belépés / regisztráció
2019. december 13. péntek
Aktuális lapszám

HERZ dinamikus (automatikus) beszabályozó szelepek

A dinamikus beszabályozó szelepekre nem lehet elég sokszor visszatérni. Az idő előrehaladtával egyre több típus, a régi kiviteleknek egyre profibb fejlesztése kerül a piacra. E fejlesztések egyik élenjáró cége a bécsi székhelyű HERZ vállalatcsoport. A cég céljai közé tartozik az energiahatékony és környezettudatos épületek épületgépészeti technológiájának kiszolgálása. E cél eléréséhez az egyik út a dinamikus beszabályozó szelepek folyamatos fejlesztése, újak tervezése és megjelentetése.

 

Az automatikus beszabályozó szelepek mind fűtési, mind hűtési rendszerekben hatékony energiamegtakarítást szavatolnak. Az üzemeltetésre fordított energiafelhasználást a terhelés és az idő függvényében célszerű minimalizálni. Emiatt döntő fontosságú a szabályozószelepek kiválasztása és a szabályozási zónák meghatározása.

A szabályozó- és vezérlőszelepek térfogatáram-behatárolásának előbeállításai mindig a maximális terhelésre vonatkoznak, ezért tényleges üzemi körülmények között elégtelen szabályozási teljesítményt nyújtanak, és csak csekély energiamegtakarítás érhető el velük. Ezt a hátrányt automatikus szabályozószelepek segítségével küszöbölhetjük ki. Beépítésükkel külső energia felhasználása nélkül minden pillanatban csak az a térfogatáram éri el a fogyasztókat, amit egy korszerű helyiséghőmérséklet-szabályozás megkövetel. Az automatikus szabályozó szelepek további előnye, hogy a szerelést követő előbeállításnál egyszerűen figyelembe vehetők a méretezéstől eltérő tényleges rendszerértékek.

Dinamikus, más néven automatikus beszabályozás esetén olyan segédenergia nélküli, arányos beszabályozó szelepek kerülnek beépítésre, amelyek a hidraulikai rendszer üzemi viszonyaihoz alkalmazkodva biztosítják továbbra is hálózatunk megfelelő működését az által, hogy a szeleptányér mozgatásával időben is megváltoztatják kv-értéküket. Ezzel biztosítják adott esetben például az állandó térfogatáramot, állandó nyomáskülönbséget.

Ha csak a szabályozó szerelvények árát nézzük, akkor azonos méretben, azonos térfogatáram kívánalom mellett a dinamikus beszabályozó szerelvények ára a magasabb, de ne feledjük, hogy a hidraulikai rendszerünket legjobban mindig az élettartam költsége jellemzi, így előfordulhat (sőt gyakran elő is fordul), hogy a magasabb bekerülési költségű dinamikus szabályozók alkalmazását kell preferálnunk.

A leggyakrabban hasznát dinamikus beszabályozó elemek:

  • túláramszelep,
  • nyomáskülönbség-szabályozó,
  • térfogatáram-korlátozó,
  • kombinált térfogatáram-korlátozó és szabályozó szelep,
  • hőmérséklet- és hőmérsékletkülönbség-szabályozó,
  • ezek egyéb kombinációi.

A továbbiakban a nyomáskülönbség-szabályozóról és a térfogatáram-korlátozóról, valamint egy jellemzően távhőellátási dinamikus szabályozóról, a nyomáskülönbség-szabályozóról és mennyiségkorlátozó szelepről lesz szó, amelyek a leggyakrabban alkalmazott dinamikus beszabályozó szelepek.

HERZ nyomáskülönbségszabályozó

Az egyik leggyakrabban alkalmazott dinamikus szabályozó (1. ábra).

A nyomáskülönbség-szabályozó egy segédenergia nélküli, arányos szabályozószelep, amely vagy fix, vagy állítható alapjellel rendelkezik. A nyomáskülönbség-szabályozó feladata, hogy két pont között állandó (közel állandó) értéken tartsa a nyomáskülönbséget. A nyomáskülönbség előírt (tervezett) értékét a szelep tetején található skálán lehet beállítani. A nyomáskülönbség előírt értéke fokozatmentesen állítható például 5 és 30 kPa, 25 és 60 kPa, illetve 40 és 80 kPa között (léteznek fix beállítással rendelkező nyomáskülönbség-szabályozók is).

A beállított érték a beállítási diagram segítségével olvasható le. Gyárilag az előírt érték általában a minimum szintre van beállítva. A szükséges előírt érték a beállító szerszámmal változtatható meg.

