Trójdrogowe zawory
Trójdrogowe zawory
regulacyjne
regulacyjne
Ćwiczenia 5
Ćwiczenia 5
Rodzaje wykona
ń armatury trójdrogowej
Rodzaje wykona
ń armatury trójdrogowej
Zawór trójdrogowy: a) mieszaj
ący, b) rozdzielający
Sposoby monta
żu zaworów trójdrogowych
Sposoby monta
żu zaworów trójdrogowych
• W uk
ładzie hydraulicznym z zaworem trójdrogowym można
wyró
żnić część, w której strumień przepływającego czynnika
jest sta
ły (jest to tzw. obieg stałego przepływu) oraz obieg
zmiennego przep
ływu zależny od stopnia otwarcia zaworu
oraz przewód mieszaj
ący o zmiennym przepływie.
Sposoby monta
żu zaworów trójdrogowych
Sposoby monta
żu zaworów trójdrogowych
a) zawór mieszaj
ący,
b) zawór mieszaj
ący pełniący
funkcj
ę zaworu rozdzielającego,
c) zawór rozdzielaj
ący
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
Charakterystyki eksploatacyjne
(robocze) zaworu trójdrogowego
przy sta
łym współczynniku
autorytetu a = 0,3
oraz ró
żnych stopniach
rozdzia
łu ciśnienia:
A = 0,07 (xxxxx),
0,21 (-----)
0,49 (.....),
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
•
W
wypadku
stosowania
zaworów
przelotowych
deformacja
charakterystyki zale
ży przede wszystkim od jednego parametru, a
mianowicie wspó
łczynnika autorytetu zaworu a, który zależy z kolei od
doboru
średnicy zaworu.
•
W wypadku zaworów trójdrogowych taki wp
ływ mają trzy parametry, a
mianowicie: a (a’), b, c.
zp
Z
Z
calk
Z
p
p
p
p
p
a
∆
+
∆
∆
=
∆
∆
=
100
100
100
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
K
G
Z
PM
ZP
SP
zp
pm
zp
sp
zp
Z
p
p
c
p
p
b
p
p
a
∆
∆
=
∆
∆
=
∆
∆
=
/
/
/
'
100
1. Podstaw
ą do doboru średnicy nominalnej zaworu
regulacyjnego jest obliczenie wspó
łczynnika przepływu Kvs
[m3/h]
gdzie:
V[m3/h]
– obliczeniowy strumie
ń objętości wody,
Δp
z100
[bar] – strata ci
śnienia na zaworze regulacyjnym
ca
łkowicie otwartym.
Dla za
łożonej wartości współczynnika
)
(
100
100
zp
Z
Z
p
p
a
p
∆
+
∆
⋅
=
∆
zp
Z
p
a
a
p
∆
⋅
−
=
∆
1
100
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
100
Z
S
VS
p
V
K
∆
=
zp
z
z
p
p
p
a
∆
+
∆
∆
=
100
100
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
K
G
Z
PM
ZP
SP
zp
pm
zp
sp
p
p
c
p
p
b
∆
∆
=
∆
∆
=
/
/
2.
Okre
ślamy obwody stało- i zmiennoprzepływowe a
nast
ępnie obliczamy wartości parametrów b i c
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
3. Kieruj
ąc się wynikami badań H. Roosa w zależności od
warto
ści parametru b przyjmujemy wartość współczynnika
autorytetu a:
• przy b < 3 wspó
łczynnik autorytetu należy przyjmować a ≥
0.5 i równowa
żymy hydraulicznie połączone równolegle
odcinki o zmiennym strumieniu obj
ętości (wstawiamy w
przewód mieszaj
ący zawór do ręcznego nastawiania),
• przy warto
ściach parametru b ≥ 3 przyjmujemy a=0.3÷0.5.
