Zastosowania i dobór regulatorów
bezpośredniego działania
do regulacji hydraulicznej węzłów cieplnych
Zastosowania i dobór regulatorów
bezpośredniego działania
do regulacji hydraulicznej węzłów cieplnych
Regulatory bezpośredniego działania różnicy ciśnień i przepływu na węzłach
cieplnych są nieodzownym elementem, bez którego najnowocześniejszy
nawet system ciepłowniczy nie zapewni właściwej dostawy ciepła i możliwie
niskich kosztów eksploatacyjnych.
IMI International Sp. z o.o. to polski oddział organizacji handlowej dla marek
HEIMEIER, TA i Pneumatex w Europie Åšrodkowej i Wschodniej. TA to
światowy lider w regulacji wodnych systemów grzewczych, wentylacyjnych,
chłodniczych oferujący oprócz zaworów równoważących i regulacyjnych z
siłownikami szeroki wybór regulatorów bezpośredniego działania dla
ciepłownictwa począwszy od tradycyjnych rozwiązań opartych o zawory
grzybkowo-gniazdowe po unikalne regulatory bezpośredniego działania o
budowie liniowej. (Rys.1)
Rys.1
Przekrój regulatora bezpośredniego
działania o budowie liniowej
W regulatorach o konstrukcji liniowej membrana z otworem w środku jest umiejscowiona prostopadle do kierunku
przepływu i symetrycznie względem osi urządzenia. Na strony membrany doprowadzone są sygnały ciśnienia z
rurociągu zasilającego (gdy wersja do montażu na powrocie) i poprzez przewód wewnątrz korpusu regulatora z
rurociągu powrotnego (w przypadku wersji do montażu na zasilaniu dzieje się to odwrotnie). Siła od różnicy ciśnień
działa na membranę, która w zależności od przeciwdziałającego tej sile napięcia sprężyny przesuwa walcowe
gniazdo zaworu, które przybliża się lub oddala od nieruchomego grzyba umiejscowionego w środku urządzenia
powodując zmianę przepływu. Z tego rodzaju konstrukcji wynikają zalety:
§
Regulator jest odciążony hydraulicznie ponieważ na gniazdo zaworu działają tylko siły styczne. Dzięki temu
niewielka powierzchnia membrany pozwala na pracę przy ciśnieniach różnicowych do 16 bar.
§
Prostoliniowość przepływu zapewnia bardzo cichą pracę również przy wysokich ciśnieniach dyspozycyjnych.
§
Niewielkie rozmiary i masa urzÄ…dzenia
§
Utrzymanie charakterystyki hydraulicznej również przy bardzo małym stopniu otwarcia w efekcie czego można
dobrać jeden regulator różnicy ciśnień dla węzła o różnych ciśnieniach dyspozycyjnych i przepływach dla sezonu
grzewczego i letniego.
§
Prosta izolacja urzÄ…dzenia.
§
Brak elementów wymagających dynamicznego uszczelnienia
§
Wysoki maksymalny współczynnik kawitacji równy 0,7.
§
Niższa jest cena dzięki optymalnej konstrukcji.
W zależności od typu węzła, jego mocy cieplnej, wartości ciśnienia dyspozycyjnego w sieci stosowane są
następujące rozwiązania:
§
Regulacja różnicy ciśnień zapewnia stałą różnicę ciśnień na węźle cieplnym co gwarantuje stałe warunki
autorytetu zaworów regulacyjnych a przez to poprawia jakość regulacji temperatury zapobiegając jej oscylacjom i
podnosi trwałość siłowników. Jednocześnie w przypadku wzrostu wartości ciśnień dyspozycyjnych w sieci
zabezpiecza to przed powstawaniem hałasu na zaworach regulacyjnych i przekraczaniem przepływów
obliczeniowych. Obszar stosowania to 2-funkcyjne i wielofunkcyjne węzły cieplne.
§
Regulacja przepływu maksymalnego umożliwia precyzyjne ustalenie maksymalnego przepływu
uniezależniając go od zmienności ciśnień dyspozycyjnych w sieci cieplnej jak i stopnia otwarcia zaworów
regulacyjnych na odbiorach ciepła. Nastawę można zabezpieczyć przed zmianą plombą. Obszar stosowania to
węzły i odbiory ciepła gdzie należy precyzyjnie ustawić przepływ maksymalny do poziomu odpowiadającego
mocy zamówionej natomiast nie ma potrzeby realizacji tej funkcji wraz z regulacją różnicy ciśnień np. węzły o
dużej mocy nie będące własnością dostawcy ciepła względnie już wyposażone w regulację różnicy ciśnień, węzły
na domkach 1-rodzinnych, odgałęzienia niskoparametrowej sieci do budynku opomiarowane oddzielnym
ciepłomierzem.