Alkalmazásával az ismert zaj problémák a termosztatikus szelepeknél teljes mértékben elkerülhetők.

A szabályozót minden esetben egy impulzusvezeték köti össze az előremenő vezetékbe szerelt beszabályozó szeleppel.

A nyomáskülönbség-szabályozót a visszatérő vezetékbe kell beépíteni!

Működése: az előremenő vezetékbe szerelt beszabályozó szelepről az impulzus vezetéken érkező nyomás hatására kialakuló erő – a nyomás x a nyomáskülönbség-szabályozó membránfelület szorzata – egyensúlyt tart a beállított rugóerő és a visszatérő vezetékben a szeleptányér előtti nyomás hatására kialakuló erővel, miközben a rugó mozgatja a szeleptányért a jelleggörbének megfelelően, egyensúlyban tartva a rendszert.

A nyomáskülönbség-szabályozó beépítési feltételei megegyeznek a statikus szabályozóéval.

Kiválasztásnál ügyelni kell az arányossági sáv határaira, illetve, hogy a szabályozószelep kvs-értéke nagyobb legyen, mint a számított kv-érték.

Legjellemzőbb, egyben legismertebb felhasználási módja a kétcsöves, termosztatikus szelepekkel ellátott fűtési rendszerek nyomáskülönbség- szabályozása (2. ábra).

Ezeknél a rendszereknél kellő körültekintéssel kell eljárni a szabályozó helyének meghatározásakor. Ügyelni kell arra, hogy a termosztatikus szelepek tervezett arányossági sávja és a szelepek autoritása még részterheléskor is megfelelő legyen. A kiválasztott szabályozó csak egy jól meghatározható maximális, illetve minimális térfogatáram között működik rendeltetésének megfelelően, ahol ezen értékek függenek a kiválasztott szeleptől, a rendelkezésre álló nyomáskülönbségtől, valamint a beállított alapjeltől. A nyomáskülönbség-szabályozó egy arányos szabályozó, de ez a tulajdonsága csak az említett térfogatáram-határok között érvényesül.

A határokon kívüli működése teljesen bizonytalanná válik. Ezért nagyon fontos a körültekintő kiválasztása!

A változó térfogatáramú rendszerek jellegzetes szabályozó berendezése.

Szereléstechnikai szempontból nagy előnye, hogy lehetővé teszi a részleges átadást és működést, illetve a későbbi bővítéseket, a már beszabályozott rendszerek újraszabályozása nélkül.

Amennyiben több kisebb fogyasztó egymáshoz közel van (az őket összekötő vezetékszakasz ellenállása elhanyagolható), nem szükséges minden fogyasztónál külön-külön nyomáskülönbség-szabályozó beépítése, elég a kiválasztott csoportnak egy közös szabályozó.

HERZ térfogatáram-korlátozó

A kombiszelepek rendkívül leegyszerűsítik a mindennapi munkát. Használatukkal lényegesen kevesebb tervezést igényel egy épületgépészeti rendszer kivitelezése. Létjogosultsága van egy olyan berendezésnek, amely egy szabályozószelepet, egy vezérlőszelepet, egy nyomáskülönbség- szabályozót és egy elzárószelepet kombinál. Ezt a készüléket nevezzük „egyszerű felépítésű és kezelésű, teljesen nyomásmentesített, automatikus szabályozó- és vezérlőszelepnek” vagyis röviden kombiszelepnek (3. ábra).

A megfelelően kialakított kombiszelep nem csupán egy szabályozó- és vezérlőszelep kombinációja, hanem nyomásmentesített is. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a szelep minimális nyomáskülönbség megléte esetén képes automatikusan szabályozni az átfolyást, mégpedig minimális vezérlőerők és kiváló szabályozási teljesítmény mellett. A méretezés szerinti előírt értéket, vagyis a kívánt térfogatáramot természetesen a szeleppel állíthatjuk be.

0-ról indulva egy fordulat 100%-nak felel meg. A beállítás százalékban és fokozatmentesen végezhető el. Az átfolyás üzem közbeni szabályozását egyrészt egy beépített szabályozószelep és egy szelepvezérlés végzi, másrészt a beépített nyomáskülönbség-szabályozó állandó szinten tartja a szelepautoritás értékét. Vezérlőelemként (szelepvezérlésként) célszerű egy moduláris (állandó) szabályozású meghajtást választani, amely 0–10 vagy 0–5, 5–10 V-os tartományban működik. A nyomásmentesítésnek köszönhetően még maximális nyomáskülönbségek mellett is csupán néhány N(ewton) vezérlési erő szükséges.

