belépés / regisztráció
2020. november 29. vasárnap
Aktuális lapszám

Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VIII.

„A fűtéstechnikai berendezések tervezése során általában nincs lehetőség szabályozástechnikus igénybevételére, hanem szinte kizárólag a berendezések gépész tervezője tervezi a szabályozásokat. Sőt, mivel ma épületgépészeti rendszer szabályozó berendezés nélkül elképzelhetetlen, a szabályozás megtervezése az épületgépész egyik nélkülözhetetlen feladatává vált. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy minden egyes tervezés során a tervezőnek szabályozástechnikai és dinamikai vizsgálatokat kell végeznie, hiszen a különböző feladatokhoz a katalógusokban javasolt készülékek többnyire megfelelő eredményt adnak. A tervezés azonban nem azonos a katalógusban szereplő készülékek mechanikus kiválasztásával, hanem azon kívül, hogy a szabályozástechnikai alapfogalmakkal tisztában kell lenni, döntő, hogy a tervező ne statikusan gondolkozzon, hanem rendszerét folyamatában szemlélve, kis terhelések, változó üzemviszonyok között is jó berendezést tervezzen.” – Dr. Lipták A.: Mérés, Szabályozás és vezérlés az épületgépészetben Hőellátás, 1983.

 

PIBCV vagy PICV szelep?

A PIBCV elnevezés egy nagyon fontos tényre hívja fel a figyelmet. Arra, hogy az egyutú motoros szabályozó szelep (Control Valve) mellett van egy vele sorba kapcsolt beszabályozó szelep (Balancing Valve), tulajdonképpen egy állandó „kv” értékű fojtás is. Ennek segítségével lehet előbeállítani azt a „kv” értéket, ami beszabályozottságot, azaz a kívánt térfogatáramot biztosítja. A PIBCV szelepek óriási előnye tehát az, hogy az egyutú motoros szeleppel sorba kötött beszabályozó szelep segítségével lehet előbeállítani a kívánt térfogatáramot. Így az egyutú motoros szelep szelepemelkedése mindig állandó, térfogatáram beállítástól függetlenül és ez pontos szabályozást (3 pont vagy folyamatos) tesz lehetővé. Hátránya ennek a megoldásnak, hogy a membrán szelep nemcsak az egyutú motoros szelep részen tartja állandóan a nyomáskülönbséget, hanem a beszabályozó szelepen is (1. ábra). Így amikor az általunk éppen vizsgált PIBCV szelep elkezd lezárni, a növekvő nyomáskülönbség egyre inkább az aktív („kv” értékét változtatni tudó) motoros szabályozó szelep részen jelentkezik, mivel a passzív, állandó „kv” értéket képviselő beszabályozó szelep részen a térfogatáram csökkenés miatt csökken a nyomáskülönbség is. A stabilizált nyomáskülönbségből minél inkább a beszabályozó szelep rész ellenállása teszi ki a nagyobb hányadot (azaz minél alacsonyabb az előbeállítási érték), annál kisebb a motoros szelep részre eső nyomáskülönbség hányada, azaz annál kisebb lesz az autoritás. Így a motoros szabályozó szelep egyenszázalékos karakterisztikája a változó nyomáskülönbség hatására torzul (1. ábra).

Ezért az ilyen PIBCV szelepeket adott előbeállítási érték alatt már nem lehet használni 3 pont vagy folyamatos szabályozásra, hiszen az egyenszázalékos karakterisztika a változó nyomáskülönbség hatására már olyannyira torzulni fog, hogy nem tudja majd kompenzálni a hőcserélő nem lineáris karakterisztikáját (ennek részleteiről egy későbbi cikkünkben fogunk szólni). A PICV szelepekben nincs a „klasszikus” beszabályozó szelep rész. Így itt nem egy állandó „kv” értékű fojtással lehet előbeállítani a kívánt térfogatáramot, hanem az egyutú motoros szelep szelepszár mozgásának korlátozásával érik el a kívánt „kv” értéket, átömlő keresztmetszetet.