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
•
Wg wi
ększości pozycji literaturowych przy doborze trójdrogowych
zaworów regulacyjnych nale
ży przyjmować
a
≥ 0.5
i równowa
żyć
hydraulicznie po
łączone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu
obj
ętości,
•
Minimalny spadek ci
śnienia na zaworze regulacyjnym jako Δp ≥ 0.1 bar,
wg. literatury niemieckiej
Δp
Z100min
≥ 0.03 do 0.05
bar.
4. Po obliczeniu wspó
łczynnika przepływu K
VS
z katalogu zaworów
dobieramy
średnicę zaworu o wartości K
VS
najbli
ższej mniejszej (jeżeli
pozwala na to
∆p
d
) od wyliczonej.
Przy ma
łych wartościach
Δp
Z100
=
Δp
zp
ustalaj
ąc K
VS
kierujemy si
ę
średnicą przewodów przyłączanych do zaworu.
5. Sprawdzamy rzeczywist
ą wartość
∆p
Z100
oraz a
PRZYK
ŁADY DOBORU ZAWORÓW TRÓJDROGOWYCH
Przyk
ład 1.
W instalacji - rys. 1, doprowadzaj
ącej czynnik grzejny do nagrzewnic
wentylacyjnych dobra
ć zawory regulacyjne ZR1 i ZR2.
Dane do oblicze
ń
Dane do oblicze
ń
•
Warto
ści strat ciśnienia w instalacji i wymiennikach ciepła wg oznaczeń
z rys. 1:
•
Δp
1-WCT-5
= 25 kPa
•
Δp
1-2
= 5 kPa
•
Δp
4-5
= 5 kPa
•
Δp
2-3
= 1 kPa
•
Δp
2-NW1-6
= 20 kPa
•
Δp
1-7
= 5 kPa
•
Δp
8-5
= 5 kPa
•
Δp
7-10
= 1 kPa
•
Δp
7-NW2-9
= 6 kPa
•
Obliczeniowe strumienie obj
ętości : V
1
= 6 m
3
/h i V
2
= 2 m
3
/h
Trójdrogowe zawory firmy
Trójdrogowe zawory firmy Satchwell
Satchwell
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
Obliczamy straty ci
śnienia w obiegu stałoprzepływowym
(z wymiennikiem ciep
ła i pompą)
Δp
sp
=
Δp
W
=
Δp
1-WCT-5
+
Δp
1-2
+
Δp
4-5
=25+5+5=35 kPa
oraz zmiennoprzep
ływowym (z nagrzewnicą)
Δp
zp
=
Δp
N
=
Δp
2-NW1-6
=20 kPa
Odpowiednio do podanych strat ci
śnienia parametry instalacji mają wartość
05
,
0
20
1
3
2
=
=
∆
∆
=
∆
∆
=
−
kPa
kPa
p
p
p
p
c
N
zp
pm
75
.
1
20
35
=
=
∆
∆
=
∆
∆
=
kPa
kPa
p
p
p
p
b
N
W
zp
sp
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
•
Ze wzgl
ędu na małą wartość b =1.75 <3.0 z zalecanego przedziału
a
≥0.5 przyjmujemy wartość współczynnika autorytetu a=0.5.
•
Tak wi
ęc strata ciśnienia w zaworze mieszającym pracującym jako
rozdzielaj
ący wynosi
•
Wymagany wspó
łczynnik przepływu K
VS
ma warto
ść
•
Przyj
ęto z katalogu K
VS
=12 m
3
/h i
średnicę zaworu DN 1
1/4
”
m3/h
.
41
,
13
2
,
0
6
p
V
K
1
ZR
1
VS
=
=
∆
=
bar
kPa
p
p
p
a
a
p
N
N
zp
ZR
2
,
0
20
5
.
0
1
5
.
