Zawory regulacyjne i równoważące w instalacjach klimatyzacyjnych, chłodniczych i grzewczych (cz. 2). Ręczne i automatyczne zawory równoważące

FOTOREPORTAZE

ON-LINE

Naszą witrynę przegląda teraz 108 gości

Facebook

Chłodnictwo & Klimatyzacja

Miesięcznik indeksowany
jest w bazie czasopsim
technicznych

Zawory regulacyjne i równoważące w instalacjach klimatyzacyjnych, chłodniczych i grzewczych (cz. 2). Ręczne i automatyczne zawory równoważące

Data dodania: 27.04.2009

Ze względu na szeroka ofertę różnych typów zaworów regulacyjnych projektanci często stają przed dylematem jaki wybrać produkt, aby spełnić oczekiwania inwestora. W artykule opublikowanym w poprzednim wydaniu CH&K oraz w bieżącym omówione zostały poprawne rozwiązania układów regulacji zarówno instalacji chłodniczych, jak i grzewczych ze szczególnym uwzględnieniem problematyki równoważenia instalacji ręcznymi i automatycznymi zaworami równoważącymi.

Ręczne zawory równoważące (MBV – Manual Balancing Valves)
Są powszechnie stosowane od kilkudziesięciu lat, toteż pominiemy ich dokładny opis, zwracając jedynie uwagę na kilka mniej znanych cech, które mają duże znaczenie dla poprawnego równoważenia i pracy układu. Projektując układ, należy wiedzieć, że:
● pracochłonne równoważenie ręcznymi zaworami metodą pomiarową często nie gwarantuje odpowiedniej dokładności. Samo podstawowe założenie równoważenia to osiągnięcie przepływów na poziomie dokładności ±10%;
● zawory ręczne wymagają obliczeń hydraulicznych zarówno dla zaworów regulacyjnych (określenie Kvs oraz autorytetu), jak i dla zaworów równoważących (Kvs oraz nastawy zaworów na podstawie znajomości spadku ciśnienia oraz przepływu);
● optymalizacja pompy jest trudna do przeprowadzenia, wymaga stosownej liczby zaworów oraz osób doświadczonych w przeprowadzeniu równoważenia;
● zawory regulacyjne zazwyczaj nie spełniają kryteriów autorytetów ze względu na różny stopień otwarcia. Pracują raczej przy niskich autorytetach;
● konieczne jest stosowanie kosztownych dużych średnic zaworów na pionach, czy też głównych rurociągach rozprowadzających (tzw. zawory partner);
● dla odbiorników końcowych o dużych spadkach ciśnienia (można założyć, że dla spadków ciśnienia na odbiornikach powyżej 20% ciśnienia dyspozycyjnego dla obiegu) należy zamontować dodatkowe zawory równoważące na by-passie w celu zrównoważenia oporu odbiornika;
● konieczne jest stosowanie odpowiednio mocnych siłowników dla zaworów trzydrogowych (ciśnienie zamknięcia 3 bar);
● każda rozbudowa, modernizacja, zmiana wydajności odbiorników wymaga ponownego równoważenia instalacji;
● zalecane jest również ponowne równoważenie instalacji po dłuższym okresie jej eksploatacji ze względu na zmieniające się opory przepływu w wyniku zarastania, osadzania się zanieczyszczeń w instalacji.

Ręczne zawory równoważące (MBV) powinny mieć:
● nastawę wstępną realizowaną poprzez zmianę położenia grzybka zaworu względem gniazda,
● możliwość odczytu nastawy wstępnej ze skali nastaw,
● blokadę nastawy wstępnej,
● króćce pomiarowe,
● kurek spustowy,
● funkcję zamknięcia zaworu (tzw. shut-off).

