IMI International Kft. Kunigunda útja 60. 1037 Budapest Tel 06 1 453 6060 Fax 06 1 453 6070 www.tahydronics.com An Company Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése 2014/6 A fűtéstechnikai berendezések tervezése során általában nincs lehetőség szabályozástechnikus igénybevételére, hanem szinte kizárólag a berendezések gépész tervezője tervezi a szabályozásokat. Sőt mivel ma épületgépészeti rendszer szabályozóberendezés nélkül elképzelhetetlen, a szabályozás megtervezése az épületgépész egyik nélkülözhetetlen feladatává vált. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy mindenegyes tervezés során a tervezőnek szabályozástechnikai és dinamikai vizsgálatokat kell végeznie, hiszen a különböző feladatokhoz, a katalógusokban javasolt készülékek többnyire megfelelő eredményt adnak. A tervezés azonban nem azonos a katalógusban szereplő készülékek mechanikus kiválasztásával, hanem azon kívül, hogy a szabályozástechnikai alapfogalmakkal tisztában kell lenni, döntő, hogy a tervező ne statikusan gondolkozzon, hanem rendszerét folyamatában szemlélve, kis terhelések, változó üzemviszonyok között is jó berendezést tervezzen. - DR. LIPTÁK A.: Mérés, Szabályozás és vezérlés az épületgépészetben Hőellátás, 1983 1. Egyutú motoros szabályozó szelep méretezése a gyakorlatban A következőkben tehát kiválasztjuk a megfelelő kvs értékű motoros szabályozó szelepet. Az alábbi a számításoknál már megtörtént a hidraulikai méretezés, tehát ismert a szivattyú emelőmagassága (60 kpa) illetve az adott pontban rendelkezésre álló nyomáskülönbség is (45 kpa). Méretezési alapadatok: C jelű fogyasztó tervezett térfogatárama: 72 m 3 /h Fogyasztói hőfoklépcső ( ts / tr ): 15/18 C tp primer előremenő hőmérséklet: 6 C primer szivattyú emelőmagassága: 60 kpa rendelkezésre álló H: 45 kpa
1. ábra: Befecskendező kapcsolás (forrás: TA Hydronics) 2. A szükséges min. nyomáskülönbség meghatározása V jelű motoros szabályozó szelep tervezett térfogatárama (qp) az energia megmaradás törvénye alapján: qp x (tp-tr) = qs x (ts-tr) >>> qp = 72 x (15-18) / (6-18) = 18 m 3 /h ha a min. gyakorlati autoritás (βmin)= 0,25 akkor a V motoros szabályozó szelepen a min. szükséges hidraulikai ellenállás: Δpszüks= 60 x 0,25 = 15 kpa illetve ha a rendelkezésre álló dh 45 kpa és a STAD-P jelű primer beszabályozó szelepen a megfelelően pontos mérés miatt min. 3 kpa fojtás szükséges, akkor V motoros szabályozó szelepen a min. szükséges hidraulikai ellenállás: Δpszüks= 45-3 = 42 kpa A motoros szabályozó szelepen a fenti két módszerrel kiszámított nyomáskülönbség közül a nagyobbat vesszük figyelembe. Ha motoros szelep kvs értékének kiválasztása után nincs meg a min. 15 kpa nyomáskülönbség biztosítandó a βmin= 0,25 min. gyakorlati autoritást akkor csoportos nyomáskülönbség stabilizálásra (STAD-STAP szeleppár) vagy PIBCV kombinált szelepre (FUSION-P, TBV-CMP, COMPACT-P, KTM) van szükség. Ennek részleteiről következő cikkünkben lesz szó. 3. A motoros szelep kiválasztása a kvs érték alapján Kvs szüks q 18000. = 0.01 = 0.01 = 27.75 p 42 azaz a szükséges kvs érték 27,75. A fenti egyszerűsítő képletben a tömegáram [l/h]-ban, míg a nyomáskülönbség [kpa]-ban alkalmazandó! Az előző cikkünk (2014/5) 3. ábrája alapján látható, hogy a rendelkezésre álló Reynard szerinti kvs sorozatból vagy a 25-ös vagy a 31,5-es értéket választhatjuk. A kvs = 31,5 (típus CV216 RGA DN50) értékkel visszaszámolva a V jelű motoros szabályozó szelep ellenállása tehát: pv = 32,6 kpa.
