DINAMIČKO BALANSIRANJE PROTOKA - Caleffi

DINAMIČKO BALANSIRANJE PROTOKARegulator protoka nezavisan od pritiska – FLOWMATIC®

TEHNIČKI FOKUS

Kod sistema sa promenjljivim protokom često su potrebni regulacija (ON/OFF ili ventil modulacione zone) i balansiranje za svaki izlazni priključak. Primer za to su sistemi ventilacije sa ventilator konvektorima. U ovoj situaciji automatski regulatori protoka imaju ograničenu primenu jer moraju da se kombinuju sa zonskim ventilom i zahtevaju fiksno podešavanje protoka (koje odgovara veličini izabranog uloška).Upotrebom regulatora protoka nezavisnog od pritiska (FLOWMATIC®), umesto toga se može pretpodesiti protok na željenu vrednost i prilagoditi krug kroz ON/OFF ili modulacioni aktuator: dve funkcije u jednom uređaju.

Regulacioni ventili nezavisni od pritiska omogućavaju veoma jednostavno određivanje dimenzija (izbegavaju se teške kalkulacije koje zahteva tradicionalno balansiranje) i moguće rebalansiranje u slučaju varijacija tokom rada. Visokim autoritetom ventila takođe se izbegavaju dodatni proračuni.

Automatski regulatori protoka mogu da održavaju kontantan protok medija koji prolazi kroz krug u kom su instalirani.

To su regulatori protoka nezavisni od pritiska (označavaju se skraćenicom PICV: Pressure Independent Control Valve (Regulacioni ventil nezavisan od pritiska)). Oni održavaju konstantan protok pretpodešenog ventila u slučaju promene radnih uslova. Pomoću odgovarajućeg aktuatora mogu da menjaju nominalni protok.

DINAMIČKO BALANSIRANJE PROTOKA

Automatski regulator protoka

Podešavanje nezavisno od pritiska

Balansiranje, 5. deo

PRINCIP RADA I IZBORRegulacioni ventil nezavisan od pritiska (PICV) je uređaj koji se sastoji od automatskog ΔP regulatora (A) i regulacionog ventila (B) koji može da bude na aktuatorski pogon.Regulator ΔP održava konstantnu razliku pritiska koja deluje na regulacioni ventil (P2 - P3 ). Tako taj ventil može da prilagođava protok bez obzira na razliku pritisaka koja deluje na krug u kom je instaliran, a time i na sam ventil. Pri tome:

Ako se poveća (P1-P3), interni regulator ΔP reaguje i zatvara otvor i održava razliku (P2 - P3 ) = konstantna; u tim uslovima će protok ostati konstantan.

Protok se zatim reguliše na konstantnu vrednost u rasponu diferencijalnog pritiska kao za regulatore protoka spomenute u prethodnom tehničkom fokusu:

Za razliku od regulatora protoka, na ventil se stavlja uređaj za podešavanje (B) koji kontroliše protok modifikujući njegov prečnik otvora (zapravo modifikujući Kv ventila), a može se prilagoditi različitim ventilima u dva režima:• predpodešavanje maksimalnog protoka. Može da se postigne mehanički, promenom položaja zatvarača menja se

veličina otvora:

P1

A B

P1= ulazni pritisakP2= međupritisakP3= izlazni pritisak

P1- P3=ΔP ventila

P2- P3= trošak

P2 P3

regulatorΔP regulacioni ventil

P1

A B


P1- P3=ΔP ventila

P2- P3= trošak

P2 P3


P1

A B


P1- P3=ΔP ventila

P2- P3= trošak

P2 P3


p1

p2

p3

A

B

Prot

ok

GNOM100%

25 kPa 400 kPa ΔP ventilaΔPMIN ΔPMAKS

400ΔP (kPa)

G10= maksimalni nominalni protok

G8= 80% G10

G6= 60% G10

G2= 20% G10

Lorem ipsum

Na sekundarnom krugu spojenom sa primarnim krugom distribucionim vodovima, deluju različiti napori, zavisno od konfiguracije distribucionog kola.Dva identična kruga, koji prema proračunu imaju nominalni protok GNOM povezani sa primarnim krugom, na taj način su podvrgnuti delovanju različitih napora (H1 i H2) koji stvaraju protoke u krugovima (G1 i G2) različiti od projektnih protoka, a time i padove pritiska (ΔP1 i ΔP2) različite od nominalnih padova pritisaka.