§
Regulacja różnicy ciśnień z regulacją przepływu maksymalnego - to połączenie funkcji powyższych 2 typów
w jednym urządzeniu. Obszar stosowania to 2-funkcyjne i wielofunkcyjne węzły cieplne, gdzie należy precyzyjnie
ustawić przepływ maksymalny do poziomu odpowiadającego mocy zamówionej.
2
§
Zawór regulacyjny z siłownikiem z regulacją przepływu maksymalnego - w jednym urządzeniu
zintegrowany jest zawór regulacyjny z siłownikiem sterowanym sygnałami z regulatora elektronicznego i
regulator przepływu maksymalnego z możliwością zabezpieczenia nastawy plombą. Dodatkową korzyścią jest
utrzymywanie przez wbudowany w to urządzenie regulator różnicy ciśnień stałej wartości różnicy ciśnień na
zaworze regulacyjnym obsługiwanym przez siłownik, co sprawia, że jego autorytet jest praktycznie równy 1.
Obszar stosowania to 1-funkcyjne węzły cieplne gdzie należy precyzyjnie ustawić przepływ maksymalny do
poziomu odpowiadającego mocy zamówionej.
Zasady doboru regulatorów bezpośredniego działania.
Niezależnie od różnic w doborze poszczególnych rodzajów urządzeń parametrami, które należy sprawdzić w
każdym z poniższych przypadków doborowych są:
§
Stopień otwarcia regulatora określa stosunek pomiędzy wyliczonym współczynnikiem Kv a rzeczywistą jego
wartością dla dobranego zaworu czyli Kvs. W idealnym przypadku wynosi on 100%, co oznacza że Kv=Kvs. Nie
może być zbyt niski; wartość poniżej 15% stwarza ryzyko, że gdy wartość ciśnienia dyspozycyjnego wzrośnie
powyżej wartości obliczeniowej, regulator pracując przy bardzo niskim otwarciu nie będzie trzymał się swojej
charakterystyki hydraulicznej.
§
Współczynnik kawitacji określa stosunek pomiędzy rzeczywistym spadkiem ciśnienia na regulatorze, a
spadkiem ciśnienia powodującym osiągnięcie wartości ciśnienia parowania w danych warunkach
temperaturowych. W przypadku regulatorów o budowie liniowej graniczną wartością jest 0,7 - po jej
przekroczeniu występuje ryzyko kawitacji. Przy tradycyjnych wartość graniczna jest to 0,6.
§
Prędkość wypływu z regulatora. Wiąże się z nią możliwość głośnej pracy regulatora. W zależności od
usytuowania rurociągów nie powinno się przekraczać wartości 3 m/s.
Następnie określa się jego Kvs, wymagany zakres nastaw regulowanej różnicy ciśnień zapewniający uzyskanie
przepływu obliczeniowego poprzez węzeł. Należy ponadto sprawdzić wartości: prędkość wypływu z regulatora,
stopień otwarcia oraz współczynnik kawitacji.
Dobór regulatora różnicy
ciśnień
N a p r a w i d Å‚ o w o d o b r a n y m
r e g u l a t o r ze r ó ż n i c y c i ś n i e ń
dławiona jest całkowita nadwyżka
ciśnienia dyspozycyjnego w sieci
cieplnej ponad spadek ciśnienia na
pozostałych elementach węzła w
w a r u n k a c h o b l i c z e n i o w y c h
(oczywiście z wyłączeniem samego
regulatora różnicy ciśnień). Przy tak
dobranym regulatorze różnicy
ciśnień w pełni wykorzystany jest
skok zaworu regulacyjnego tzn.
1 0 0 % o t w a r c i u z a w o r u
regulacyjnego z siłownikiem
odpowiada przepływ obliczeniowy.
Regulator ten dobiera siÄ™ dla
przypadku minimalnego ciśnienia
dyspozycyjnego w sieci w miejscu
przyłączenia danego węzła.
3
Przykład 1
2-funkcyjny węzeł cieplny z regulatorem różnicy ciśnień na powrocie (rys. 2)
Przepływ obliczeniowy Q = 3,0 m3/h
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne ∆p
= 2 bar
dysp.