A PICV szelepek nagy előnye abban rejlik, hogy mivel a membrán szelep csak az egyutú motoros szeleprészen tart állandó nyomáskülönbséget (2. ábra), az autoritás előbeállítástól függetlenül magas. A már korábban említett arányossági sáv miatt az egyet továbbra sem érheti el.

Két komoly hátránya is van azonban a PICV szelepeknek. Mivel az előbeállítás a szelepszár mozgás korlátozásával történik, ezért a szelep karakterisztikának lineárisnak kell lennie, illetve az alacsony térfogatáramhoz tartozó rövid szelepszár mozgás rontja a szabályozás pontosságát. Jóllehet az ilyen jellegű PICV szelepek magas autoritással rendelkeznek, azonban a lineáris szelep karakterisztika és a korlátozott szelepszár mozgásnak köszönhetően gyakorlatilag két pont szabályozásra illik használni. Két pont szabályozás esetén azonban nincs jelentősége az autoritásnak!

Összefoglalás

Minél közelebb stabilizáljuk a nyomáskülönbséget az egyutú motoros szabályozó szelephez, annál kevésbé függ a szabályozó szelep viselkedése a hidraulikai hálózatban fellépő nyomáskülönbség változásoktól. Ezt a célt szolgálják a kombinált, dinamikus szabályozó szelepek, más néven térfogatáram korlátozók, vagyis a PIBCV/ PICV szelep családok.

A PIBCV szelepek membrán szeleprésze tehát arra szolgál, hogy a szabályozó szelep részen és a vele sorba kapcsolt beszabályozó szelep részen állandó értéken tartson egy adott nyomáskülönbséget, így biztosítva a magas autoritást és a viszonylagos térfogatáram állandóságot. Azonban a PIBCV szelep zárásakor a sorba kapcsolt beszabályozó szelepen elkezd csökkeni a térfogatáram és az arányossági sáv miatt a változó nyomáskülönbség egyre inkább a szabályozó szelep részt terheli. Ennek mértéke annál nagyobb, minél alacsonyabb az előbeállítási érték, azaz a kívánt térfogatáram. Így a PIBCV szelepeket folyamatos szabályozásra bizonyos előbeállítás alatt nem szabad alkalmazni!

A PICV szelepek membrán szelepe ezzel szemben csak a szabályozó szeleprészen tartja állandó értéken az adott nyomáskülönbséget, így biztosítva a magas autoritást és a viszonylagos térfogatáram állandóságot. Az előbeállítást ebben az esetben a szelepszár mozgás korlátozásával lehet megoldani. Jóllehet az autoritás itt minden előbeállítási érték esetén magas, azonban a lineáris szelep karakterisztika és a korlátozott szelepszár mozgás miatt az ilyen típusú szelepeket egyáltalán nem szabad folyamatos szabályozásra használni!

A tökéletes megoldás egy olyan kombinált szelep, ahol egyrészt az előbeállítással nem csökken a szelepszár mozgása, vagy legalábbis is ez nem torzítja el az egyenszázalékos szelep karakterisztikát, másrészt a kívánt beszabályozási „kv” érték beállítása egyben magának a szabályozó szeleprésznek a nyomáskülönbségét is növeli, így biztosítva a magas autoritást. Ezek az ún. TAFUS1ON szelepek! Következő cikkünkben róluk lesz szó!

***

1. ábra. A változó „Dp” hatására torzuló szelep karakterisztika (Forrás: IMI Hydronic Engineering)
2. ábra. PIVC szelep: TA COMPACT-P (Forrás: IMI Hydronic Engineering)​

Vörös Szilárd
okl. épületgépész mérnök

VINKLER KáROLY
okl. hűtőipari mérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése XI. – A TA-FUSION-P
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése X. – A TA-FUSION-C
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése IX.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VII.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VI.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése V.

A szerzõ összes korábbi cikke >>

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam