Trójdrogowe zawory
Trójdrogowe zawory
regulacyjne
regulacyjne
Ćwiczenia 5
Ćwiczenia 5
Rodzaje wykonań armatury trójdrogowej
Rodzaje wykonań armatury trójdrogowej
Zawór trójdrogowy: a) mieszający, b) rozdzielający
Sposoby montażu zaworów trójdrogowych
Sposoby montażu zaworów trójdrogowych
Wukładzie hydraulicznym z zaworem trójdrogowym można wyróżnić trzy
obiegi:
" część, w której strumień przepływającego czynnika jest stały (jest to
tzw. obieg stałego przepływu - SP),
" obieg zmiennego przepływu zależny od stopnia otwarcia zaworu ZP,
" przewód mieszający o zmiennymprzepływie PM.
Z
G
SP
K ZP
PM
Sposoby montażu zaworów trójdrogowych
Sposoby montażu zaworów trójdrogowych
a) zawór mieszający,
b) zawór mieszający pełniący
funkcjÄ™ zaworu rozdzielajÄ…cego,
c) zawór rozdzielający
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
Charakterystyki eksploatacyjne
(robocze) zaworu trójdrogowego
przy stałym współczynniku
autorytetu a = 0,3
oraz różnych stopniach
rozdziału ciśnienia:
A = 0,07 (xxxxx),
0,21 (-----)
0,49 (.....),
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
Wymagania:
" strumień objętości w obwodzie odbiornika (przyłącze AB)
jest stały: "Vd" ą10%Vs,
" charakterystyka przyłącza A umożliwia zmianę mocy
cieplnej instalacji proporcjonalnie do skoku zaworu
(kryterium minimalizacji wahań współczynnika
wzmocnienia obiektu regulacji).
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
" W wypadku stosowania zaworów przelotowych deformacja
charakterystyki zależy przede wszystkim od jednego parametru, a
mianowicie współczynnika autorytetu zaworu a, który zależy z kolei od
doboru średnicy zaworu.
" Wwypadku zaworów trójdrogowych taki wpływ mają trzy parametry, a
mianowicie: a(a ), b, c.
"pZ100 "pZ100
a = =
"pcalk "pZ100 + "pzp
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
Charakterystyki eksploatacyjne zaworów
trójdrogowych
trójdrogowych
a'= "pZ100 / "pzp
b = "psp / "pzp
c = "ppm / "pzp
Z
G
PM SP
K ZP
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
1. Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu
regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs
VS
[m3/h]
KVS =
"pZ100
gdzie:
V[m3/h]  obliczeniowy strumień objętości wody,
"pz100 [bar]  strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym
całkowicie otwartym.
"pz100
a =
Dlazałożonej wartości współczynnika
"pz100 + "pzp
"pZ100 = a Å"("pZ100 + "pzp )
a
"pZ100 = Å" "pzp
1- a
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
2. Określamy obwody stało- i zmiennoprzepływowe a
następnieobliczamy wartości parametrów b i c
b = "psp / "pzp
c = "ppm / "pzp
Z
G
PM SP
K ZP
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
3. Kierując się wynikami badań H. Roosa w zależności od
wartości parametru b przyjmujemy wartość współczynnika
autorytetu a:
" przy b < 3 współczynnik autorytetu należy przyjmować a e"
0.5 i równoważymy hydraulicznie połączone równolegle
odcinki o zmiennym strumieniu objętości (wstawiamy w
przewód mieszający zawór doręcznego nastawiania),
" przy wartoÅ›ciach parametru b e" 3 przyjmujemy a=0.3÷0.5.
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
trójdrogowych
trójdrogowych
" Wg większości pozycji literaturowych przy doborze trójdrogowych
zaworówregulacyjnych należy przyjmować a e" 0.5 i równoważyć
hydraulicznie połączone równolegle odcinki o zmiennym strumieniu
objętości,
" Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnymjako "p e" 0.1 bar,
wg. literatury niemieckiej "pZ100min e" 0.03do 0.05 bar.
4. Po obliczeniu współczynnika przepływu KVS z katalogu zaworów
dobieramy średnicę zaworu o wartości KVS najbliższej mniejszej (jeżeli
pozwala na to "pd) od wyliczonej.
Przy małych wartościach "pZ100 = "pzp ustalając KVS kierujemy się
średnicą przewodówprzyłączanych dozaworu.
5. Sprawdzamy rzeczywistą wartość "pZ100 oraz a
PRZYKA
ADY DOBORU ZAWORÓW TRÓJDROGOWYCH
Przykład 1.
Winstalacji - rys. 1, doprowadzajÄ…cej czynnik grzejny do nagrzewnic
wentylacyjnych dobrać zawory regulacyjne ZR1 i ZR2.