Opór na filtrze ∆p = 0,1 bar
filtra
Opór na pozostałych elementach węzła w warunkach obliczeniowych ∆p
= 0,7 bar
węzła
Ciśnienie absolutne bezpośrednio przed regulatorem p = 4 bar
1
Temperatura czynnika w miejscu montażu regulatora t = 80ºC
Ciśnienie parowania dla t = 80ºC p =0,5 bar
p
Ciśnienie do zdławienia na DA516 ∆p
= ∆p
- ∆p
- ∆p
= 2 - 0,1 - 0,7 = 1,2 bar
DA516
dysp.
filtra
węzła
Wymagany zakres nastaw musi zawierać wartość stabilizowanej różnicy ciśnień ∆p
= 0,7 bar
węzła
Kv = = = 2,74 m3/h wstępnie dobiera się regulator o Kvs=4 m3/h ze złączkami DN20
Sprawdzenie:
stopień otwarcia Kv/Kvs = 2,74/4 = 0,68 > 0,15
prędkość wypływu z zaworu v = = = 2,65 m/s < 3 m/s
współczynnik kawitacji z = = = 0,34 < 0,7
Ostatecznie dobrano regulator DA516 z Kvs=4 m3/h, zakres nastaw 10-100 kPa, wersja do montażu na
powrocie; złączki DN20.
∆p
DA516
Q
3,0
1,2
4xQ
2
Î
x dn x 3600
4 x 3
2
3,14 x 0,02 x 3600
∆p
DA516
p - p
1
p
1,2
4 - 0,5
Urządzenie to posiada możliwość
precyzyjnego nastawienia war tości
przepływu maksymalnego o dokładności
3% dzięki indywidualnej fabrycznej
kalibracji skali i dostarczanej tabeli. Poprzez
to do ustawienia przepływu maksymalnego
nie jest potrzebny przyrzÄ…d pomiarowy lub
ciepłomierz. Regulator ten dobiera się na
przepływ. Obliczeniowy przepływ przez
węzeł musi być mniejszy lub równy
m a k s y m a l n e m u p r z e p Å‚ y w o w i
przewidzianemu dla danego wykonania. Po
dobraniu odpowiedniego wykonania
regulatora z właściwą nastawą regulowanej
różnicy ciśnień należy sprawdzić wartości:
rzeczywistego całkowitego spadku
ciśnienia na urządzeniu (musi być mniejszy
lub równy ciśnieniu przewidzianemu do
zdławienia na nim), prędkość wypływu z
r e g u l a t o ra , s t o p i e Å„ o t wa r c i a o ra z
współczynnik kawitacji.
Dobór regulatora różnicy ciśnień z regulacją przepływu maksymalnego
4
Całkowity spadek ciśnienia na tym regulatorze jest sumą spadku zmiennego wynikającego ze współczynnika kvs
urządzenia (∆p
) i stałego tzw. spadku mierniczego Fc będącego elementem regulacji przepływu
DKH512-Kvs
maksymalnego.
Przykład 2
2-funkcyjny węzeł cieplny z regulatorem różnicy ciśnień i przepływu maksymalnego na powrocie (rys.3)
Przepływ obliczeniowy Q = 5,0 m3/h
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne ∆p
= 3,3 bar
dysp.
Opór na filtrze ∆p = 0,1 bar
filtra
Opór na pozostałych elementach węzła w warunkach obliczeniowych ∆p
= 1 bar
węzła
Ciśnienie absolutne bezpośrednio przed regulatorem p = 6 bar
1
Temperatura czynnika w miejscu montażu regulatora t = 80ºC
Ciśnienie parowania dla t = 80ºC p =0,5 bar
p
Ciśnienie do zdławienia na DKH512 ∆p
= ∆p
- ∆p
- ∆p
= 3,3 - 0,1 - 1 = 2,2 bar
DKH512
dysp.
filtra
węzła
Nastawa wartości regulacji różnicy ciśnień musi być równa ∆p
=1 bar
węzła
Na podstawie Tabeli 1 wstępnie dobiera się regulator DKH512 o Kvs=18m3/h ze spadkiem mierniczym Fc=40
kPa=0,4 bar, maksymalną nastawą przepływu Qmax=6 m3/h, stałą wartością regulowanej różnicy ciśnień 100
kPa, złączkami DN25
Sprawdzenie:
2
2
Całkowity spadek ciśnienia na w pełni otwartym regulatorze (Q/Kvs) + Fc = (5/18) + 0,4 = 0,48 bar < ∆p
DKH512
Stopień otwarcia części zmiennej regulatora
Kv= = = = 3,73 m3/h
stopień otwarcia Kv/Kvs=3,73/18 =0,21>0,15
prędkość wypływu z zaworu v = = = 2,83 m/s < 3 m/s
współczynnik kawitacji z = = = 0,40 < 0,7
Ostatecznie dobrano regulator DKH512 z Kvs=18 m3/h, Fc= 40 kPa,Qmax=6 m3/h; nastawa różnicy ciśnień
100 kPa, do montażu na powrocie; złączki DN25. Ograniczenie przepływu maksymalnego do wartości
obliczeniowej 5 m3/h ustawia siÄ™ na regulatorze w oparciu o tabelÄ™ kalibracyjnÄ….
