Automatyzacja w ogrzewnictwie i
Automatyzacja w ogrzewnictwie i
klimatyzacji
klimatyzacji
Ćwiczenie 4
PRZYKA
AD DOBORU
ZAWORÓW REGULACYJNYCH
JEDNODROGOWYCH
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
1. W praktyce w instalacjach ogrzewania należy preferować
zawory o charakterystyce stałoprocentowej.
2. W celu osiągnięcia możliwie dobrej jakości regulacji
instalacji w zakresie najmniejszego obciążenia należy
wybrać możliwie duży stosunek regulacji (e"25, 30 a
najczęściej 50).
Zasady doboru zaworów regulacyjnych
3. Podstawą do doboru średnicy nominalnej zaworu
regulacyjnego jest obliczenie współczynnika przepływu Kvs
VS
[m3/h]
KVS =
"pZ100
gdzie:
Vs[m3/h]  obliczeniowy strumień objętości wody,
"pz100 [bar]  strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym
całkowicie otwartym.
"pz100
a =
Dlazałożonej wartości współczynnika
"pz100 + "ps
"pZ100 = a Å" ("pZ100 + "pS )
a
"pZ100 = Å" "pS
1- a
Spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym
Spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym
" Minimalny spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym jako
"p e" 0.1bar ( np. wg. Simensa "p e" 0.03) .
" Winstalacjach parowych przy w obliczeniach Kv zaworów
regulacyjnych należy przyjmować
0.4÷0.5(P1-1) bar
"pZ100 =
P1- ciśnieniepary przedzaworemw[bar]
Dobór średnicy zaworu
Dobór średnicy zaworu
4. Po obliczeniu współczynnika przepływu KVS z katalogu
zaworów dobieramy średnicę zaworu o wartości KVS
najbliższej mniejszej (jeżeli pozwala na to "pd) od
wyliczonej.
2
ëÅ‚ öÅ‚
Vs ÷Å‚
RZ
ìÅ‚
"pZ100 =
5. Sprawdzamy rzeczywistą wartość [bar]
ìÅ‚
KVS ÷Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚
anastępnierzeczywistą wartość autorytetuzaworu a.
4. Wkatalogusprawdzamy pozostałeparametry zaworu:
" dopuszczalneciśnienie robocze (materiał zaworu),
" maksymalnÄ… dopuszczalnÄ… temp. czynnika grzejnego,
" charakterystykę przepływową (powinna być
stałoprocentowa),
" zdolność regulacyjną (stosunek regulacji e" 25),
" rodzaj połączenia(gwintowe, kołnierzowe).
Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze
Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze
Dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze,
zabezpieczający przed kawitacją, nie może
przekraczać dopuszczalnych wartości określonych
zależnością:
"pv100 d" Z(p1  ps)
gdzie:
" p1 - ciśnienie przed zaworem,
" ps - ciśnienie nasycenia dla danej temperatury,
" Z - współczynnik o wartoÅ›ciach Z = 0,5÷0,8.
Zadanie
Zadanie
" Dobrać średnice zaworów regulacyjnych przelotowych w
obwodach regulacji: c.o. i c.w.u. oraz obwodzie regulacji
różnicy ciśnień i przepływu, w węz
le ciepłowniczym
wykonanymzgodnie z załączonymschematemideowym.
Przygotowanie danych wyjściowych do
Przygotowanie danych wyjściowych do
obliczeń
obliczeń
" Najczęściej przystępując do doboru elementów układu
automatycznej regulacji dysponujemy danymi z projektu
technologicznegowęzła:
" Obliczeniowe strumienie objętości wody sieciowej:
VSCO = 7 m3/h, VSCWU = 3 m3/h, VSC = 10 m3/h
" Spadki ciśnienia na przewodach i urządzeniach węzła
ciepłowniczego (zgodnie z oznaczeniami na schemacie
węzła): "p1-2 = 10 kPa, "pWCO = 25 kPa, "pWCW(I) = 23 kPa,
"pWCW(II) =15kPa, "p2-5 =5kPa, "p5-WCO-6 =8kPa,
" "p5-WCWII-6 =4kPa, "p6-WCWI-3 =7 kPa, "p3-4 =11kPa.
" Ciśnieniedyspozycyjne węzła: "pd ="p1-4 =3bar.
Schemat obliczeniowy
Schemat obliczeniowy
c.w.u.
Zco Zcw
5
WCWII
WCO
LC2
c.o.
cyrk.
6
1
2
WCWI
sieć
LC1
"pRRC
ZRRC
w.z.
4 3
Dane wyjściowe do obliczeń
Dane wyjściowe do obliczeń
" Obliczeniowe strumienie objętości wody sieciowej:
VSCO = 7 m3/h, VSCWU = 3 m3/h, VSC = 10 m3/h
" Spadki ciśnienia na przewodach i urządzeniach węzła ciepłowniczego:
"p1-2 =10 kPa, "pWCO =25 kPa, "pWCW(I) =23 kPa,
"pWCW(II) =15 kPa, "p2-5 =5kPa, "p5-WCO-6 =8 kPa,
"p5-WCWII-6 =4kPa, "p6-WCWI-3 =7kPa, "p3-4 =11 kPa.
" Ciśnienie dyspozycyjne węzła:
"pd ="p1-4 =3bar.
Wartości współczynników przepływu Kvs przykładowego
Wartości współczynników przepływu Kvs przykładowego
typoszeregu zaworów przelotowych
typoszeregu zaworów przelotowych
Åšrednica nominalna DN [mm] 15 20 25 32 40 50
Współczynnik KVS [m3/h] 0.2 4.0 8.0 12 20 32
Współczynnik KVS [m3/h] 0.5
Współczynnik KVS [m3/h] 1.0
Współczynnik KVS [m3/h] 2.0
Dane techniczne regulatorów różnicy
Dane techniczne regulatorów różnicy
ciśnień i przepływu typu 46-7 firmy Samson
ciśnień i przepływu typu 46-7 firmy Samson
Åšrednica nominalna DN [mm] 15 20 25 32 40 50
Współczynnik KVS [m3/h] 4 6,3 8.0 12,5 16 20
Nastawa różnicy ciśnień [bar] 0.1-0,5 0,2-0,5
0,1-1 0,2-1
0,5-2 0,5-2
Nastawa strumienia objętości [m3/h] 0,6-2,5 0,8-3,6 0,8-5 2-10 3-12,5 4-15
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o. ZCO
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o. ZCO
" Współczynnik przepływu Kvs obliczamy z zależności
VSCO
KVSCO =
m3/h
"pZ100
" Zakładamy stratę ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym
przyjmując wartość współczynnika autorytetu zaworu a = 0,5
i wówczas a 0.5
"pZ100 = Å" "pSCO = "pSCO = "pSCO
1- a 1- 0.5
" Strata ciśnienia "pSCO w obwodzie regulacji c.o. wynosi
" "pZ100 = "pSCO = "p2-5 + "p5-WCO-6 + "pWCO + "p6-WCWI-3 +
+"pWCWI = 5+8+25+7+23= 68 kPa
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o. ZCO
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.o. ZCO
" Po postawieniu danych i wyliczonych wyżej wartości
otrzymamy:
7
KVSCO = = 8,48m3 / h
0,68
" Z katalogu zaworów dobieramy wartość KVS najbliższą
mniejszą tj. VSCO dla zaworu o średnicy nominalnej
K = 8m3 / h
25 mm.
" Sprawdzamy rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze
2
2
ëÅ‚ öÅ‚
Vsco ÷Å‚ 7
ëÅ‚ öÅ‚
RZ
ìÅ‚
"pZCO = = = 0,76bar
ìÅ‚ ÷Å‚
ìÅ‚
Kvsco ÷Å‚ 8
íÅ‚ Å‚Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
Obliczenie współczynnika przepływu i dobór średnicy
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.w.u. ZCW
zaworu regulacyjnego w obwodzie c.w.u. ZCW
VSCW
KVSCW = m3 / h
Współczynnik przepływu Kvs obliczamy z zależności jw.
"pZ100
"pZ100 obliczamy przyjmując zalecaną wartość współczynnika autorytetu
a = 0.5. Obliczamy wartość spadku ciśnienia na zaworze ZCW jako
równą
a 0.5
"pZ100 = Å" "pSCW = "pSCW = "pSCW
1- a 1- 0.5
" "pZ100 = "pSCW = "p2-5 + "p5-WCWII-6 + "pWCWII + "p6-WCWI-3 + "pWCWI =
5+4+15+7+23= 54 kPa
" Współczynnik przepływu zaworu regulacyjnego ZCW
VSCW 3
KVSCW = = = 4,08m3 / h
"pZ100 0,54
Z katalogu zaworów dobieramy wartość KVS najbliższą mniejszą tj.