Dinamičko balansiranje protoka sekundarnog kruga se sastoji od toga da se u svaki krug instalira regulacioni ventil nezavisan od pritiska da bi se neutralizovao uticaj primarnog distribucionog kruga, posebno kod veoma promenjljivih opterećenja; pored toga, taj tip ventila omogućava postizanje delimičnog protoka u drugom krugu koji je uvek balansiran. U suštini, u prethodni dijagram treba ubaciti FLOWMATIC® u svaki sekundarni krug izabran prema nominalnom protoku GNOM.

• podešavanje protokaupotrebom modulacionog aktuatora koji deluje na zatvarač. Nakon što se fiksira maksimalan protok, ona se može menjati od maksimalno podešene vrednosti GMAX do nule.

GNOMGNOM

ΔH1 ΔH2

SEKUNDARNI KRUG

G (m3/h)

Gmaks8

50% Gmaks8

75% Gmaks8

Δp minimum

G1G2

H1

ΔP2ΔP1

H2

• Uložak mora da se izabere prema projektovanom nominalnom protoku. Budući da svaki uložak ima sopstveni raspon protoka, prvo se identifikuju oni koji obuhvataju projektni protok. Među njima se, po pravilu, bira onaj sa najmanjim rasponom.

• Zavisno od vrednosti nominalnog protoka, procenjuje se pretpodešeni položaj maksimalnog protoka za izabrani uložak.

• Izbor veličine priključka se obavlja na osnovu potreba, zavisno od dostupnih veličina za izabrani uložak.

PRILAGOĐAVANJE I IZBOR RASPONA PROTOKA

BALANSIRANI KRUG: početno stanje

2

6

225

30

40

20

10

0

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

1

3

130

1

3

135

30

40

20

10

0

0 300 400 G [l/h]

ΔP [kPa]

200100

30

40

20

10

0

10

5

5

[kPa]

[kPa]

[kPa]

DINAMIČKO BALANSIRANJE POMOĆU PICV-a

35 kPa 320 l/h

ΔPVBΔPT

1. slučaj: početni uslovi

HC=

35

ΔPVBΔPT

2. slučaj: podešavanje brzine protoka

HC=

35

35 kPa 230 l/h

40 kPa 230 l/h

25

25

3. slučaj: Povećanje potencijala

30

ΔPVBΔPT

HC=

40

30 35

ΔP N

OM

= 10

kPa

Uslov: početno

Podešavanje brzine protoka


Povećanje napora

Uslov: početno

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

Elementi koji čine krug u kom se reguliše protok u suštini su sledeći: distribucioni vodovi koje karakterizuju linijski i lokalni padovi pritiska, zonski (ili regulacioni) ventil i izlazni priključak. U slučaju da se koristi regulacioni ventil FLOWMATIC®, više nije potrebna upotreba zonskog ventila (ili regulacionog ventila), jer taj tip ventila istovremeno vrši dve funkcije, balansiranje i podešavanje.Za ilustraciju te situacije prikazan je numerički primer. Posmatrani krug ima GNOM od 320 l/h.

Potencijal koji treba da apsorbuje FLOWMATIC® iznosi 35 – 10 = 25 kPa, jednak je minimalnoj vrednosti (25 kPa) i zato pravilno funkcioniše unutar raspona podešavanja.Da bi se obezbedio nominalni protok, ventil se samoreguliše da bi se dobila vrednost Kv jednaka:

Ako na krajevima kruga postoji potencijal od 35 kPa H, treba instalirati regulacioni ventil nezavisan od pritiska koji apsorbuje suvišni diferencijalni pritisak da bi se održao konstantan protok u krugu.Za nominalni protok od 320 l/h, komponente kruga imaju gpadove pritiska od:Linijsski i lokalniΔP u dve sekcije = 4 kPaemisioni sistemΔp = 6 kPa.