Az egyszerű hőmérséklet-szabályozás kereskedelmi és középületekben általában egy helyiségfűtés és egy -hűtés kombinációjából áll. Ezért téli és nyári üzemben eltérő térfogatáramok és nyomáskülönbségek alakulnak ki a fogyasztóknál (ventilátorkonvektorok, fal- vagy mennyezetfűtési és -hűtési rendszerek). Ezekhez az alkalmazásokhoz fejlesztették ki a kombinált szabályozó és vezérlőszelepeket. A szelepek képesek arra, hogy a rendszer megadott tartományában automatikusan az előre beállított értékre korlátozzák a térfogatáramot. A nyomáskülönbségeket a membrántest egyenlíti ki. A szelep térfogatáramát a maximális készülékátfolyás százalékában állíthatjuk be. A kombiszelep tömegáram-szabályozó beépített szabályozószeleppel. Az előbeállítást a szelepemelkedés beállításával határolhatjuk be. A kombiszelep helyiségfűtési és légkondicionáló berendezésekben is használható állandó vagy BE/KI szabályozásra.

Méretezési példa:

Tételezzük fel, hogy egy fogyasztó 300 l/h tömegáramot igényel. Keressük meg a HERZ 4006 kombiszelep 1/2”-os beállítási értékét! Az 1/2”-os szelep maximális átfolyása 400 l/h.

100%-ra állítás esetén tehát a szelep átfolyása 400 l/h. A 300 l/h a maximális térfogatáram 75%-ának felel meg. Ennek ismeretében nincs más dolgunk, mint a kijelző segítségével 75%-ra beállítani a szelepet, majd egy ellenőrző mérést végezni. Ne feledjük, a szabályszerű működéshez a szelepnél meg kell lennie az előírás szerinti minimális nyomáskülönbségnek! A HERZ 4006 kombiszelep kétpontos vagy állandó működtetésű állítómotorokkal vezérelhető. Állandó szabályozás alkalmazását javasoljuk, hiszen a gyors működésű rendszereknél, például hűtőberendezéseknél vagy légfűtőknél kiemelten fontos az állandó és energiatakarékos szabályozás. A maximális energiamegtakarítást ugyanis csak moduláló szabályozású szerelvényekkel érhetjük el. Állandó szabályozással a tömegáram a minimális és a maximális helyiséghőmérséklet közötti értéken csekély mértékben ingadozik. Ez kíméli a rendszer valamennyi elemét, beleértve a szivattyút is. A kétpontos szabályozást nagy tehetetlenségű rendszereknél, például padlófűtésnél célszerű alkalmazni. A kombiszelepek előnyösebbek a hagyományos, sorosan kapcsolt tömegáram- és nyomáskülönbségszabályozóknál, mivel a tömegáramszabályozó a rendszer tömegáramától függően állandó értékre szabályoz, míg a nyomáskülönbség folyamatosan változik. Ha egy sorosan kapcsolt rendszernél a szabályozó az előírt helyiséghőmérséklet elérésekor csökkenti az áramoltatott víz mennyiségét, akkor a nyomáskülönbség megnő. Az így kialakuló üzemi pont teljesen más lesz, mint amit a hidraulikus beszabályozás meghatározna. A sorosan kapcsolt szelepek tehát egymást akadályozzák. A kombiszelep szelepautoritása ideális esetben ∼1.

Ha alacsonyabb, mint 0,3, akkor BE/KI szabályozásról beszélhetünk. A rendszer hatékonyságának és szabályszerű működésének szavatolása érdekében azonban 0,5 fölötti szelepautoritású és moduláló szabályozás alkalmazását javasoljuk. A kombiszelep kiegyenlíti az eltérő nyomáskülönbségeket, így állandó szinten tartja a fogyasztókhoz jutó tömegáramot. Ezzel kizárt, hogy az egyes fogyasztókhoz jutó tömegáram túl magas vagy alacsony legyen.

A kombiszelepekre jellemző, hogy van egy minimális nyomáskülönbség, ami szükséges, hogy a kombiszelep a vártnak megfelelően működésbe lépjen, illetve van egy maximális nyomáskülönbség, amely felett már csak egyszerű csőhálózati ellenállásként működik. Fontos, hogy a kombiszelepet e két nyomáskülönbség- érték között üzemeltessük! A kombiszelep statikus szelepek nélkül biztosítja az elvárt térfogatáramot, de diagnosztikai célból szükség lehet egyszerű, statikus beszabályozó szelep beépítésére is a hidraulikai rendszerekbe (4. ábra).

