"bezpłatny materiał szkoleniowy - wyłącznie do użytku wewnętrznego"
NOWOCZESNA REGULACJA HYDRAULICZNA SYSTEMÓW CIEPŁOWNICZYCH
|
|
|
|
1. Celowość regulacji hydraulicznej systemu ciepłowniczego.
Celowość, a raczej niezbędność wykonywania regulacji
hydraulicznej w systemach ciepłowniczych dzisiaj w Polsce nie podlega
dyskusji. Żadna automatyka węzłów ciepłowniczych nie zastąpi regulacji
hydraulicznej. Wiele problemów eksploatacyjnych, które są bardzo powszechne,
wynika z braku właściwego rozdziału wody sieciowej między węzły.
Do tych problemów m.in. należy:
- zawyżenie ilości wody sieciowej w sieci cieplnej,
- brak możliwości uzyskania właściwych (zgodnych z tabelą regulacyjną)
temperatur wody wylotowej ze źródła,
- niewłaściwa praca kosztownej automatyki w obiektach zautomatyzowanych
(brak ciśnień dyspozycyjnych).
Praktyka w polskich systemach systemach ciepłowniczych pokazała, że
przeprowadzona regulacja hydrauliczna pozwoliła wyeliminować większość
w/w problemów (na prymitywnych kryzach stałych).
Dzisiaj w polskich systemach ciepłowniczych regulacja hydrauliczna jest
sprawą oczywistą. Zmniejszenie przepływu wody sieciowej wynosiło średnio
30% w odniesieniu do stanu przed regulacją.
Zasadniczym efektem regulacji hydraulicznej jest uzyskanie znacznie
lepszego rozdziału wody sieciowej pomiędzy odbiorców i znacznie efektywniejszego
wykorzystania ciepła.
Można również stosować centralną regulację jakościowo-ilościową, która
daje znaczne oszczędności paliwa bez większych nakładów inwestycyjnych.
Wiemy także, że warunkiem stosowania centralnej (w źródle ciepła) regulacji
ilościowej jest uzyskanie odpowiedniej stateczności hydraulicznej sieci
ciepłowniczej.
Uważamy, że nie można modernizacji systemu ciepłowniczego zakończyć
po wykonaniu regulacji hydraulicznej. Nie wolno inwestować w automatyzowanie
węzłów ciepłowniczych w systemie w którym nie wykonano regulacji. Wykonanie
regulacji hydraulicznej wymaga dużego wysiłku i to przede wszystkim
organizacyjnego. Nie są konieczne wysokie nakłady inwestycyjne.
|
2. Metoda regulacji hydraulicznej.
Metoda regulacji hydraulicznej składa się z czterech
elementów:
- określenia zużycia ciepła w warunkach obliczeniowych,
- analizy charakterystyk cieplnych podstawowych typów odbiorców,
- określenie przepustowości sieci ciepłowniczej,
- sporządzenie specjalnego wykresu regulacyjnego.
Na poniższym rysunku pokazano schematycznie sposób postępowania przy
regulacji hydraulicznej systemu ciepłowniczego.
|

3. Zawory regulacyjne BALLOREX.
Duńska firma BROEN A/S produkuje wielofunkcyjne zawory
ręczne, które w znakomity sposób ułatwiają w znakomity sposób ułatwiają
wykonanie regulacji hydraulicznej systemów ciepłowniczych.
Za pomocą zaworów BALLOREX można wykonać:
- nastawę do regulacji hydraulicznej,
- odcięcie przepływu,
- odpowietrzenie i odwodnienie rurociągów,
- pomiar przepływu i temperatury czynnika.
Najcenniejsze cechy przydatne w wykonaniu regulacji
hydraulicznej to precyzyjna charakterystyka przepływowa (zależność przepustowości
od położenia trzpienia regulacyjnego zaworu) i możliwości bezpośredniego
pomiaru przepływu bez kłopotliwej ingerencji w przewody.
Jest wprawdzie możliwy pomiar przyrządem ultradźwiękowym bez wykonania
otworów w rurach, ale taki przyrząd jest bardzo drogi i jego dokładność
zależy od staranności obsługi oraz od stanu technicznego i wymiarów
rur. Jedynym zasadniczym problemem jest sposób doboru zaworów do przeprowadzenia
regulacji konkretnej instalacji. Należy stosować zasady regulacji hydraulicznej
instalacji oraz dane techniczne zaworów BALLOREX.
|