0
1
1
=
=
∆
=
∆
−
=
∆
⋅
−
=
∆
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
•
Rzeczywista strata ci
śnienia na zaworze regulacyjnym ZR1 wynosi
•
a rzeczywisty wspó
łczynnik autorytetu zaworu
•
Ze wzgl
ędu na małą wartość b
<
3 nale
ży zrównoważyć hydraulicznie
straty ci
śnienia w przewodach o zmiennym przepływie do wartości c = 1
przy pomocy zaworu równowa
żącego ZR3.
bar
25
,
0
12
6
p
2
RZ
1
ZR
=
=
∆
ZR1
N
1
ZR
p
p
p
a
∆
+
∆
∆
=
55
.
0
25
.
0
2
.
0
25
.
0
=
+
=
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
Strata ci
śnienia w obiegu stałoprzepływowym (z wymiennikiem ciepła i
pomp
ą obiegową) wynosi
Δp
sp
=
Δp
W
=
Δp
1-WCT-5
+
Δp
1-7
+
Δp
8-5
=25+5+5=35 kPa
a w zmiennoprzep
ływowym ( przez nagrzewnicę)
Δp
zp
=
Δp
N
=
Δp
7-NW2-9
=6 kPa
Odpowiednio do podanych strat ci
śnienia parametry instalacji mają wartość
•
Ze wzgl
ędu na dużą wartość parametru b=5.8 >3.0 z zalecanego
przedzia
łu wartości współczynnika autorytetu zaworu a=0.3-0.5
przyjmujemy minimaln
ą wartość a=0.3.
8
.
5
6
35
=
=
kPa
kPa
b
16
,
0
6
1
=
=
kPa
kPa
c
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
•
Strata ci
śnienia w zaworze mieszającym pracującym jako rozdzielający
wynosi
•
Poniewa
ż Δp
ZR2
< 0.1 bar, do oblicze
ń przyjmujemy zalecaną wartość
minimaln
ą 0,1 bar.
•
Wymagany wspó
łczynnik przepływu K
v
ma warto
ść
•
Przyj
ęto z katalogu najbliższą mniejszą wartość współczynnika
przep
ływu K
VS
=6.3m
3
/h dla zaworu ko
łnierzowego o średnicy DN 20.
N
2
ZR
p
a
1
a
p
∆
⋅
−
=
∆
kPa
p
ZR
57
.
2
6
3
.
0
1
3
.
0
2
=
⋅
−
=
∆
m3/h
.
32
.
6
1
,
0
2
p
V
K
2
ZR
2
VS
=
=
∆
=
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
•
Rzeczywista strata ci
śnienia na zaworze regulacyjnym ZR2 wynosi
•
a rzeczywisty wspó
łczynnik autorytetu zaworu
•
Ze wzgl
ędu na dużą wartość b>3 nie ma potrzeby równoważenia
hydraulicznego straty ci
śnienia w przewodzie mieszającym do wartości
c=1.
bar
1
,
0
3
.
6
2
p
2
RZ
2
ZR
=
=
∆
ZR2
ZR2
p
p
p
∆
+
∆
∆
=
N
a
625
.
0
1
.
0
06
.
0
1
.
0
a
=
+
=
Przyk
ład 2
Przyk
ład 2
•
Do uk
ładu hydraulicznego kotłowni wodnej zgodnego ze schematem
przedstawionym na rys. 2 nale
ży dobrać zawory regulacyjne mieszające
Z1 i Z2.
Kocioł
CO1
P1
Z1
P2
1
2
3
4
5
6
CO2
9
10
7
Kocioł
CO1
P1
Z1
P2
1
2
3
4
5
6
Z2
Dane do oblicze
ń
Dane do oblicze
ń
•
Znane s
ą straty ciśnienia:
•
Δp
1-2-3-4
= 20 kPa
Δp
7-2-3-8
= 30 kPa
•
Δp
5-CO-4
= 80 kPa
Δp
8-CO-9
= 60 kPa
•
Δp
4-6
= 5 kPa
Δp
8-10
= 10 kPa
•
•
oraz obliczeniowy strumie
ń objętości:
•
•
V
CO1
= 8 m
3
/h
V
CO2
= 4 m
3
/h
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
•
Parametry instalacji maj
ą wartość:
•
Poniewa
ż b
>
3,0
do ograniczenia waha
ń sumarycznego strumienia
obj
ętości V
AB100
na wyp
ływie z zaworu do ±10% wystarczy przyjąć
a=0.3
oraz
mo
żna
pomin
ąć
równowa
żenie
obiegów
zmiennoprzep
ływowych,
strata ci
śnienia w zaworze mieszającym
wynosi
Do oblicze
ń przyjmujemy wartość minimalnego spadku ciśnienia Δp
Z1
=
0,1 bar.