Kao što je prikazano na dijagramu, projektni pad prtiska u krugu bez regulacionog ventila je 10 kPa, potencijal koji deluje na kolo je 35 kPa, pa zato ventil za balansiranje mora da apsorbuje suvišni potencijal od 25 kPa.

Kv = 0,01 ⋅

= 0,01 ⋅

= 0,64 m3/h

G √ ΔPVB

320 √ 25

2

6

225

30

40

20

10

0

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

1

3

130

1

3

135

30

40

20

10

0

0 300 400 G [l/h]

ΔP [kPa]

200100

30

40

20

10

0

10

5

5

[kPa]

[kPa]

[kPa]


35 kPa 320 l/h

ΔPVBΔPT


HC=

35

ΔPVBΔPT


HC=

35

35 kPa 230 l/h

40 kPa 230 l/h

25

25


30

ΔPVBΔPT

HC=

40

30 35

ΔP N

OM

= 10

kPa

Uslov: početno



Povećanje napora

Uslov: početno

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

Prot

ok

230

A

25 kPa 400 kPa

B

Prot

ok

320A

25 kPa 30 kPa 400 kPa

230B

Prot

ok

320A

25 kPa 30 35 kPa 400 kPa

C

320

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

Dijagram pada pritiska Radne krive kruga

BALANSIRANI KRUG: podešavanje protoka

2

6

225

30

40

20

10

0

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

1

3

130

1

3

135

30

40

20

10

0

0 300 400 G [l/h]

ΔP [kPa]

200100

30

40

20

10

0

10

5

5

[kPa]

[kPa]

[kPa]


35 kPa 320 l/h

ΔPVBΔPT


HC=

35

ΔPVBΔPT


HC=

35

35 kPa 230 l/h

40 kPa 230 l/h

25

25


30

ΔPVBΔPT

HC=

40

30 35Δ

P NO

M=

10 k

Pa

Uslov: početno



Povećanje napora

Uslov: početno

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

Kao što smo spomenuli, pomoću aktuatora na ventilu FLOWMATIC® može direktno da se prilagodi protok kroz sekundarni krug. Tako se pretpostavlja da se uslovi istog potencijala (H) nalaze uzvodno od sekundarnog kruga koji iznosi 35 kPa i da je potrebno smanjiti protok na 230 l/h. Smanjivanje protoka padovi pritisaka komponenata koje čine sekundarno krug se smanjuju na sledeće vrednosti:Linijski i lokalniΔP u dve sekcije = 2 kPaemisioni sistem Δp = 3 kPa.Nominalni pad pritiska pod tim uslovima bi se promenio sa 10 na 5 kPa.

Vrednost Kv ventila FLOWMATIC® će se zato promeniti sa 0,64 na 0,42 m3/h. Do te promene vrednosti Kv,dolazi zbog podešavanja protoka pomoću kretanja zatvarača komponente B ventila, prikazano na slici.

Budući da vrednost potencijala (H) ostaje konstantna na 35 kPa na krajevima kruga, ventil FLOWMATIC® mora automatski da prilagodi svoju vrednost Kv da bi se apsorbovao suvišni potencijal za 35-5 = 30 kPa.

Kv = 0,01 ⋅

= 0,01 ⋅

= 0,42 m3/h

G √ ΔPVB

230 √ 30

2

6

225

30

40

20

10

0

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

1

3

130

1

3

135

30

40

20

10

0

0 300 400 G [l/h]

ΔP [kPa]

200100

30

40

20

10

0

10

5

5

[kPa]

[kPa]

[kPa]


35 kPa 320 l/h

ΔPVBΔPT


HC=

35

ΔPVBΔPT


HC=

35

35 kPa 230 l/h

40 kPa 230 l/h

25

25


30

ΔPVBΔPT

HC=

40

30 35

ΔP N

OM

= 10

kPa

Uslov: početno



Povećanje napora

Uslov: početno

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

Prot

ok

230

A

25 kPa 400 kPa

B

Prot

ok

320A


230B

Prot

ok

320A

25 kPa 30 35 kPa 400 kPa

C

320

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

Dijagram pada pritiska Radne krive krugta

REFERENTNI DOKUMENT: TEH. BROŠURA 01262

BALANSIRANI KRUG: povećanje potencijala

2

6

225

30

40

20

10

0

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

0 300 400 Q [l/h]

