 34% 50% 100% V 100% V 100% 100% Szelepemelkedés A folyamatos szabályozás kétpont szabályozássá alakul!

19 NYOMÁSK SKÜLÖNBSÉG G STABILIZÁLÁS β tervezett = szab. szelep fogyasztói kör stabilizáció szükséges! 10 kpa β min = szab. szelep szivattyú 10 kpa 20 kpa 1. példa: β tervezett = 20/40 = 0.5 β min = 20/200 = kpa

20 NYOMÁSK SKÜLÖNBSÉG G STABILIZÁLÁS β tervezett = szab. szelep fogyasztói kör stabilizáció szükséges! 10 kpa β min = szab. szelep szivattyú 10 kpa 20 kpa 1. példa: β tervezett = 20/40 = 0.5 β min = 20/200 = példa: β tervezett = 80/160 = 0.5 β min = 80/200 = kpa stabilizáció nem szükséges! 70 kpa 80 kpa 10 kpa

21 SZIMULÁCIÓS PROGRAM HYDRONICS 4,00 4,00 4,00 4, l/h 152 l/h 151 l/h 151 l/h 100 % 101 % 101 % 100 % 3,01 kpa 3,05 kpa 3,04 kpa 3,03 kpa Simulateur d'équilibrage 3,55 3,55 3,55 3, l/h 151 l/h 151 l/h 151 l/h Vanne automatique 99,8 % 100 % 100 % 101 % identique par circuit 5,19 kpa 5,26 kpa 5,25 kpa 4,96 kpa kpa levée % Watt % levée % kpa Watt % Préréglage 3, ,25 3,25 3,30 30, Débit Pos. 150 l/h 151 l/h 151 l/h 151 l/h 100 % 100 % 100 % 100 % ,03 kpa β = 0,49 7,5 kpa 7,49 kpa 7,1 kpa β = 0,50 doit être >= 3 3,10 3,05 3,05 3, l/h 151 l/h 151 l/h 151 l/h Coût pompage 100 % 100 % 100 % 101 % 102 % 8,95 kpa 9,54 kpa 9,53 kpa 9,04 kpa Haut. Mano. 2,95 2,90 2,90 2,95 Optimum 151 l/h 151 l/h 151 l/h 152 l/h 84 kpa 100 % 100 % 100 % 101 % Nominal 10,8 kpa 11,5 kpa 11,5 kpa 10,9 kpa 85 kpa Actuel 18,8 kpa 2,50 13 kpa 2,80 7,98 kpa 3,20 3,04 kpa 4,00 84,9 kpa 4, l/h 100 % 753 l/h 100 % 753 l/h 100 % 755 l/h 101 % ts C = 6,02 ts design = 6 C V13 V43 Total flow 3,02 kpa Autorité vanne auto. Avec vannes d'équilibrage 0,49 0, l/h pour l'installation Avec limiteurs auto débit 0,26 à 0,36 0,26 à 0, % Limiteurs automatiques de débit affectent l'autorité vanne auto

22 SZIMULÁCIÓS PROGRAM Débit en % Vanne V Ouverture vanne en % Puissance émise en % Ouverture vanne en % Débit en % Control valve V Ouverture vanne en % Puissance émise en % Ouverture vanne en %

23 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Bekeverő kapcsolás, időjárás függő szabályozás t P1 =t S1 t P2 =t S2 β = szab. szelep szab. szelep + H szab. szelep 4 kpa

24 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Kettős bekeverő kapcsolás, padlófűtés, falfűtés, falhűtés t P1 >t S1 fűtés esetén, t P1 <t S1 hűtés esetén t P2 =t S2 V B = V SZ V P = V SZ ( t ( t P1 P1 t t S1 S 2 ) ) β = szab. szelep szab. szelep + H szab. szelep 4 kpa

25 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Szabályozás egyutú szeleppel β = szab. szelep H

26 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Szabályozás kétutú szeleppel β = szab. szelep szab. szelep + C

27 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Befecskendező kapcsolás, padlófűtés, falfűtés, falhűtés, AHU - ha V sz =V p, akkor t P1 =t S1, ha V sz >V p akkor, t s1 <t p1 (fűtés) és t s1 >t p1 (hűtés) t P2 =t S2 V P = V SZ ( t ( t S1 P1 t t P2 P2 ) ) a = szab. szelep H

28 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Befecskendező kapcsolás, padlófűtés, falfűtés, falhűtés - ha V sz =V p, akkor t P1 =t S1, ha V sz >V p akkor, t s1 <t p1 (fűtés) és t s1 >t p1 (hűtés) t P2 =t S2 V P = V SZ ( t ( t S1 P1 t t P2 P2 ) ) szab. szelep 4 kpa

29 SZABÁLYOZÓ KÖRÖK BESZABÁLYOZÁSA Méretező program

30 IMI-HES HIDRAULIKAI MÉRETEZŐ PROGRAM