0
.
4
20
80
4
3
2
1
4
5
=
=
∆
∆
=
−
−
−
−
−
p
p
b
CO
25
,
0
20
5
4
3
2
1
6
4
=
=
∆
∆
=
−
−
−
−
p
p
c
4
3
2
1
1
1
−
−
−
∆
⋅
−
=
∆
p
a
a
p
Z
kPa
p
Z
57
.
8
20
3
.
0
1
3
.
0
1
=
⋅
−
=
∆
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
•
Wymagany wspó
łczynnik przepływu ma wartość
•
Przyj
ęto z katalogu K
VS
=25 m
3
/h i
średnicę zaworu DN 40
•
Rzeczywista strata ci
śnienia na zaworze regulacyjnym Z1 wynosi
•
a rzeczywisty wspó
łczynnik autorytetu zaworu
m3/h
.
5
,
25
1
,
0
8
1
1
=
=
∆
=
Z
CO
VS
p
V
K
bar
p
RZ
Z
1
,
0
25
8
2
1
=
=
∆
Z1
1
p
p
p
∆
+
∆
∆
=
ZP
Z
a
33
.
0
10
.
0
2
.
0
1
.
0
=
+
=
a
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
•
Parametry instalacji maj
ą wartość:
•
Poniewa
ż
b
<
3.0
wi
ęc do ograniczenia wahań sumarycznego
strumienia obj
ętości V/V
AB100
do ±10% nale
ży przyjąć a = 0.5 oraz
zrównowa
żyć równoległe obiegi zmiennoprzepływowe, tak aby parametr
c=1.
•
Strata ci
śnienia w zaworze mieszającym Z2 wynosi
0
.
2
30
60
8
3
2
7
9
8
=
=
∆
∆
=
−
−
−
−
−
p
p
b
CO
33
,
0
30
10
8
3
2
7
10
8
=
=
∆
∆
=
−
−
−
−
p
p
c
8
3
2
7
2
1
−
−
−
∆
⋅
−
=
∆
p
a
a
p
Z
kPa
p
Z
30
30
5
.
0
1
5
.
0
2
=
⋅
−
=
∆
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
•
Wymagany wspó
łczynnik przepływu K
VS
ma warto
ść
•
Przyj
ęto z katalogu Kvs=8 m
3
/h i
średnicę zaworu DN 25
•
Rzeczywista strata ci
śnienia na zaworze regulacyjnym Z2 wynosi
•
Rzeczywisty wspó
łczynnik autorytetu zaworu Z2
m3/h
.
3
,
7
3
,
0
4
2
2
=
=
∆
=
Z
CO
VS
p
V
K
bar
p
RZ
Z
25
,
0
8
4
2
2
=
=
∆
Z2
Z2
p
p
p
∆
+
∆
∆
=
ZP
a
45
.
0
25
.
0
3
.
0
25
.
0
=
+
=
a
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
•
Przyj
ęcie w tym przypadku zaworu o K
VS
= 4 m
3
/h (zgodnie z zasad
ą
przyjmowania
warto
ści
katalogowej
najbli
ższej
mniejszej)
spowodowa
łoby nadmierny wzrost straty ciśnienia na zaworze do
Δp
Z2
=1
bar,
a
w
konsekwencji
tak
że duży wzrost wysokości
podnoszenia pompy obiegowej.
Dzi
ękuję za uwagę !
Dzi
ękuję za uwagę !