Rys.1. Widok i przekrój zaworu BALLOREX.
Dn
[mm]
|
A
[mm]
|
B
[mm]
|
C
[mm]
|
D
[mm]
|
E
[mm]
|
F
[mm]
|
Waga
[kg]
|
10
|
90
|
94
|
56
|
26
|
100
|
26
|
0,42
|
15
|
95
|
94
|
56
|
26
|
100
|
26
|
0,47
|
20
|
95
|
95
|
57
|
32
|
100
|
31
|
0,49
|
25
|
105
|
97
|
59
|
40
|
100
|
36
|
0,60
|
32
|
115
|
146
|
68
|
50
|
170
|
42
|
1,30
|
40
|
125
|
146
|
71
|
56
|
170
|
47
|
1,70
|
50
|
155
|
154
|
77
|
68
|
170
|
56
|
2,50
|
Tabela 1. Wymiary zaworów BALLOREX o średnicy 10-50 mm
(rys.2.)
|

Rys.2. Wymiary zaworów BALLOREX o średnicy 10-15mm.
Dn
[mm]
|
A1
[mm]
|
B
[mm]
|
C
[mm]
|
D1
[mm]
|
E
[mm]
|
F1
[mm]
|
Waga
[kg]
|
65
|
274
|
227
|
75
|
76
|
234
|
109
|
4,8
|
80
|
294
|
256
|
81
|
89
|
237
|
114
|
7,8
|
100
|
334
|
282
|
87
|
114
|
242
|
125
|
12,4
|
100/125
|
383
|
383
|
87
|
140
|
242
|
149
|
14,7
|
150
|
462
|
420
|
104
|
168
|
430
|
164
|
29,0
|
Tabela 2. Wymiary zaworów BALLOREX o średnicy 65-100 mm
z króćcami do spawania (rys.3.)
Dn
[mm]
|
A2
[mm]
|
B
[mm]
|
C
[mm]
|
D2
[mm]
|
E
[mm]
|
F2
[mm]
|
Waga
[kg]
|
65
|
290
|
227
|
75
|
185
|
234
|
117
|
4,8
|
80
|
310
|
256
|
81
|
200
|
237
|
122
|
7,8
|
100
|
350
|
282
|
87
|
220
|
242
|
133
|
12,4
|
100/125
|
400
|
282
|
87
|
250
|
242
|
158
|
14,7
|
150
|
480
|
420
|
104
|
285
|
430
|
173
|
29,0
|
Tabela 3. Wymiary zaworów BALLOREX o średnicy 65-150 mm
z kołnierzami (rys.3.)
|

Rys.3. Wymiary zaworów BALLOREX o średnicy 65-150mm.