Zasadniczo wszystkie oferowane zawory na rynku mają ww. cechy. Dodatkowo warto zwrócić uwagę na wersje zaworów z tzw. wbudowaną kryzą pomiarową. Jest to cecha zaworu, która w zasadniczy sposób poprawia dokładność pomiarową, bardzo istotna podczas realizowania nastaw wstępnych w pełnym zakresie regulacyjnym.
Króćce pomiarowe umieszczone w MBV służą do pomiaru spadku ciśnienia i przepływu. W tradycyjnych zaworach spadek ciśnienia mierzony jest za pomocą króćców pomiarowych pomiędzy dwoma punktami pomiarowymi – jest to spadek ciśnienia na grzybku i gnieździe zaworu. Wtedy dokładność pomiarowa zależy od wartości nastawy wstępnej (rys. 9) i dokładność spada powyżej 10% dla nastaw poniżej 40% wartości nastawy. Upraszczając, dla zaworu z maksymalna nastawą np. 3,2 wszystkie nastawy poniżej 1,2 będą obarczone błędem pomiarowym powyżej 10%! Jest to bardzo często spotkany błąd w projektowaniu, gdzie zalecane nastawy wynoszą często 20% czy 30% wartości maksymalnej – dokładność pomiarowa, jakiej możemy oczekiwać za pomocą metody praktycznej może być na poziomie 12-14%. Dla zaworów z wbudowaną kryzą pomiar spadku ciśnienia (przepływu) dokonywany jest na kryzie. Zatem dokładność pomiaru nie zależy od wartości nastawy (jest wartością stałą w całym zakresie nastaw). Analizując powyższe zależności należy stwierdzić, iż:
● dla tradycyjnych zaworów równoważących nie powinno dobierać się nastaw mniejszych niż 40% wartości maks., aby zapewnić dokładność pomiarową poniżej 10%;
● dla zaworów z wbudowaną kryzą powyższa zasada nie obowiązuje, gdyż w całym przedziale nastaw mamy gwarantowaną dokładność 5%;
● nastawy zaworów ręcznych dla obiegów krytycznych powinny być projektowane dla minimalnych spadków ciśnienia gwarantujących możliwość dokonania poprawnego pomiaru, czyli dla wartość 3 kPa. Większe spadki ciśnienia zapewniają dokładny pomiar, ale z punktu energooszczędności nie są optymalne (dodatkowe koszty pompowania).

Zawory automatyczne typu ograniczniki stałego przepływu (AFBV – Automatic Flow Balancing Valves)
(...)

Zawory z wkładką i kryzą (tzw. Cartridge)
(...)

Wielofunkcyjne zawory regulacyjne niezależne od ciśnienia z automatyczną funkcją równoważenia (PIBCV)
(...)

Producenci powyższych rozwiązań oferują zazwyczaj zawory AFBV z możliwością bezpośredniego odczytu wartości przepływu ze skali nastaw oraz standardowo wyposażone w króćce pomiarowe, przydatne do weryfikacji minimalnych wymaganych spadków, co gwarantuje ich poprawną pracą, czyli utrzymanie stałego przepływu. Ponadto funkcja pomiarowa umożliwia dokonanie szybkiej optymalizacji pracy pompy na podstawie pomiarów dokonanych jedynie w obiegu krytycznym.

Podstawowe kryteria doboru zaworów typu AFBV to:
● możliwość płynnej nastawy wartości przepływu (najlepiej bez konieczności „spuszczania” wody z instalacji i „otwierania” zaworu, wymiany kryzy itd.);
● minimalne wymagane ciśnienie, które rzutuje na koszty eksploatacyjne (im mniejsze, tym lepiej);
● maksymalny dopuszczalny spadek ciśnienia, dla którego zawór utrzymuje stały przepływ w granicach dopuszczalnego błędu (im większy, tym lepiej; ma to kolosalne znaczenie dla dużych, rozległych instalacji o dużym ciśnieniu podnoszenia pompy);
● możliwość odczytu na zewnątrz wartości nastawionego przepływu;
● funkcje odcięcia przepływu bezpośrednio na zaworze oraz króćce pomiarowe (możliwość dokonania pomiaru stanowi dodatkowy atut).