Dane do obliczeń
Dane do obliczeń
" Wartości strat ciśnienia w instalacji i wymiennikach ciepła wg oznaczeń
z rys. 1:
" "p1-WCT-5 = 25 kPa
" "p1-2 = 5 kPa
" "p4-5 = 5 kPa
" "p2-3 = 1 kPa
" "p2-NW1-6 = 20 kPa
" "p1-7 = 5 kPa
" "p8-5 = 5 kPa
" "p7-10 = 1 kPa
" "p7-NW2-9 = 6 kPa
" Obliczeniowe strumienie objętości : V1 = 6 m3/h i V2 = 2 m3/h
Trójdrogowe zawory firmy Satchwell
Trójdrogowe zawory firmy Satchwell
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
Obliczamy straty ciśnienia w obiegu stałoprzepływowym
(z wymiennikiem ciepła i pompą)
"psp ="pW = "p1-WCT-5 + "p1-2 + "p4-5 =25+5+5=35 kPa
oraz zmiennoprzepływowym (z nagrzewnicą)
"pzp ="pN = "p2-NW1-6 =20 kPa
Odpowiednio do podanych strat ciśnienia parametry instalacji mają wartość
"psp "pW 35kPa
b = = = = 1.75
"pzp "pN 20kPa
"ppm "p2-3 1kPa
c = = = = 0,05
"pzp "pN 20kPa
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
" Ze względu na małą wartość b =1.75 <3.0 z zalecanego przedziału
ae"0.5 przyjmujemy wartość współczynnika autorytetu a=0.5.
" Tak więc strata ciśnienia w zaworze mieszającym pracującym jako
rozdzielajÄ…cy wynosi
a 0.5
"pZR1 = Å" "pzp = "pN = "pN = 20kPa = 0,2bar
1- a 1- 0.5
" Wymagany współczynnik przepływu KVS ma wartość
V1 6
KVS = = = 13,41.m3/h
"pZR1 0,2
" Przyjęto z katalogu KVS=12 m3/h i średnicę zaworu DN 11/4
Dobór zaworu ZR1
Dobór zaworu ZR1
" Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym ZR1 wynosi
2
6
ëÅ‚ öÅ‚
"pRZ1 = = 0,25bar
ìÅ‚ ÷Å‚
ZR
íÅ‚12 Å‚Å‚
" a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu
0.25
"pZR1
= = 0.55
a =
0.2 + 0.25
"pN + "pZR1
" Ze względu na małą wartość b< 3 należy zrównoważyć hydraulicznie
straty ciśnienia w przewodach o zmiennym przepływie do wartości c = 1
przy pomocy zaworu równoważącego ZR3.
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
Strata ciśnienia w obiegu stałoprzepływowym (z wymiennikiem ciepła i
pompÄ… obiegowÄ…) wynosi
"psp ="pW = "p1-WCT-5 + "p1-7 + "p8-5 =25+5+5=35 kPa
a w zmiennoprzepływowym ( przez nagrzewnicę)
"pzp ="pN = "p7-NW2-9 =6 kPa
Odpowiednio do podanych strat ciśnienia parametry instalacji mają wartość
1kPa
35kPa
c = = 0,16
b = = 5.8
6kPa
6kPa
" Ze względu na dużą wartość parametru b=5.8 >3.0 z zalecanego
przedziału wartości współczynnika autorytetu zaworu a=0.3-0.5
przyjmujemy minimalną wartość a=0.3.
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
" Strata ciśnienia w zaworze mieszającym pracującym jako rozdzielający
wynosi
a 0.3
"pZR 2 = Å" "pN "pZR 2 = Å"6 = 2.57kPa
1- a 1- 0.3
" Ponieważ "pZR2 <0.1 bar, do obliczeń przyjmujemy zalecaną wartość
minimalnÄ… 0,1 bar.
" Wymagany współczynnik przepływu Kv ma wartość
V2 2
KVS = = = 6.32.m3/h
"pZR 2 0,1
" Przyjęto z katalogu najbliższą mniejszą wartość współczynnika
przepływu KVS=6.3m3/h dla zaworu kołnierzowego o średnicy DN 20.
Dobór zaworu ZR2
Dobór zaworu ZR2
" Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym ZR2 wynosi
2
2
ëÅ‚ öÅ‚
"pRZ 2 = = 0,1bar
ìÅ‚ ÷Å‚
ZR
6.3
íÅ‚ Å‚Å‚
" a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu
"pZR2
0.1
a =
a = = 0.625
"pN + "pZR2
0.06 + 0.1
" Ze względu na dużą wartość b>3 nie ma potrzeby równoważenia
hydraulicznego straty ciśnienia w przewodzie mieszającym do wartości
c=1.
Przykład 2
Przykład 2
" Do układu hydraulicznego kotłowni wodnej zgodnego ze schematem
przedstawionym na rys. 2 należy dobrać zawory regulacyjne mieszające
Z1 i Z2.
CO2
CO1
CO1
P1 P2
P1 P2
9
5
5
Z2
6
6 10
Kocioł
Kocioł
4
4
Z1
Z1
2 1
2 1
7
3
3
Dane do obliczeń
Dane do obliczeń
" Znane są straty ciśnienia:
" "p1-2-3-4 = 20 kPa "p7-2-3-8 = 30 kPa
" "p5-CO-4 = 80 kPa "p8-CO-9 = 60 kPa
" "p4-6 = 5 kPa "p8-10 = 10 kPa
"
" oraz obliczeniowy strumień objętości:
"
" VCO1 = 8 m3/h VCO2 = 4 m3/h
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
" Parametry instalacji mają wartość:
"p5-CO-4
80
"p4-6
5
b = = = 4.0
c = = = 0,25
"p1-2-3-4 20
"p1-2-3-4 20
" Ponieważ b > 3,0 do ograniczenia wahań sumarycznego strumienia
objętości VAB100 na wypływie z zaworu do ą10%wystarczy przyjąć
a=0.3 oraz można pominąć równoważenie obiegów
zmiennoprzepływowych, strata ciśnienia w zaworze mieszającym
wynosi
a 0.3
"pZ1 = Å" 20 = 8.57kPa
"pZ1 = Å" "p1-2-3-4
1- 0.3
1- a
Do obliczeń przyjmujemy wartość minimalnego spadku ciśnienia "pZ1 =
0,1bar.
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
Dobór zaworu regulacyjnego Z1
" Wymagany współczynnik przepływu ma wartość
VCO1 8
KVS = = = 25,5.m3/h
"pZ1 0,1
" Przyjęto z katalogu KVS=25 m3/h i średnicę zaworu DN 40
" Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym Z1 wynosi
2
8
ëÅ‚ öÅ‚
RZ
"pZ1 = = 0,1bar
ìÅ‚ ÷Å‚
25
íÅ‚ Å‚Å‚
" a rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu
"pZ1
0.1
a =
a = = 0.33
"pZP + "pZ1
0.2 + 0.10
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
" Parametry instalacji mają wartość:
"p8-CO-9
60
"p8-10
10
b = = = 2.0
c = = = 0,33
"p7-2-3-8 30
"p7-2-3-8 30
" Ponieważ b < 3.0 więc do ograniczenia wahań sumarycznego
strumienia objętości V/VAB100 do ą10% należy przyjąć a = 0.5 oraz
zrównoważyć równoległe obiegi zmiennoprzepływowe, tak aby parametr
c=1.
" Strata ciśnienia w zaworze mieszającym Z2 wynosi
0.5
a
"pZ 2 = Å" 30 = 30kPa
"pZ 2 = Å" "p7-2-3-8
1- 0.5
1- a
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
" Wymagany współczynnik przepływu KVS ma wartość
VCO2
4
KVS = = = 7,3.m3/h
"pZ 2 0,3
" Przyjęto z katalogu Kvs=8 m3/h i średnicę zaworu gwintowego (niski
koszt) DN 25.
" Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym Z2 wynosi
2
4
ëÅ‚ öÅ‚
RZ
"pZ 2 = = 0,25bar
ìÅ‚ ÷Å‚
8
íÅ‚ Å‚Å‚
" Rzeczywisty współczynnik autorytetu zaworu Z2
"pZ2
0.25
a =
a = = 0.45
"pZP + "pZ2
0.3 + 0.25
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
Dobór zaworu regulacyjnego Z2
" Dobrany zawór nie spełnia kryteriumdławienia ae"0.5.
" Przyjęcie wtymprzypadku zaworu gwintowego o KVS = 4 m3/h (zgodnie
z zasadą przyjmowania wartości katalogowej najbliższej mniejszej)
spowodowałoby nadmierny wzrost straty ciśnienia na zaworze do
"pZ2=1 bar, a w konsekwencji także duży wzrost wysokości
podnoszenia pompy obiegowej.
" Poprawnym rozwiązaniem jest dobór zaworu kołnierzowego o KVS =
6.3m3/h o średnicy DN20 mm(zgodnie z zasadą przyjmowania wartości
katalogowej najbliższej mniejszej) i jednoczesnym spełnieniem
kryteriumdławienia2 ae"0.5.
0.40
4
ëÅ‚ öÅ‚
RZ
a = = 0.57
"pZ 2 = = 0,40bar
ìÅ‚ ÷Å‚
0.3 + 0.40
6.3
íÅ‚ Å‚Å‚
" Konsekwencją takiegodoboru jest jednak wzrost kosztówzaworu.
Dziękuję za uwagę !
Dziękuję za uwagę !