A szabályozó szelepek jelleggörbéjének kiválasztása
2007/1-2. lapszám | Vinkler Károly | 7825 |
Figylem! Ez a cikk 18 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az épületgépészeti hidraulikai rendszerek szabályozó szelepei a fogyasztón (hőcserélőn) áthaladó víz mennyiségének és hőfokának változtatásával szabályozzák annak teljesítményét, ezáltal a szabályozó kör szabályozott jellemzőjét (pl. helyiséghőmérséklet, befújt levegőhőmérséklet, hőcserélő szekunder oldali hőmérséklet). A megfelelő jelleggörbéjű szabályozó szelep alkalmazása elengedhetetlen a szabályozó kör helyes működéséhez.
Mennyiségi szabályozás
Mennyiségi szabályozás esetében a szabályozó szelep a hőcserélőn áthaladó közvetítőközeg tömegáramának változtatásával módosítja a hőcserélő teljesítményét. Folyamatos, illetve hárompont-szabályozás esetében a megfelelő jelleggörbéjű szabályozó szelep kiválasztásához ismernünk kell a fogyasztó jelleggörbéjét.
A fogyasztó teljesítmény (%) /térfogatáram (%) jelleggörbéje eltér a lineáristól. Egy hűtési üzemű fan-coil készülék jelleggörbéjét a 1. ábra mutatja. A jelleggörbén látható, hogy az origóhoz közeli, illetve távoli pontokban a teljesítmény (%) változása a térfogatáram (%) függvényében eltérő. Az origóhoz közelebb eső tartományban 1% térfogatáram-változás kb. 3% teljesítményváltozást eredményez, míg az origótól távolabb eső tartományban 1% térfogatáram-változás kb. 0,2% teljesítményváltozást okoz.
A fan-coil készülékek méretezése általában a hűtési teljesítmény alapján történik, ezért fűtési üzemmódban a készülékek sokszor túlméretezetté válnak. Ebben az esetben viszont a fűtési közvetítőközeg-térfogatáram a készülék méretéhez képest olyan alacsony lehet, aminél a készülék már nem működik megfelelően. Ennek oka az, hogy alacsony közvetítőközeg-térfogatáramnál a készülékben lamináris áramlás alakul ki, mely drasztikusan csökkenti a hőcserélő hőátadási tényezőjét. Ezért minden esetben ellenőrizni kell a hőcserélő minimum közvetítőközeg-térfogatáramát!
A radiátorok teljesítmény (%)/térfogatáram (%) jelleggörbéjének lefutása az ún. termikus hatásfok függvényében különböző lehet, amit a 2. ábra mutat.
A teljesítménytényezőt a helyiség hőmérséklete, illetve az előremenő és visszatérő víz hőmérséklete határozza meg. Az értéke általában 0,25-0,4 között változik.
Alacsony te-tv-értéknél nagyobb közvetítőközeg-térfogatáram szükséges, ami nagyobb átmérőjű vezetékeket és szivatytyút eredményez, viszont a hőcserélő mérete kisebb lesz. Maximális teljesítmény közelében a teljesítmény nem érzékeny a térfogatáram-ingadozásra, viszont ezáltal a szabályozás pontatlanná válik.
Magas te-tv-értéknél kisebb közvetítőközeg-térfogatáram szükséges, ami kisebb átmérőjű vezetékeket és szivatytyút eredményez, viszont a hőcserélő mérete nagyobb lesz. Maximális teljesítmény közelében a teljesítmény érzékenyebb a térfogatáram-ingadozásra, viszont a szabályozás pontosabbá válik. Ebben az esetben igen fontos a megfelelő hidraulikai beszabályozás. Ennek figyelembe vételével alakult ki a radiátorok kb. 20 °C-os, a hűtési FC-készülékek kb. 5 °C-os hőfoklépcsője.
Teljesítmény
A hőcserélők pillanatnyi teljesítményét a katalógusban megadott, adott körülményekre vonatkozó névleges teljesítményéből lehet kiszámítani egy képlet alapján.
Mennyiségi szabályozás esetében a szabályozó szelep térfogatáram (%)/szelepemelkedés (%) alapátfolyási jelleggörbéjét a hőcserélő jelleggörbéjéhez kell illeszteni. Az eredő teljesítmény (%)/szelepemelkedés (%) jelleggörbének közel lineárisnak kell lennie, hogy a szabályozás megfelelő minőségű legyen. Mennyiségi szabályozás esetében a hőcserélő jelleggörbéjét az egyenszázalékos vagy a módosított egyenszázalékos szabályozó szelep alapátfolyási jelleggörbe kompenzálja.
Az alapátfolyási jelleggörbék a pillanatnyi autoritásértéktől függően módosulnak. A 3. ábra különböző szabályozó szelep alapátfolyási jelleggörbéket mutat. A szabályozó szelep és a hőcserélő eredő jelleggörbéjének a megfelelő minőségű szabályozás érdekében tehát közel lineárisnak kell lennie (4. ábra). Amennyiben az eredő jelleggörbe meghatározott pontjához húzott érintő iránytangense túl nagy, úgy a szabályozás instabillá válik, ezért a szabályozás sokkal lassabb lesz, ami viszont nagy maradó szabályozási eltérést eredményez.
Fontos megjegyezni, hogy a fent leírtak abban az esetben helytállóak, amikor a szabályozás a hőcserélő szekunder oldali közegének hőmérsékletéről történik (pl. helyiséghőmérséklet, befújt levegőhőmérséklet stb.). Amennyiben a szabályozás a hőcserélő közvetítőközeg hőmérsékletének különbségéről – állandó hőmérsékletkülönbség – történik, úgy a szabályozó szelep alapátfolyási jelleggörbéje lineáris kell, hogy legyen.