Rys.4. Przyrząd do pomiaru przepływu i temperatury do
zaworu BALLOREX.
|
4. Przyrząd pomiarowy FLOWMETER. (pomiar przepływu
i temperatury na zaworach Ballorex).
Urządzenie do pomiaru przepływu mierzy przepływ chwilowy
wody przepływającej przez zawór regulacyjny BALLOREX w l/s lub w m3/h.
Zasada pomiaru opiera się na wskazaniu wielkości natężenia przepływu wprost
proporcjonalnego do prędkości obrotów turbinki zanurzonej w wodzie. Obroty
turbinki generują impulsy elektryczne zamieniane przez miernik na wartość
natężenia przepływu wody, wskazaną na wyświetlaczu.
Przyciski 0 - 8 na urządzeniu pomiarowym używane są do skalowania odczytów
przepływu, w zależności od średnicy zaworu regulacyjnego. Przycisk oznaczony
literą A służy do odczytu temperatur czynnika przepływającego przez zawór
regulacyjny, a oznaczony literą B do odczytu -różnicy temperatur między
rurociągami (z użyciem dodatkowego sensora temperatury). Pomiar główny
umożliwia pomiar temperatury czynnika w °C.
Pomiar przepływu:
- Połączyć sondę z miernikiem elektronicznym.
- Sprawdzić czy turbinka porusza się swobodnie.
- Skontrolować czy nastawa sondy odpowiada średnicy
zaworu którym mierzymy przepływ.
- Ustawić nastawę sondy.
- Sprawdzić czy zawór boczny (gniazdo sondy) -spustowy
jest zamknięty (dźwigienka w poprzek zaworu).
- Odkręcić nakrętkę zabezpieczającą gniazdo sondy zwracając
uwagę aby nie zgubić uszczelki gumowej znajdującej się w nakrętce.
- Wsunąć końcówkę sondy do gniazda zwracając uwagę aby
prawidłowo umieścić sfrezowaną końcówkę sondy w gnieździe (płaszczyzna
sfrezowania jest równoległa do osi zaworu głównego). Skontrolować sta
uszczelki "o-ring" na końcówce.
- Dokręcić nakrętkę sondy.
- Powoli otworzyć zawór sondy (spustowy).
- Wsunąć ruchomą część sondy do zaworu aż do wyczuwalnego
oporu i zablokować w tym położeniu dokręcając radełkowaną nakrętkę sondy.
- Włączyć przepływomierz i wybrać zakres pomiarowy zależny
od średnicy zaworu. (Dla Dn150 włączyć przycisk jak dla Dn50 a wynik
pomnożyć przez 7,3)
- Aktualna wartość średnicy ukazana jest z prawej strony
ekranu.
- Regulacji przepływu można dokonać pokręcając trzpieniem
regulacyjnym za pomocą kluczyka imbusowego.
- Wynik odczytywany jest na wyświetlaczu w l/s lub w
m3/h (po przestawieniu przepływomierza przez serwis).
- W razie potrzeby można skontrolować temperaturę po
wciśnięciu klawisza A (°C).
- W przypadku pomiaru różnicy temperatur należy podłączyć
dodatkowy czujnik temperatury.
- Po zakończeniu pomiaru demontaż sondy należy przeprowadzić
w odwrotnej kolejności.
|
Tabela 4. Przepustowość zaworów BALLOREX w zależności
od położenia pokrętła
Dn/nast.
|
10 i 15
|
20
|
25
|
32
|
40
|
50
|
65
|
80
|
100 i 125
|
150
|
1
|
0,1
|
0,2
|
0,4
|
0,5
|
0,9
|
1,5
|
1,2
|
2,5
|
5,0
|
25,0
|
2
|
0,2
|
0,5
|
1,0
|
0,9
|
1,6
|
2,7
|
2,5
|
5,2
|
9,0
|
35,0
|
3
|
0,4
|
0,8
|
1,5
|
1,3
|
2,2
|
3,6
|
3,9
|
7,4
|
12,0
|
44,0
|
4
|
0,7
|
1,2
|
2,1
|
1,7
|
3,0
|
4,7
|
5,1
|
9,5
|
16,0
|
52,0
|
5
|
1,0
|
1,7
|
2,7
|
2,2
|
3,7
|
6,0
|
6,5
|
11,0
|
20,0
|
60,0
|
6
|
1,2
|
2,2
|
3,4
|
2,6
|
4,5
|
7,2
|
7,6
|
14,0
|
24,0
|
67,0
|
7
|
1,5
|
2,6
|
4,4
|
3,3
|
5,2
|
8,5
|
8,5
|
16,0
|
29,0
|
76,0
|
8
|
1,6
|
3,3
|
5,4
|
4,0
|
6,0
|
10,0
|
10,0
|
18,0
|
33,0
|
83,0
|
9
|
1,7
|
4,0
|
6,2
|
4,8
|
6,8
|
11,0
|
11,0
|
20,0
|
37,0
|
93,0
|
10
|
1,8
|
4,4
|
72
|
5,5
|
7,8
|
13,0
|
13,0
|
22,0
|
42,0
|
102,0
|
11
|
|
|
|
6,3
|
8,8
|
14,0
|
14,0
|
25,0
|
46,0
|
112,0
|
12
|
|
|
|
7,0
|
9,8
|
16,0
|
15,0
|
28,0
|
52,0
|
120,0
|
13
|
|
|
|
7,8
|
11,0
|
17,0
|
16,0
|
31,0
|
58,0
|
130,0
|
14
|
|
|
|
8,5
|
12,0
|
19,0
|
18,0
|
34,0
|
64,0
|
138,0
|
15
|
|
|
|
9,3
|
13,0
|
21,0
|
20,0
|
36,0
|
72,0
|
150,0
|
16
|
|
|
|
10,0
|
14,0
|
23,0
|
21,0
|
39,0
|
80,0
|
160,0
|
17
|
|
|
|
10,5
|
15,0
|
26,0
|
23,0
|
42,0
|
88,0
|
174,0
|
18
|
|
|
|
11,0
|
16,0
|
28,0
|
25,0
|
46,0
|
96,0
|
168,0
|
19
|
|
|
|
|
17,0
|
|
27,0
|
49,,0
|
105,0
|
200,0
|
20
|
|
|
|
|
18,0
|
|
29,,0
|
52,0
|
110,0
|
211,0
|
21
|
|
|
|
|
|
|
30,0
|
56,0
|
120,0
|
225,0
|
22
|
|
|
|
|
|
|
32,0
|
60,0
|
130,0
|
237,0
|
23
|
|
|
|
|
|
|
34,0
|
64,0
|
140,0
|
251,0
|
24
|
|
|
|
|
|
|
36,0
|
69,0
|
150,0
|
264,0
|
25
|
|
|
|
|
|
|
38,0
|
75,0
|
|
279,0
|
26
|
|
|
|
|
|
|
40,0
|
80,0
|
|
292,0
|
27
|
|
|
|
|
|
|
43,0
|
87,0
|
|
307,0
|
28
|
|
|
|
|
|
|
45,0
|
|
|
320,0
|
29
|
|
|
|
|
|
|
48,0
|
|
|
335,0
|
30
|
|
|
|
|
|
|
50,0
|
|
|
|
|