ΔP [kPa]

200100

1

3

130

1

3

135

30

40

20

10

0

0 300 400 G [l/h]

ΔP [kPa]

200100

30

40

20

10

0

10

5

5

[kPa]

[kPa]

[kPa]


35 kPa 320 l/h

ΔPVBΔPT


HC=

35

ΔPVBΔPT


HC=

35

35 kPa 230 l/h

40 kPa 230 l/h

25

25


30

ΔPVBΔPT

HC=

40

30 35

ΔP N

OM

= 10

kPa

Uslov: početno



Povećanje napora

Uslov: početno

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+DAko se u uslovima novog protoka podešenog na 230 l/h potencijal u primarnom krugu poveća sa 35 na 40 kPa, FLOWMATIC® bi trebao da apsorbuje to povećanje da bi se protok zadržao konstantnim na novoj podešenoj vrednosti.U tom slučaju pad pritiska preostalog dela kruga bi uvek bio 5 kPa (konstantan protok).Ventil bi trebao da se prilagodi dinamički da bi apsorbovao novi potencijal 40 – 5 = 35 kPa.Ventil zato smanjuje svoj prečnik otvora zahvaljujući komponenti A, da bi se vrednost P2-P3 održala konstantnom na krajevima regulacionog ventila.Nova vrednost ventila Kv će biti:

Kv = 0,01 ⋅

= 0,01 ⋅

= 0,39 m3/h

G √ ΔPVB

230 √ 35

2 2

6

28

A

A

B

B

1 6,5

2,5

19

30

20

10

0

30

20

10

0

30

20

25

10

0

30

20

25

10

0

]h/l[G0040030

H [kPa]

200100

]h/l[Q0040030

H [kPa]

200100

]h/l[Q0040030

H [kPa]

200100

]h/l[Q0040030

H [kPa]

200100

A

B

2 2

6

213

A

B

1

114

2,5

6,5

HC

HC

[kPa]

[kPa]

[kPa]

20 kPa

20 kPa

300 l/h

200 l/h

ΔPVB

HC

ΔPVR ΔPT

ΔPVB

HC=

25 k

PaH

C= 25

ΔPVR ΔPT

ΔPVBΔPVR ΔPT

ΔPVBΔPVR ΔPT

10

10

25 kPa 300 l/h10

25 200 l/h10

HC=

20 k

PaH

C= 20

kPa

10

1010

10

10 10

Kv = 1,06

Kv = 0,67

Kv = 0,53

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D

ΔPC+D ΔPC+D


Povećanje potencijala

Prot

ok

230

A

25 kPa 400 kPa

B

Prot

ok

320A


230B

Prot

ok

320A

25 kPa 30 35 kPa 400 kPa

C

320

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

ΔPΔPMIN ΔPMAKS

Dijagram pada pritiska Radne krive kruga

Zato su ventili FLOWMATIC® idealni za opsluživanje jedinica sa priključcima ili zona u slučajevima kad treba primeniti jednostavnu logiku regulacije ON/OFF ili kada je potrebna modulacija protoka zavisno od toplotnog opterećenja zahvaljujući upotrebi proporcionalnog aktuatora.

ZADRŽAVAMO PRAVO DA UNESEMO PROMENE I POBOLJŠANJA U PROIZVOD I U PRIPADAJUĆE PODATKE U OVOM IZDANJU, U BILO KOM TRENUTKU I BEZ PRETHODNOG

OBAVEŠTENJA.

0852

018S

R

Posetite Caleffi na kanalu YouTubeyoutube/CaleffiVideoProjects

Caleffi S.p.A. · S.R. 229, br. 25 · 28010 Fontaneto d’Agogna (NO) - Italija -Tel. +39 0322 8491 · Faks +39 0322 863723

www.caleffi.com · [email protected] · © Copyright 2020 Caleffi

Documents

DINAMIČKO BALANSIRANJE PROTOKA - Caleffi