Automatyczna kryza
Transkrypt
Automatyczna kryza
Artyku³ sponsorowany Automatyczna kryza – uniwersalny regulator przep³ywu dla instalacji ciep³owniczych, grzewczych i ch³odniczych Automatic orifice – the universal control unit for district heating, heating and cooling systems PRZEMYS£AW K£OSIAK Czym jest automatyczna kryza Regulatory przep³ywu stosowane w instalacjach ciep³owniczych i grzewczych mo¿na podzieliæ na statyczne, czyli takie jak kryzy i zawory z nastawami wykonywanymi rêcznie oraz automatyczne. Regulatory statyczne nie we wszystkich uk³adach dobrze spe³niaj¹ swoj¹ rolê, gdy¿ maj¹ istotny mankament, jakim jest zale¿noœæ strumienia medium od ciœnienia ró¿nicowego, a w konsekwencji nie pozwalaj¹ na ograniczenie przep³ywu do wartoœci obliczeniowej. Automatyczne regulatory przep³ywu maj¹ za zadanie utrzymywaæ strumieñ medium na wybranym poziomie, niezale¿nie od pojawiaj¹cych siê wahañ ciœnienia, dlatego lepiej równowa¿¹ rozmaite instalacje. Ze wzglêdu na ró¿ne parametry pracy uk³adów ciep³owniczych oraz grzewczych produkowane urz¹dzenia regulacyjne przeznaczone s¹ wy³¹cznie dla ciep³ownictwa albo ogrzewnictwa. Obecnie Firma Frese armatur A/S wprowadza na rynek automatyczny regulator przep³ywu nowej generacji, jest nim opatentowana w 2002 roku automatyczna kryza, FRESE ALPHA CARDRIDGE, która posiada zastosowanie w obu rodzajach instalacji. Flow controllers used in district heating and heating systems may be divided into static, which includes orifices and valves with settings manually or automatically done. Static controllers not in all systems fulfil their part, because they have significant defect, which is the dependence of medium flow on differential pressure and in consequence they not allow to reduce the flow to the analytical value. Automatic controllers have to keep the medium flow on chosen level, independently on appearing pressure fluctuations, and that is why they are much better in counterbalancing the systems. Because of different working parameters for district heating and heating systems produced controlling devices are assigned only for district heating or heating systems. Currently company Frese producing fittings A/S is introducing the automatic flow controller of new generation, which is the patented in year 2002 automatic orifice, FRESE ALPHA CARDRIDGE, which can be applied in both types of systems. Przemys³aw K³osiak – DANPO Poznañ 46 9/2003 FRESE ALPHA CARTRIDGE jest podzespo³em regulacyjnym przeznaczonym do monta¿u w korpusach regulatorów przep³ywu. Sk³ada siê z kryzy oraz wk³adki regulacyjnej (Rys. 1.). Automatyczn¹ regulacjê przep³ywu uzyskuje siê po umieszczeniu kryzy w ruchomej, czo³owej czêœci wk³adki regulacyjnej. Element ten pod wp³ywem ciœnienia przep³ywaj¹cej cieczy oraz w wyniku oddzia³ywania znajduj¹cej siê we wk³adce sprê¿yny, porusza siê osiowo wzglêdem nieruchomego korpusu wk³adki, przys³aniaj¹c lub ods³aniaj¹c znajduj¹ce siê w dolnej czêœci otwory. Strumieñ medium przep³ywaj¹cy przez kryzê, a nastêpnie otwory, których pole przekroju dostosowywane jest do bie¿¹cych warunków hydraulicznych, pozostaje niezmienny (Rys. 2.). Kryza s³u¿y do nastawienia wielkoœci strumienia medium, podczas gdy zadaniem pozosta³ych elementów wk³adki regulacyjnej jest utrzymanie przep³ywu na wybranym poziomie, niezale¿nie od fluktuacji ciœnienia wystêpuj¹cego w instalacji. Zalety regulatorów przep³ywu wyposa¿onych w automatyczne kryzy: z Nie ma potrzeby zachowywania okreœlonych odcinków prostych przewodów za i przed regulatorami. z Zbêdna jest czasoch³onna regulacja uk³adu – Frese ALPHA CARTRIDGE automatycznie dostosowuj¹ siê do warunków hydraulicznych panuj¹cych w instalacji. z Konstrukcja regulatorów przep³ywu Frese oparta o wk³adki regulacyjne u³atwia p³ukanie instalacji. z Bez wzglêdu na zmiany ciœnienia wystêpuj¹ce w uk³adzie Frese ALPHA CARTRIDGE na bie¿¹co utrzymuj¹ zadany przep³yw. z Regulatory posiadaj¹ króæce do z³¹czek pomiaru ciœnienia lub zaworu spustowego. z Dostêpna jest szeroka gama z³¹czek u³atwiaj¹cych monta¿ regulatorów w instalacji. + KRYZA wk³adki regulacyjnej), natomiast gdy ∆p maleje, wspó³czynnik przep³ywu Kv wzrasta (otwory we wk³adce s¹ ods³aniane). W konsekwencji takiej pracy przep³yw nie ulega ¿adnym zmianom (Rys. 3). = WK£ADKA REGULACYJNA AUTOMATYCZNA KRYZA Rys. 1. Przekrój automatycznej kryzy Rys. 3. Rys. 2. z Typoszereg Frese ALPHA obejmuje regulatory o œrednicach od DN 15 do DN 350 (wiêksze regulatory – do DN 800 – dostêpne s¹ na specjalne zamówienie). Automatyczna regulacja przep³ywu Podstawowym wzorem pozwalaj¹cym na w³aœciwe dobranie armatury ––– regulacyjnej jest zale¿noœæ: V = √ ∆p · Kv. Wynika z niej, ¿e strumieñ objêtoœci V czynnika przep³ywaj¹cego przez element regulacyjny, zale¿y od ciœnienia ró¿nicowego ∆p i wspó³czynnika przep³ywu Kv. Jeœli w instalacji zastosowane zostan¹ zwyk³e kryzy lub zawory statyczne, to mo¿liwy do zaobserwowania jest fakt, i¿ wzrost ciœnienia ró¿nicowego ∆p przy sta³ej, w tego typu armaturze, wartoœci wspó³czynnika Kv, musi doprowadziæ do zwiêkszenie strumienia medium V (Rys. 2). Z³y dobór nastaw zaworów statycznych i zmieniaj¹ce siê warunki hydrauliczne w instalacji musz¹ zatem skutkowaæ niew³aœciw¹ dystrybucj¹ medium, czyli brakiem wymaganego przep³ywu do jednej grupy odbiorników oraz zbyt du¿ym strumieniem, p³yn¹cym do innej grupy odbiorników znajduj¹cych siê w tym samym uk³adzie. Konstruuj¹c automatyczn¹ kryzê, FRESE ALPHA CARTRIDGE, wytyczono dwa podstawowe cele. Przede wszystkim regulator powinien utrzymywaæ przep³yw na sta³ym poziomie, niezale¿nie od zmian ci- œnienia wystêpuj¹cych w instalacji, a jednoczeœnie nie dopuszczaæ do przekroczenia przep³ywu obliczeniowego. W zwi¹zku z tym, dzia³anie automatycznej kryzy polega na dostosowaniu wartoœci Kv do bie¿¹cych warunków hydraulicznych. Wzrost ciœnienia ró¿nicowego ∆p kompensowany jest poprzez zmniejszenie wartoœci Kv (przys³oniêcie otworów w dolnej czêœci FRESE ALPHA CARTRIDGE (Rys. 2.) w pocz¹tkowym zakresie pracy funkcjonuje tak samo jak zwyk³a kryza, jednak od momentu uzyskania 100% zak³adanego przep³ywu, a jednoczeœnie minimalnego wymaganego ciœnienia ró¿nicowego na wk³adce regulacyjnej, charakterystyka automatycznej kryzy staje siê równoleg³a do osi