KVSCW = 4m3 / h dla zaworu o średnicy 20 mm.
2
3
ëÅ‚ öÅ‚
" Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze "pRZ = = 0,56bar
ìÅ‚ ÷Å‚
ZCW
4
íÅ‚ Å‚Å‚
Obliczenie regulowanej różnicy ciśnień regulatora
Obliczenie regulowanej różnicy ciśnień regulatora
różnicy ciśnień
różnicy ciśnień
" Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.o.
CO RZ
"pRRC = "pSCO + "pZCO = 0,68 + 0,76 = 1,44bar
" Całkowity spadek ciśnienia w obiegu zaworu c.w.u.
CW RZ
"pRRC = "pSCW + "pZCW = 0,54 + 0,56 =1,10bar
" Przyjęto jako regulowaną różnicę ciśnień regulatora różnicy ciśnień
wartość większą tj.
"
"pRRC =1,44bar
Sprawdzenie rzeczywistych wartości
Sprawdzenie rzeczywistych wartości
współczynników autorytetu zaworów
współczynników autorytetu zaworów
0,76
"pZ100 0,56
aCO = = 0,52 aCW = = 0,38
a =
1,44 1,44
"pRRC
W katalogu sprawdzamy pozostałe parametry zaworu:
" dopuszczalne ciśnienie robocze,
" maksymalnÄ… temperaturÄ™ czynnika grzejnego,
" charakterystykę przepływową (powinna być
stałoprocentowa),
" zdolność regulacyjną (stosunek regulacji e"25),
" rodzaj połączenia (gwintowe, kołnierzowe).
Dobór zaworu oraz regulatora różnicy
Dobór zaworu oraz regulatora różnicy
ciśnień i przepływu ZRRC
ciśnień i przepływu ZRRC
" Spadek ciśnienia do wykorzystania na zaworze regulatora
różnicy ciśnień ZRRC
"pZRRC = "p1-4  ("pRRC + "p1-2 + "p3-4 + "pm) = 3.0  (1.44
+ 0.1 + 0.11+ 0,2) = 1.15 bar
gdzie: "pm =0,2 bar  mierniczy spadek ciśnienia dla
regulatora przepływu typu 46-7.
" Współczynnik przepływu zaworu ZRRC
10
KVRRC = = 9,32m3 / h
1,15
Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu
Dobór zaworu oraz regulatora różnicy ciśnień i przepływu
ZRRC
ZRRC
" Zgodnie z zaleceniami producenta wybranego regulatora
różnicy ciśnień firmy SAMSON
KVS = KV Å"1,25 = 9,32 Å"1,25 = 11,65m3 / h
" Przyjęto z katalogu SAMSON zawór typu 46-7 o Kvs=12,5
m3/h i średnicy nominalnej DN 32 mm oraz zakresie nastaw
regulowanej różnicy ciÅ›nieÅ„ "pRRC = 0,5÷2,0 bar
" Rzeczywisty spadek ciśnienia na całkowicie otwartym
zaworze ZRRC
2
2
ëÅ‚ öÅ‚
V ëÅ‚ 10 öÅ‚
RZ
ìÅ‚ ÷Å‚
"pZRRC = "pm + = 0,2 + ìÅ‚ ÷Å‚ = 0,2 + 0.64 = 0,84bar
ìÅ‚
KVS ÷Å‚
íÅ‚12,5 Å‚Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚
Sprawdzenie zagrożenia kawitacją
Sprawdzenie zagrożenia kawitacją
" Zawory montowane w przewodzie powrotnym pracujÄ…ce
przy temperaturach poniżej 100°C nie sÄ… zagrożone
kawitacjÄ….
" W przypadku zaworów montowanych w przewodzie
zasilającym sieci ciepłowniczej dla ekstremalnych
warunków: ciśnienia zasilania p1= 10 bar, temperatury
zasilania T1max=150°C, ciÅ›nienia nasyceniaps=4,8bar
"
" "pvmax d" Z(p1  ps) =0.5(10 4.8) =2.6bar
" Rzeczywiste spadki ciśnienia na dobranych zaworach są
"pRRC = 1,44bar
niższe od 2.6bar. Najwyższa różnica ciśnień to
KONIEC
KONIEC
do zobaczenia