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 p a P1 világoskék Pr lila P2 sárga P r Betáp nyomáskülönbség ΔP betáp. = P 1 P 2 Rendszer nyomáskülönbség ΔPrendszer = P1 P r 3
Két különböző típus: Oszcilláció Rezonancia A lengés forrása a rendszerünkben van A lengés forrása a rendszert kívülről gerjeszti p a
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 P 1 p a P a P 2 P r
A rendszer rugalmasságát befolyásoló tényezők Minél kisebb, annál jobb V C m 3 / p Pa 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 70 Elasticity [ml/bar] Elasticity [ml/bar] 140 120 60 50 Fully vented radiator 100 80 Normally vented 40 60 30 40 20 20 10 0 5 10 15 Pressure [Bar] 0 0 5 10 15 Pressure [Bar] C tot C liq C gas V liq p 0 0 2 p V Megfelelően légtelenített rendszer rugalmassága:
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 Rh Q i k v s 1 A Rh = Szabályozási sebesség 0.02 to 0.12 m ; Kv dp regulator Q i = Térfogatáram az impulzus csövön (dp 0.1 bar) Δk v /Δs = dp szabályozó karakterisztika A m = membrán felület [m 2 ] [m 3 /h*bar^0.5)/s] [m 3 /s] [m 3 /h*bar^0.5)/m] s 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 15 10 P1 P2 Supply pressure P1 Return pressure P2 Differential pressure P1-P2 5 0-5 P1-P2 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25-10 % 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 P 1 p a P2 nem szabályozott dp szabályozott dp P 2 P r Előremenőbe építve P1 dp ingadozás a hálózat felől Szabályozott dp P2 nem szabályozott dp szabályozott dp
Nyomáskülönbség szabályozó elhelyezése, nyomásdiagram (oszcillácóval) Nyomás dp P1 dp változás a hálózat felől szabályozott dp P 1 p a P2 dp szabályozó visszatérőben P 2 nem szabályozott dp Szabályozott dp P1 dp szabályozó előremenőben 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 P 1 P a p a P r
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!