ciœnienia ró¿nicowego. Od tego momentu rozpoczyna siê (obejmuj¹cy wartoœci od 7 do 600 kPa) zakres dynamicznej pracy wk³adki regulacyjnej utrzymuj¹cej przep³yw na sta³ym poziomie. Monta¿ Wk³adki regulacyjne produkowane s¹ obecnie w czterech wielkoœciach: typ 1, 3, Automatyczna kryza w regulatorze FRESE ALPHA DN 20 Automatyczne kryzy (19 sztuk) w regulatorze FRESE ALPHA DN 350 Automatyczna kryza w regulatorze FRESE LUNA DN 32 z si³ownikiem steruj¹cym zaworem odcinaj¹cym Automatyczna kryza w regulatorze FRESE ABV DN15/20/25 Rys. 4. 9/2003 47 5 i 6. FRESE ALPHA CARTRIDGE typu 1 pozwala na regulacjê przep³ywu w zakresie od 54 do 1649 l/h, typu 3 od 677 do 9 410 l/h, typu 5 od 3 820 do 36 400 l/h, natomiast typu 6 od 20 390 l/h do 38 800 l/h. Automatyczna kryza nie jest przeznaczona do samodzielnego funkcjonowania w instalacji, umieszczana jest wiêc w korpusach regulatorów przep³ywu typu Frese ALPHA, EVA, LUNA, AB i innych (Rys. 4.) W regulatorach DN15-DN80 mo¿na zamontowaæ jedn¹ wk³adkê regulacyjn¹, natomiast w korpusach regulatorów ¿eliwnych DN100DN350 od dwóch do dziewiêtnastu sztuk. Tak skompletowane regulatory pozwalaj¹ na utrzymanie przep³ywu na sta³ym poziomie w zakresie od 54 do ponad 700 000 l/h. Nastawianie wielkoœci strumienia medium Rys. 6. ALPHA: A) DN 50 z wk³adk¹ regulacyjn¹ 49-55179 daj¹c¹ przep³yw 3820 l/h, B) DN 50 z wk³adk¹ regulacyjn¹ 49-55194 daj¹c¹ przep³yw 4200 l/h, C) DN 65 z wk³adk¹ regulacyjn¹ 49-55227 daj¹c¹ przep³yw 5700 l/h, D) DN 150 do monta¿u miêdzy ko³nierzami z czterema wk³adkami regulacyjnymi: 2 x 49-55260 i 2 x 49-55269, pozwalaj¹cymi na uzyskanie ³¹cznego przep³ywu 33595 dm3/h, przy ciœnieniu ró¿nicowym 16 kPa (Tablica 1). Tablica 1 Kryza mocowana jest w taki sposób we wk³adce regulacyjnej, by ka¿dy u¿ytkownik pragn¹cy zmieniæ przep³yw móg³ j¹ wymontowaæ (rys. 5). W tym celu wystarczy œcisn¹æ koñcówki pierœcienia Rys. 5. sprê¿ystego i wyj¹æ go z rowka ustalaj¹cego. Nastêpnie kryzê mo¿na usun¹æ i zast¹piæ inn¹ (na podstawie tablic doboru kryz Frese), pozwalaj¹c¹ na uzyskanie wymaganego przep³ywu. Po osadzeniu nowej kryzy ponownie zak³ada siê pierœcieñ sprê¿ysty. Regulacja sieci ciep³owniczych Projektowanie instalacji, w której maj¹ byæ zastosowane automatyczne kryzy jest niezmiernie proste. Mo¿na to przeœledziæ na przyk³adzie miêdzyblokowej sieci ciep³owniczej niskoparametrowej, któr¹ nale¿y wyregulowaæ tak, aby do instalacji centralnego ogrzewania w ka¿dym budynku dostarczyæ wymagan¹ iloœæ czynnika grzewczego (Rys. 6). Przep³yw obliczeniowy do instalacji c. o. poszczególnych budynków jest nastêpuj¹cy: A) 3800 l/h, B) 4200 l/h, C) 5700 l/h, D) 33600 l/h. Na przy³¹czach sieci c. o. do budynków nale¿y za³o¿yæ nastêpuj¹ce regulatory Frese 48 FRESE ALPHA CARTRIDGE TYP 5 Numer katalogowy Przep³yw [l/s] Min. DP [kPa] 49-55179 1.061 13 … … … 49-55194 1.167 13 … … … 49-55227 1.583 14 … … … 49-55260 2.194 15 49-55269 2.472 16 … … … Istotn¹ zalet¹ tego rozwi¹zania jest to, ¿e we wszystkich regulatorach znajduj¹ siê jednakowe wk³adki regulacyjne typu 5, a jedynie zainstalowane w nich kryzy maj¹ ró¿ne œrednice. Obliczenia hydrauliczne