Nagyon fontos, hogy termosztatikus fejekkel felszerelt termosztatikus szelepeket tartalmazó kétcsöves fűtési hálózatban a szelepekkel a kombiszelep sorba kötése TILOS!

Térfogatáram-korlátozóval szerelt hidraulikai rendszer beszabályozása

Azt gondolhatnánk, a kombiszeleppel szerelt hidraulikai hálózatokat nem kell beszabályozni, hiszen a térfogatáram-korlátozó majd mindent megold. Ám gondoljuk végig: a fordulatszám-szabályozott szivattyú biztosan a leggazdaságosabb üzemállapotban fog működni? Végső beszabályozás nélkül biztosan nem.

A beszabályozás lépései:

  1. A kombiszelepek beállítása.
  2. Minden állítómű kinyitása (ha az épületfelügyeleti rendszer még nem működik, leszerelése).
  3. A teljesítmény-szabályozott szivattyú fordulatszámának lassú emelése addig, amíg a szivattyú után beépített mérőperemen, vagy beszabályozó szelepen a tervezett térfogatáram megjelenik.
  4. A mértékadó áramkör ellenőrzése.
  5. A 40/2012. (VIII. 13.) BM rendeletnek megfelelően minimum a kombiszelepek 10%-ának térfogatáram-ellenőrzése.

HERZ szabályozó és térfogatáram- korlátozó szelep (kombiszelep)

A szabályozó és térfogatáram-korlátozó szelep egy térfogatáram-korlátozóval egybeépített szabályozószelep, amelyet elsősorban távfűtésnél használunk. A térfogatáram-korlátozónak köszönhetően az előírt folyadékmennyiség átlépésekor a szelep zárni kezd, így biztosítva a megfelelő áramlást. A korlátozóval egybeépített szabályozószelepre az igényeknek megfelelő mozgatómű szerelhető. Működési elve megegyezik az előzőekben leírt kombiszelepével, de „ipari” kivitelben.

Jellemzői:

Maximális üzemi nyomás: 16 bar (PN 16), 25 bar (PN 25)
Maximális nyomáskülönbség: 10 bar (PN 16), 15 bar (PN 25)
Nyomáskülönbség a szabályozó-szelepen: 0,2 bar
Minimális hőmérséklet: -20 °C
Maximális hőmérséklet: +130 °C
Szeleptest: GG25 (PN 16), GGG40.3 (PN 25)
Tömítések: EPDM

Méretezés:

Nyomáskülönbség a szabályozószelepen: Δpw = 0,2 bar.
Nyomásesés a szelepen: Δpv = Δpw + (Q / kvs)2
Maximális nyomásesés a szelepen: Δpvmax = Δpw + (Qmax/kvs)2
Ezen kívül a megfelelő működéshez a minimális szükséges nyomáskülönbség a szelepen:
Δpv = 0,5 bar (50 kPa).
A térfogatáram-korlátozó beállítása diagram segítségével történik. A térfogatáram és a méret ismeretében a térfogatáram-korlátozó beállítása leolvasható a diagramról (5. ábra).

Előbeállítás kiválasztása

Nagyon fontos, hogy a dinamikus szabályozószelepek segítségévek jelentős energiamegtakarítás érhető el, de pontosan meg kell határozni, hogy milyen hidraulikai rendszerbe melyik szelepet tervezzük és építsük be!


Felhasznált irodalom:
Dr. Csoknyai István – Doholuczki Tibor Több, mint hidraulika

***

1. ábra. Nyomáskülönbség-szabályozó
2. ábra. Kétcsöves, termosztatikus szelepekkel ellátott fűtési rendszer nyomáskülönbség-stabilizálása
3. ábra. Kombiszelepnél a nyomásmentesítésnek köszönhetően alacsony vezérlési erők és nyomáskülönbségek is elegendőek
4. ábra. Kombiszelep beépítése
5. ábra.
6. ábra. Kombiszelep távfűtéshez
7. ábra. F4006 szelep beépítése

Doholuczki Tibor
okl. épületgépész mérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Új HERZ beszabályozó-szelep
  Dinamikus (automatikus) beszabályozás és annak eszközei II.
  Dinamikus (automatikus) beszabályozás és annak eszközei I.
  Több, mint hidraulika

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