Bardzo podobną funkcjonalność ma regulator różnicy ciśnień z ograniczeniem przepływu maksymalnego poprzez
dławik w obwodzie regulacji różnicy ciśnień. Jest to regulator różnicy ciśnień z wbudowanym w korpus dławikiem
gdzie różnica ciśnień jest stabilizowana łącznie na węźle i dławiku. Dzięki temu przy ustalonej regulowanej różnicy
ciśnień można obserwując wskazania przepływu na ciepłomierzu tak ustawić opór hydrauliczny na dławiku aby
uzyskać wymagany maksymalny przepływ. Dławik ma skalę, ale nie jest ona kalibrowana i do ustawienia
przepływu konieczny jest pomiar przepływu.
Regulator ten dobiera się dla przypadku minimalnego ciśnienia dyspozycyjnego w sieci w miejscu przyłączenia
danego węzła. Określa się jego Kvs, wymagany zakres nastaw regulowanej różnicy ciśnień uwzględniający opór
na dławiku tak aby zapewnić uzyskanie przepływu obliczeniowego poprzez węzeł. Należy ponadto sprawdzić
wartości: prędkość wypływu z regulatora, stopień otwarcia oraz współczynnik kawitacji.
Q
∆p
DKH512-Kvs
5,0
∆p
-Fc
DKH512
5
2,2-0,4
4xQ
2
Î
x dn x 3600
4 x 5
2
3,14 x 0,025 x 3600
∆p
DKH512
2,2
p - p
1
p
6 - 0,5
5
Przykład 3
2-funkcyjny węzeł cieplny z regulatorem różnicy ciśnień na powrocie i ogranicznikiem przepływu (rys.4)
Przepływ obliczeniowy Q = 12,0 m3/h
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne ∆p
= 3 bar
dysp.
Opór na filtrze ∆p = 0,1 bar
filtra
Opór na pozostałych elementach węzła w warunkach obliczeniowych ∆p
= 0,7 bar
węzła
Ciśnienie absolutne bezpośrednio przed regulatorem p = 6,5 bar
1
Temperatura czynnika w miejscu montażu regulatora t = 80ºC
Ciśnienie parowania dla t = 80ºC p =0,5 bar
p
Ciśnienia do zdławienia na całym regulatorze DAL516 tzn. spadek wynikający z Kvs oraz spadek na dławiku
∆p
= ∆p
- ∆p
- ∆p
= 3 - 0,1 - 0,7 = 2,2 bar
DAL516
dysp.
filtra
węzła
Wymagany zakres nastaw musi zawierać wartość oporu na pozostałych elementach węzła ∆p
=0,7 bar
węzła
powiększoną o spadek ciśnienia na dławiku, czyli odpowiedni będzie zakres 60-150 kPa.
Sumaryczny współczynnik przepływu dla całego DAL516 Kvz= = = 8,09
Na podstawie Tabeli 1 wstępnie dobiera się regulator DAL516 o sumarycznym współczynniku Kvz=16,64 m3/h ze
współczynnikiem części regulacyjnej różnicy ciśnień Kvs=30 m3/h i współczynnikiem oporu dławika
Kvs
=20 m3/h, zakres nastaw 60-150 kPa, do montażu na powrocie, złączki Dn40
dławika
Q
∆p
DAL516
12
2,2
6
Sprawdzenie:
Spadek ciśnienia na dławiku ∆p
= = = 0,36 bar
DAL516-dławik
Stopień otwarcia
Wymagany współczynnik przepływu części regulacji różnicy ciśnień
Kv= = = 8,85 m3/h
stopień otwarcia wynosi Kv/Kvs = 8,85/30 = 0,30 > 0,15
nastawa regulowanej różnicy ciśnień ∆p
= ∆p
+∆p
= 0,7 + 0,36 = 1,06 bar
reg. różn. ciśnień
węzła
DAL516-dławik
Prędkość wypływu z zaworu v = = = 2,65 m/s < 3 m/s
Î
Współczynnik kawitacji z = = = 0,37 < 0,7
Ostatecznie dobrano regulator DAL516 o sumarycznym współczynniku Kvz=16,64 m3/h ze współczynnikiem
części regulacyjnej Kvs=30 m3/h i współczynnikiem oporu dławika Kvs
=20 m3/h, zakres nastaw 60-150 kPa,
dławika
do montażu na powrocie, złączki DN40.
