Praktické příklady zapojení s dvoucestnými a třícestnými regulačními ventily TA (II)
Zapojení s dvoucestnými regulačními ventily - příklady
Článek je určen především odborníkům a obsahuje popis návrhu zapojení spotřebiče s dvoucestným regulačním ventilem s uvedením základních výhod a nevýhod. Průvodce výpočtovým postupem konkrétního příkladu návrhu.
2.1 Regulace spotřebiče dvoucestným regulačním ventilem
Popis zapojení okruhu:
- regulace spotřebiče změnou průtoku teplonosné látky
- proměnný průtok spotřebičem i primárním okruhem
- teplota přívodu je stejná jako teplota v přívodním potrubí primárního okruhu
Výhody:
- oběhové čerpadlo okruhu zajišťuje průtok okruhem spotřebiče
- řádné vychlazení zpátečky
- nízké tepelné ztráty potrubí
Nevýhody:
- proměnné tlakové poměry v primárním okruhu - především v soustavách CZT nutno zajistit dobrou regulační schopnost RV za všech provozních stavů
Legenda:
| tP | teplota přívodu |
| tZ | teplota zpátečky |
| ΔpDISP | dispoziční tlak v místě napojení spotřebiče na primární okruh |
| ΔpRV | tlaková ztráta regulačního ventilu |
| ΔpV | tlaková ztráta vyvažovacího ventilu |
| ΔpSPOTŘ | celková tlaková ztráta okruhu spotřebiče (včetně potrubí, kolen ) |
| QMAX | jmenovitý výkon spotřebiče |
| QMIN | minimální požadovaný výkon spotřebiče |
| mMAX | jmenovité průtočné množství při QMAX |
| mMIN | průtočné množství při QMIN |
Zadání:
| Jmenovitý výkon spotřebiče QMAX | 200 | kW |
| Teplota přívodu tP | 90 | °C |
| Teplota zpátečky tZ | 70 | °C |
| Tlaková ztráta spotřebiče ΔpSPOTŘ | 40 | kPa |
| Dispoziční tlak ΔpDISP | 100 | kPa |
| Statický tlak soustavy pSTAT | 12 | Bar |
Navrhněte:
- regulační ventil TA s proporcionálně řízeným pohonem
- vyvažovací ventil TA
1. Výpočet průtočného množství:
2. Výpočet maximální tlakové ztráty regulačního ventilu:
Tlakovou ztrátu na vyvažovacím ventilu uvažujeme minimálně 3 kPa pro zajištění přesného měření průtoku a pro zajištění turbulentního proudění přes ventil.
3. Výpočet Kv hodnoty regulačního ventilu:
Z katalogového listu zvolíme odpovídající hodnotu Kv. Z katalogového listu TA CV 216 RGA zvolíme regulační ventil CV 216 RGA, DN 32, Kvs = 12,5.
Regulační ventil musí také vyhovovat podmínkám zadání:
- tlaková třída PN 16 (vyhovuje, statický tlak soustavy je 12 Bar)
- lze osadit pohonem s proporcionálním řízením
- uzavírací síla pohonu umožňuje uzavřít regulační ventil
4. Výpočet skutečné tlakové ztráty regulačního ventilu:
5. Výpočet autority regulačního ventilu:
Regulační ventil CV 216 RGA má rovnoprocentní charakteristiku. Autorita ventilu vyhovuje požadavku na minimální autoritu 0,3.
6. Tlaková ztráta vyvažovacího ventilu:
| Průtočné množství vyvažovacím ventilem | 8 600 | l/h |
| Vypočtená tlaková ztráta | 12,7 | kPa |
Z katalogového listu TA zvolíme vyvažovací ventil STAD DN 50, nastavení 3,27 otáčky.
7. Regulační poměr regulačního ventilu:
Před vlastním výpočtem potřebného regulačního poměru je nutno stanovit minimální výkon spotřebiče. Předpokládejme pro další výpočty, že minimální výkon spotřebiče bude 10% z celkového jmenovitého výkonu, tj. QMIN = 20 000 W.
Při sníženém výkonu spotřebiče klesá tlaková ztráta pevných odporů a potrubí. Tento fakt je nutno zohlednit pro stanovení tlakové ztráty regulačního ventilu při regulaci menšího průtočného množství.
Výpočet tlakové ztráty spotřebiče a vyvažovacího ventilu při QMAX:
Výpočet tlakové ztráty spotřebiče a vyvažovacího ventilu při QMIN:
- procentuální změna průtoku vyvolá stejný pokles rychlosti a tlaková ztráta je závislá na druhé mocnině rychlosti (platí pouze pro oblast turbulentního proudění)
- lze proto jednoduše počítat dle následujícího vztahu: 0,12 = 0,01 . 52,7 = 0,527 kPa
Výpočet tlakové ztráty regulačního ventilu CV 216 RGA DN 32 při QMIN:
| průtočné množství | 860 l/h |
tlaková ztráta RV pak bude činit:
Výpočet hodnoty Kv min:
Výpočet regulačního poměru:
Regulační poměr regulačního ventilu CV 216 RGA je v katalogovém listu uveden jako teoretická hodnota 40:1. Výpočet vyhovuje. Rovnoprocentní regulační charakteristika je v tomto případě vyhovující (lineární by byla deformovaná autoritou ventilu a je v tomto případě nevhodná) a umožní regulaci výkonu spotřebiče s dostatečným zdvihem.
Návrh pohonu:
- proporcionální řízení
- uzavírací tlak 100 kPa
Z katalogového listu TA CV 216 RGA zvolíme proporcionálně řízený pohon MC 55Y s uzavírací silou 0,6 kN, který pro DN 32 a Kvs 12,5 umožní uzavřít tlak až 450 kPa.
Naší doménou jsou vysoce efektivní řešení pro HVAC soustavy: udržování tlaku a kvality vody; vyvažování, regulace a ovládání; termostatická regulace včetně unikátní technologie AFC® s Eclipse Inside. Produkty značek Heimeier, TA a Pneumatex šetří čas, ...