5. Sposób doboru zaworów BALLOREX.
W celu maksymalnego uodpornienia systemu ciepłowniczego
na ewentualne rozregulowanie lub niedokładności regulacji, wykres pizometryczny
musi być odpowiednio ukształtowany. Podstawowym kryterium oceny warunków
hydraulicznych jest stateczność hydrauliczna definiowana zależnością:

gdzie:
Dpo,min - najmniejsze ciśnienie
dyspozycyjne u odbiorcy [m H2O]
Dpzc - ciśnienie rozporządzalne
w źródle ciepła [m H2O]
Wartość Ah powinna być jak najbliższa jedności.
Ze względów ekonomicznych (duże średnice przewodów, znaczne wysokości
pompowania w źródle ciepła), nie jest możliwe dowolne zwiększanie stateczności
hydraulicznej. Zaleca się jednak, aby wartość Ah była większa od 0,5.
Zakładając stateczność hydrauliczną sieci można wyznaczyć minimalny spadek
ciśnienia na zaworze regulacyjnym. Zwykle znane jest ciśnienie w źródle
ciepła Dpzc oraz ciśnienie dyspozycyjne
potrzebne odbiorcy Dpo można więc
wyliczyć niezbędne dławienie na zaworze:
Dpo,min = Dpo
+ Dpzr
gdzie:
Dpzr - spadek ciśnienia na zaworze
regulacyjnym [m H2O]
Po przekształceniu wzoru na stateczność hydrauliczną otrzymamy:
Dpzr = Ah2
x Dpzc + Dpo
Przyjmując, że minimalna wartość Ah = 0,5 otrzymamy:
Dpzr = 0,25 x Dpzc
- Dpo
Po określeniu spadku ciśnieniu na zaworze regulacyjnym
należy wyznaczyć współczynnik dla zaworu regulacyjnego:

gdzie:
G - ilość wody dla odbiorcy [m3/h] Oczywiście dobieramy zawór
regulacyjny, dla którego Kv jest większe od wyliczone wartości
Kv,zr.
|
6. Przykład regulacji hydraulicznej.
Jako przykład wybrano sieć niskoparamentrową centralnego
ogrzewania zasilaną z węzła grupowego miasta Kwidzyna. Charakterystykę
odbiorców podano w tabeli nr 1. W sumie z węzła grupowego zasilanych jest
10 wielorodzinnych budynków mieszkalnych. Zapotrzebowanie ciepła wynosi
2461 kW, co odpowiada ilości przepływu wody 84,8 t/h. Przeprowadzono obliczenia
hydrauliczne dla tej sieci i otrzymano następujące wyniki. Ciśnienie na
wyjściu z węzła powinno wynosić 16 mH2O, a u ostatniego odbiorcy wynosi
6,1 mH2O. Można więc obliczyć stateczność hydrauliczną:

Otrzymaną wartość większą od uznanej za minimalną ( Ah>0,5)
Przyjęto, że spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym powinien wynosić
minimum 2,0 mH2O.
Natomiast obliczając z wprowadzonej wcześniej zależności otrzymamy:
Dpzr = 0,25 x Dpzc
- Dpo = 0,25 x 16,0 - 2,0
= 2,0 mH2O
W tabeli 5podano wyniki doboru zaworów regulacyjnych BALLOREX
oraz ich nastawy.
|
Tabela 5. Wykaz obiektów zasilanych z węzła grupowego.
Lp.
|
Obiekt
|
Komora
|
Qco[kW]
|
Dn
|
Gi[t/h]
|
n
|
Regulacja
|
1
|
węzeł 1
|
K-1
|
299
|
65
|
10,3
|
140
|
Ballorex 65
|
2
|
węzeł 2
|
K-2
|
299
|
65
|
10,3
|
131
|
Ballorex 65
|
3
|
węzeł 3
|
K-3
|
299
|
65
|
10,3
|
135
|
Ballorex 65
|
4
|
węzeł 4
|
K-4
|
299
|
50
|
10,3
|
136
|
Ballorex 50
|
5
|
węzeł 5
|
K-5
|
299
|
50
|
10,3
|
138
|
Ballorex 50
|
6
|
węzeł 6
|
K-6
|
192
|
65
|
6,6
|
92
|
Ballorex 65
|
7
|
węzeł 7
|
K-7
|
194
|
50
|
6,7
|
93
|
Ballorex 50
|
8
|
węzeł 8
|
K-8
|
192
|
50
|
6,6
|
95
|
Ballorex 50
|
9
|
węzeł 9
|
K-9
|
194
|
50
|
6,7
|
93
|
Ballorex 50
|
10
|
węzeł 10
|
K-10
|
194
|
50
|
6,7
|
96
|
Ballorex 50
|
Razem:
|
2461
|
-
|
84,8
|
1146
|
|
|
Tabela 6. Dobór i nastawy zaworów regulacyjnych BALLOREX
do regulacji budynków zasilanych z węzła grupowego.
Obiekt
|
Komora
|
Qco
kW
|
Dn
|
dp
cm H2O
|
Gi
t/h
|
kv
m3/h
|
Kvz
m3/h
|
dz
mm
|
dp
mH2O
|
dpd
mH2O
|
kv
m3/h
|
PB
|
dp
min
|
węzeł 1
|
K-1
|
299
|
65
|
200
|
10,3
|
23,0
|
28,0
|
50
|
12,9
|
10,9
|
9,9
|
8,0
|
1,3
|
węzeł 2
|
K-2
|
299
|
65
|
200
|
10,3
|
23,0
|
28,0
|
50
|
13,5
|
11,5
|
9,6
|
8,0
|
1,3
|
węzeł 3
|
K-3
|
299
|
65
|
200
|
10,3
|
23,0
|
280
|
50
|
12,7
|
10,7
|
9,9
|
8,0
|
1,3
|
węzeł 4
|
K-4
|
299
|
50
|
200
|
10,3
|
23,0
|
28,0
|
50
|
10,7
|
8,7
|
11,0
|
9,0
|
1,3
|
węzeł 5
|
K-5
|
299
|
50
|
200
|
10,3
|
23,0
|
28,0
|
50
|
14,8
|
7,3
|
12,0
|
9,5
|
1,3
|
węzeł 6
|
K-6
|
192
|
65
|
200
|
6,6
|
14,8
|
18,0
|
40
|
14,0
|
12,8
|
5,8
|
8,0
|
1,3
|
węzeł 7
|
K-7
|
194
|
50
|
200
|
6,7
|
14,9
|
18,0
|
40
|
13,1
|
12,0
|
6,1
|
8,0
|
1,4
|
węzeł 8
|
K-8
|
192
|
50
|
200
|
6,6
|
14,8
|
18,0
|
40
|
12,3
|
11,1
|
6,3
|
4,0
|
1,3
|
węzeł 9
|
K-9
|
194
|
50
|
200
|
6,7
|
14,9
|
18,0
|
40
|
12,1
|
10,3
|
6,6
|
9,0
|
1,4
|
węzeł 10
|
K-10
|
194
|
50
|
200
|
6,7
|
14,9
|
18,0
|
40
|
11,7
|
10,1
|
6,6
|
9,0
|
1,4
|
Razem:
|
|
2461
|
|
|
84,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Oznaczenia: |
Kv - obliczeniowy wspóółczynnik
przepustowości zaworu regulacyjnego,
Kv,zr, - współczynnik przepustowości dobranego zaworu,
Dp - ciśnienie dyspozycyjne przed rozdzielaczem,
Dpd - spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym,
PB - nastawa zaworu regulacyjnego,
Dp,min - spadek ciśnienia na zaworze
regulacyjnym przy pełnym otwarciu. |
|
Przedsiębiorstwo Consultingowo-Handlowe
"AS" |
82-300 Elbląg |
ul. Skrzydlata 28
|
tel. (55) 2325172 |
fax (55) 2326595
|
BROEN VALVE Group
BALLOREX® |