Po nastawieniu regulowanej różnicy ciśnień na 1,06 bar należy skręcać dławik do uzyskania na przyrządzie
pomiarowym lub ciepłomierzu wartości obliczeniowej przepływu 12 m3/h.
2
Q
2
12
2
Kvs
dławika
2
20
Q
∆p
- ∆p
DAL516
DAL516-dławik
12
2,2 - 0,36
4xQ
4 x 12
2
Î
x dn x 3600
2
3,14 x 0,04 x 3600
∆p
DAL516
2,2
p - p
1
p
6,5 - 0,5
Sposób montażu
W przypadku wszelkich urządzeń z funkcją regulacji różnicy ciśnień punkt przyłączenia rurki impulsowej do rurociągu zasilającego
(w przypadku wersji do montażu na powrocie) lub rurociągu powrotnego (w przypadku wersji do montażu na zasilaniu) należy tak
wybrać, aby filtroodmulnik znajdował się poza obwodem regulacji różnicy ciśnień tzn. nie powinien znajdować się pomiędzy
regulatorem a punktem przyłączenia rurki impulsowej. Zapobiega to ewentualności nie osiągania przepływów obliczeniowych w
miarę zapychania się filtra i wzrostu jego oporu hydraulicznego ponad wartość przyjętą przy doborze regulatora różnicy ciśnień.
Ustawienie regulatora różnicy ciśnień
W celu zapobieżenia przekraczaniu przepływów obliczeniowych, co może skutkować głośną pracą węzła, wskazane jest po
ustawieniu regulowanej różnicy ciśnień w oparciu o wartość wynikającą jedynie z obliczeń, dokonanie sprawdzenia rzeczywistej
wartości przepływu poprzez ciepłomierz lub inne urządzenie pomiarowe (np. CBI). Pomiaru takiego należy dokonywać przy
otwartych na 100% wszystkich zaworach regulacyjnych i zapewnieniu przynajmniej minimalnego ciśnienia dyspozycyjnego w sieci
w miejscu przyłączenia węzła. W przypadku stwierdzenia odchyłki od wartości obliczeniowej przepływu należy doprowadzić go do
wartości wymaganej poprzez zmianę nastawy regulowanej różnicy ciśnień jej podniesienie gdy rzeczywisty przepływ jest zbyt niski
lub obniżenie, gdy przepływ jest zbyt duży. Właściwą nastawę można zablokować mechanicznie i zaplombować.
Ustawienie urządzeń wyposażonych w funkcje przepływu maksymalnego
Wszelkie urządzenia posiadające funkcje regulacji przepływu maksymalnego, a wyposażone w tabele kalibracyjne należy ustawiać
przy otwartych na 100% wszystkich zaworach regulacyjnych i zapewnieniu przynajmniej minimalnego ciśnienia dyspozycyjnego w
sieci w miejscu przyłączenia węzła. Ze względu na dużą dokładność kalibracji przepływu (około 3%) nie jest konieczne ewentualne
sprawdzenie rzeczywistej wartości przepływu poprzez ciepłomierz lub inne urządzenie pomiarowe. Właściwą nastawę można
zablokować mechanicznie i zaplombować.
Ustawienie regulatora różnicy ciśnień z ogranicznikiem przepływu (dławik w obwodzie regulacji różnicy ciśnień)
Przy otwartych na 100% wszystkich zaworach regulacyjnych i zapewnieniu przynajmniej minimalnego ciśnienia dyspozycyjnego w
sieci w miejscu przyłączenia węzła ustawia się minimalny opór hydrauliczny dławika będącego elementem urządzenia. Następnie
zadaje się wartość regulowanej różnicy ciśnień na poziomie wynikającym z obliczeń i obserwując wartość chwilowego przepływu
na ciepłomierzu lub innym urządzeniu pomiarowym tak skręca się dławik aby uzyskać wymagany przepływ. W przypadku zbyt
małego przepływu należy zwiększyć wartość nastawy regulowanej różnicy ciśnień i ponownie przy pomocy dławika skorygować
przepływ. Po osiągnięciu wymaganej wartości właściwą nastawę zarówno dławika jak i nastawnika różnicy ciśnień można
zablokować mechanicznie i zaplombować.