a rendelkezésre álló 45 kpa-os nyomáskülönbségből tehát 32,6 kpa-t a motoros szabályozó szelepen használunk fel, a többit, azaz 45-32,6 = 12,4 kpa-t a STAD-P jelű beszabályozó szelepen kell lefojtanunk, hogy beszabályozott legyen a hidraulikai hálózat (a csővezetéki ellenállásokat elhanyagoltam). 4. A motoros szabályozó szelep autoritásának ellenőrzése A βmax = 32,6 / 45 = 0,72 max. gyakorlati autoritást kiszámolva látható, hogy a szükséges 0,5-ös értéket jóval meghaladjuk. A βmin = 32,6 / 60 = 0,54 min. gyakorlati autoritást kiszámolva látható, hogy a szükséges 0,25-ös értéket felett van részterhelésen is az autoritás. Megállítható tehát, hogy a kvs=31,5 érték kiválasztásával mind teljes terhelésen (max. gyakorlati autoritás), mind részterhelésen (mix. gyakorlati autoritás), sikerült az autoritást a megfelelő értéken tartani. Ez segíti a szabályozott szakasz pontos, stabil szabályozását. 5. A motoros szabályozó szelep méretezése programmal Az előzőekben láthattuk, hogy milyen fontos a teljes hálózat hidraulikai méretezése, hiszen a motoros szabályozó szelep kiválasztásához ismernünk kell az adott pontban rendelkezésre álló nyomáskülönbséget. Ha ez nem adott, akkor a motoros szabályozó szelepet nem, mint rendszerelemet, hanem csak egyedi, hidraulikai szerelvényt tudjuk kiválasztani. Ebben lehet segítségünkre a TA Select 4 program. 2. ábra: Motoros szabályozó szelep és meghajtó választás a TA Select 4 segítségével (forrás: TA Hydronics)
Itt nem csak a megfelelő szeleptestet lehet kiválasztani, hanem a hozzátartozó meghajtót is. Így felvilágosítást kaphatunk a szeleptestet és a meghajtót együtt jellemző ún. zárási nyomáskülönbségről, a tápfeszültségről (pl. 24V), a bemenő jelről (pl. 0-10V) stb. Azonban a különböző autoritások figyelembevételére csak a teljes hidraulikai hálózat méretezésével van lehetőség. Ehhez ajánljuk a HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programunkat. 3. ábra: a HECOS by TA Hydronics grafikus felülete (forrás: TA Hydronics) Ebben a programban, a grafikus megjelenítés egyben függőleges csőterv vagy kapcsolási rajz is lehet (ACAD formátumba konvertálva) illetve a táblázatokban (lásd 4. ábra) többek között megtalálhatóak a méretezett motoros szabályozó szelepek min. és max. gyakorlati autoritásai is. Ha a min. gyakorlati autoritás kisebb, mint 0,25, azt a program színes számokkal jelzi. Ebben az esetben érdemes egy kvs mérettel kisebb szelepet választani.
4. ábra: a HECOS by TA Hydronics méretezési táblázatai az autoritásokkal (forrás: TA Hydronics) A következő szakmai hírlevél címe: Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése 2014/7: Mit tegyünk, ha nem tudjuk elérni a 0,25-ös min. gyakorlati autoritást Budapest, 2014.augusztus 5. Vörös Szilárd A TA Select 4 és a HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programok letölthetőek innen: http://www.tahydronics.com/hu/knowledge-tools/hydronic-tools-software/balance-control/ A HECOS by TA Hydronics hidraulikai méretező programjának oktatására jelentkezés: http://www.tahydronics.com/hu/seminars/ta-hydronics-oktatasok/