7
Dobór regulatora przepływu maksymalnego
Urządzenie to posiada możliwość precyzyjnego nastawienia wartości przepływu maksymalnego o dokładności
3% dzięki indywidualnej fabrycznej kalibracji skali i dostarczanej tabeli. Poprzez to do ustawienia przepływu
maksymalnego nie jest potrzebny przyrząd pomiarowy lub ciepłomierz. Regulator ten dobiera się na przepływ.
Obliczeniowy przepływ przez węzeł musi być mniejszy lub równy maksymalnemu przepływowi przewidzianemu
dla danego wykonania. Po dobraniu odpowiedniego wykonania regulatora należy sprawdzić wartości:
rzeczywistego całkowitego spadku ciśnienia na urządzeniu (musi być mniejszy lub równy ciśnieniu
przewidzianemu do zdławienia na nim), prędkość wypływu z regulatora, stopień otwarcia oraz współczynnik
kawitacji. Całkowity spadek ciśnienia na tym regulatorze jest sumą spadku zmiennego wynikającego ze
współczynnika kvs urządzenia (∆p
) i stałego tzw. spadku mierniczego Fc będącego elementem regulacji
K512-Kvs
przepływu maksymalnego.
Przykład 4
2-funkcyjny węzeł cieplny z regulatorem przepływu maksymalnego (rys.5)
Przepływ obliczeniowy Q = 24 m3/h
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne ∆p
= 2,8 bar
dysp.
Opór na pozostałych elementach węzła w warunkach obliczeniowych ∆p
= 0,8 bar
węzła
Ciśnienie absolutne bezpośrednio przed regulatorem p = 5 bar
1
Temperatura czynnika w miejscu montażu regulatora t = 80ºC
Ciśnienie parowania dla t = 80ºC p =0,5 bar
p
Ciśnienie do zdławienia na K512 ∆p
= ∆p
- ∆p
= 2,8 - 0,8 = 2,0 bar
K512
dysp.
węzła
8
Na podstawie Tabeli 1 wstępnie dobiera się regulator K512 o Kvs=70m3/h ze spadkiem mierniczym Fc=40
kPa=0,4 bar, maksymalną nastawą przepływu Qmax=30 m3/h, średnicą kołnierzy DN65
Sprawdzenie:
2
2
Całkowity spadek ciśnienia na w pełni otwartym regulatorze (Q/Kvs) + Fc = (24/70) + 0,4 = 0,52 bar < ∆p
K512
Stopień otwarcia części zmiennej regulatora
Kv= = = = 18,97 m3/h
stopień otwarcia Kv/Kvs=18,97/70 =0,27>0,15
prędkość wypływu z zaworu v = = = 2,01 m/s < 3 m/s
Współczynnik kawitacji z = = = 0,44 < 0,7
Ostatecznie dobrano K512 z Kvs=70m3/h, spadkiem mierniczym Fc=40 kPa=0,4 bar, maksymalnÄ… nastawÄ…
przepływu Qmax=30 m3/h, średnicą kołnierzy DN65. Ograniczenie przepływu maksymalnego do wartości
obliczeniowej 24 m3/h ustawia siÄ™ na regulatorze w oparciu o tabelÄ™ kalibracyjnÄ….
Q
∆p
K512-Kvs
24
24
∆p
-Fc
K512
2,0-0,4
4xQ
4 x 24
2
Î
x dn x 3600
2
3,14 x 0,065 x 3600
∆p
K512
2,0
p - p
1
p
5 - 0,5
Oprócz regulacji przepływu poprzez współpracujący z regulatorem elektronicznym siłownik urządzenie to posiada
możliwość precyzyjnego nastawienia wartości przepływu maksymalnego o dokładności 3% dzięki indywidualnej
fabrycznej kalibracji skali i dostarczanej tabeli. Poprzez to do ustawienia przepływu maksymalnego nie jest
potrzebny przyrząd pomiarowy lub ciepłomierz. Regulator ten dobiera się na przepływ. Obliczeniowy przepływ
przez węzeł musi być mniejszy lub równy maksymalnemu przepływowi przewidzianemu dla danego wykonania.
Dobór zawóru regulacyjnego z siłownikiem z regulacją przepływu maksymalnego
9
Po dobraniu odpowiedniego wykonania regulatora należy sprawdzić wartości: całkowity spadek ciśnienia na
urządzeniu (musi być mniejszy lub równy ciśnieniu przewidzianemu do zdławienia na nim), prędkość wypływu z
regulatora, stopień otwarcia oraz współczynnik kawitacji oraz dobrać siłownik. Całkowity spadek ciśnienia na tym
regulatorze jest sumą spadku zmiennego wynikającego ze współczynnika kvs urządzenia (∆p
) i stałego tzw.
KTM-Kvs
spadku mierniczego Fc będącego elementem regulacji przepływu maksymalnego.
Przykład 5
1-funkcyjny węzeł cieplny z zaworem regulacyjnym połączonym z ograniczeniem przepływu maksymalnego
(rys.6); wyjście sterujące z pogodowego regulatora elektronicznego do siłownika 3-stawne 230 VAC.
Przepływ obliczeniowy Q = 24 m3/h
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne ∆p
= 2,8 bar
dysp.
Opór na pozostałych elementach węzła w warunkach obliczeniowych ∆p
= 0,8 bar
węzła
Ciśnienie absolutne bezpośrednio przed regulatorem p = 5 bar
1
Temperatura czynnika w miejscu montażu regulatora t = 80ºC
Ciśnienie parowania dla t = 80ºC p =0,5 bar
p
Ciśnienie do zdławienia na KTM512 ∆p
= ∆p
- ∆p
= 2,8 - 0,8 = 2,0 bar
KTM
dysp.
węzła
Na podstawie Tabeli 1 wstępnie dobiera się regulator KTM512 o Kvs=70m3/h ze spadkiem mierniczym Fc=40
kPa=0,4 bar, maksymalną nastawą przepływu Qmax=30 m3/h, średnicą kołnierzy DN65
Sprawdzenie:
2
2
Całkowity spadek ciśnienia na w pełni otwartym regulatorze (Q/Kvs) + Fc = (24/70) + 0,4 = 0,52 bar < ∆p
KTM
Stopień otwarcia części zmiennej regulatora
Kv= = = = 18,97 m3/h
Stopień otwarcia Kv/Kvs=18,97/70 =0,27>0,15
prędkość wypływu z zaworu v = = = 2,01 m/s < 3 m/s
współczynnik kawitacji z = = = 0,44 < 0,7
Ostatecznie dobrano KTM512 z Kvs=70m3/h, spadkiem mierniczym Fc=40 kPa=0,4 bar, maksymalnÄ… nastawÄ…
przepływu Qmax=30m3/h, średnicą kołnierzy DN65 wraz z siłownikiem MC55/230 sterowanym sygnałem 3-
stawnym 230 VAC. Ograniczenie przepływu maksymalnego do wartości obliczeniowej 24 m3/h ustawia się na
zaworze oparciu o tabelÄ™ kalibracyjnÄ….
Powyższych doborów można również dokonać za pomocą oprogramowania TA Ciepłownictwo dostępnego na
stronie www.imi-international.pl. Zawiera ono także szczegółowe karty katalogowe zestawionych w Tabeli 1
regulatorów.
Q
24
24
∆p
KTM-Kvs
∆p
-Fc
KTM
2,0-0,4
4xQ
2
Î
x dn x 3600
2
3,14 x 0,065 x 3600
4 x 24
∆p
KTM
2,0
p - p
1
p
5 - 0,5
Tabela 1 – Zestawienie regulatorów bezpośredniego działania TA
DA
516
25
140
15/20
4
25/32
12
40/50
30
65
60
80
60
100
150
125
150
do montażu na
zasilaniu
wersja DAF516
5-30,
10-60,
10-
100,
60-150
na powrocie
Regulatory o budowie liniowej
Regulatory różnicy ciśnień
Zakres nastaw
∆p [kPa]
Spadek mierniczy Fc [kPa]
12
20
Kvs [m3/h]
Qmax [m3/h]
Montaż
Uwagi
40
Typ
PN
Tmax [ºC]
DN złączek lub
kołnierzy
10
DAL
516
25
140
15/20
4
25/32
12
40/50
30
65
60
80
60
DKH
512
25
140
15/20
7
1,1
1,8
25/32
18
3,3
6
40/50
40
7,5
14
65
60
15
28
80
60
18
33
K
512
25
140
15/20
4,1
0,9
1,5
25/32
16
2,8
6,5
40/50
35
7
14
65
70
15
30
80
70
18
34
100
150
32
55
125
150
38
70
KTM512
25
140
15/20
4,1
0,9
1,5
25/32
16
3,4
5,3
40/50
35
7
13
65
70
15
30
80
70
18
34
100
150
32
55
125
150
38
70
DA50
25
150
32
21
40
25
50
32
65
55
80
70
100
120
125
145
150
230
200
360
Stała nastawa;
do wyboru: 15,
40, 60, 100
na powrocie lub
zasilaniu
45
1,1
Dostarczane sÄ…
z tabelÄ…
kalibracyjnÄ….
Siłowniki:
MC55 i MC100
20
40
na powrocie
Dostarczane z
tabelÄ…
kalibracyjnÄ…
Zawory regulacyjne z siłownikiem z regulacją przepływu maksymalnego
1,1
Regulatory przepływu maksymalnego
na powrocie lub
zasilaniu
Dostarczane z
tabelÄ…
kalibracyjnÄ…
na powrocie
do montażu na
zasilaniu
wersja DAF50
10-60,
50-150,
130-250
Regulatory różnicy ciśnień
Regulatory o budowie tradycyjnej
Qmax [m3/h]
Montaż
Uwagi
Typ
PN
Tmax [ºC]
DN kołnierzy
15
Spadek mierniczy Fc [kPa]
Zakres nastaw
∆p [kPa]
4,2
10
20
24
40
50
Kvs [m3/h]
4
10
20
24
40
50
4,4
10
20
24
Regulatory różnicy ciśnień z regulatorem przepływu maksymalnego
1,25
na powrocie
5-30,
10-60,
10-
100,
60-150
Typ
PN
Tmax [ºC]
DN złączek lub
kołnierzy
8
6,66
20
16,64
45
36
45
36
Zakres nastaw
∆p [kPa]
Spadek mierniczy Fc [kPa]
12
2,5
2,12
Kvs [m3/h]
Qmax [m3/h]
Montaż
Uwagi
Tmax [ºC]
Regulatory różnicy ciśnień z ogranicznikiem przepływu
Kvs dławika [m3/h]
Sumaryczny
współczynnik przepływu
Kvz [m3/h]
DN złączek lub
kołnierzy
Kvs [m3/h]
Montaż
Uwagi
Zakres nastaw
∆p [kPa]
Typ
PN
DK50
25
150
32
21
40
25
50
32
65
55
80
70
100
120
125
145
150
230
200
360
60
96
200
320
24
38
45
72
Regulatory różnicy ciśnień z regulatorem przepływu maksymalnego
Dostarczane z
tabelÄ…
kalibracyjnÄ…
Do montażu na
zasilaniu
wersja DKF50
230
368
na powrocie
10-60, 50-150,
130-250
8,5
14
9,5
21
34
15
13
21
11
Notatki
IMI International Sp. z o.o.
Olewin 50A, 32-300 Olkusz, tel. (032) 75 88 200, fax (032) 75 88 201
www.imi-international.pl
K50
25
150
32
21
40
25
50
32
65
55
80
70
100
120
125
145
150
230
200
360
KT50
25
150
32
21
40
25
50
32
65
55
80
70
100
120
125
145
150
230
200
360
13
21
9,5
15
200
320
230
368
45
72
60
96
21
21
34
24
38
Zawory regulacyjne z siłownikiem z regulacją przepływu maksymalnego
14
8,5
na powrocie lub
zasilaniu
Dostarczane sÄ…
z tabelÄ…
kalibracyjnÄ….
Siłowniki:
MC55 i MC100
9,5
15
13
200
320
230
368
38
45
72
60
96
Regulatory przepływu maksymalnego
8,5
14
na powrocie lub
zasilanu
Dostarczane z
tabelÄ…
kalibracyjnÄ…
21
34
24
Typ
PN
Tmax [ºC]
DN kołnierzy
Kvs [m3/h]
Qmax [m3/h]
Montaż
Uwagi
Zakres nastaw
∆p [kPa]
Spadek mierniczy Fc [kPa]
15
45
Tabela 2 – Zestawienie siłowników do regulatorów KTM512 i KT50
Typ
Siła nacisku
Skok
Zasilanie
Sygnał sterujący
Czas przesuwu o 1 mm
MC55/230
0,6 kN
20 mm
230 VAC
3-stawny
5 - 9 s
MC55/24
0,6 kN
20 mm
24 VAC
3-stawny
5 - 9 s
MC55Y
0,6 kN
20 mm
24 VAC
0-10V
5 - 9 s
MC100/230
1,0 kN
20 mm
230 VAC
3-stawny lub 0-10V
1,9 - 12 s
MC100/24
1,0 kN
20 mm
24 VAC
3-stawny lub 0-10V
1,9 - 12 s
12