sieci c. o. ograniczaj¹ siê w tym przypadku wy³¹cznie do wyznaczenia spadku ciœnienia na samych przewodach. Nastêpnie do uzyskanego wyniku dodaje siê wymagane ciœnienie ró¿nicowe na regulatorze Frese ALPHA znajduj¹cym siê w hydraulicznie najniekorzystniejszym obiegu. Przy za³o¿eniu, ¿e jest to regulator w budynku D, ciœnienie ró¿nicowe jest równe 16 kPa (wk³adka regulacyjna typ 5 nr 4955269). Jeœli straty ciœnienia na przewodach sieci c. o. s¹ równe 10 kPa, to ca³kowita strata ciœnienia wynosi 26 kPa. Zbêdne s¹ ¿mudne obliczenia maj¹ce na celu dobór zwyk³ych kryz d³awi¹cych lub nastaw zaworów statycznych. Armatura tego typu nie zapewni utrzymania wymaganego przep³ywu obliczeniowego, jeœli instalacje c. o. w budynkach zasilanych z regulowanej sieci bêd¹ wyposa¿one w termostatyczne zawory grzejnikowe wywo³uj¹ce zmiany ciœnienia w uk³adzie. Po uzyskaniu przep³ywów obliczeniowych do instalacji grzewczych budynków po³o¿onych najbli¿ej wêz³a grupowego 9/2003 lub kot³owni, nastêpuje wzrost oporów przep³ywu na regulatorach FRESE ALPHA zamontowanych na przy³¹czach sieci c.o., a przez to skierowanie wody do kolejnych sekcji uk³adu, czyli pozosta³ych budynków. W rezultacie we wszystkich instalacjach centralnego ogrzewania poszczególnych budynków, zasilanych nawet z rozleg³ych sieci, zapewniony jest wymagany strumieñ wody, niezbêdny dla dostarczenia zamówionej mocy cieplnej. Regulacja wêz³ów ciep³owniczych Regulator FRESE ALPHA wyposa¿ony w automatyczn¹ kryzê i zastosowany w wêŸle ciep³owniczym zapewnia w³aœciwy strumieñ wody do wymienników ciep³a (Rys. 7). Ponadto, jeœli odbiorca zamówi okreœlon¹ moc ciepln¹, automatyczna kryza uniemo¿liwi jej przekroczenie. W wêŸle ciep³owniczym mo¿na równie¿ zastosowaæ FRESE LUNA, ³¹cz¹cy cechy automatycznego regulatora przep³ywu Rys. 7. i zaworu dwudrogowego. Rozwi¹zanie takie nie tylko pozwala na automatyczne ograniczenie przep³ywu do wartoœci obliczeniowej, ale tak¿e umo¿liwia regulacjê temperatury wody w obiegu wtórnym poprzez pracê si³ownika elektrycznego steruj¹cego zaworem dwudrogowym (Rys. 4). Zabezpieczenie liczników ciep³a Oprócz regulacji przep³ywu automatyczna kryza spe³nia dodatkowo funkcjê elementu zabezpieczaj¹cego liczniki ciep³a (Rys. 7). Urz¹dzenia te s¹ wra¿liwe na wystêpowanie przep³ywów wiêkszych od nominalnych i w takich sytuacjach ich wskazania mog¹ byæ obci¹¿one wiêkszym b³êdem pomiarowym. Zastosowanie regulatora ograniczaj¹cego przep³yw do wartoœci obliczeniowej ustrze¿e eksploatatorów uk³adów ciep³owniczych przed koniecznoœci¹ szacunkowego okreœlania zu¿ycia ciep³a w okresie kiedy wahania ciœnienia mog³yby spowodowaæ niedopuszczalny wzrost przep³ywu. Klimatyzacja i ch³odnictwo Automatyczne kryzy znajduj¹ zastosowanie w instalacjach, w których jako medium wykorzystuje siê glikole, czyli w ch³odnictwie i klimatyzacji. Zakres ciœnieñ ró¿nicowych przy których FRESE ALPHA CARTRIDGE spe³nia swoj¹ funkcjê jest na tyle szeroki, ¿e zawsze pozwoli na w³aœciwe zrównowa¿enie ka¿dej instalacji, przy znacznie mniejszej liczbie regulatorów w porównaniu z uk³adami wyposa¿onymi w armaturê statyczn¹ – regulatory zaopatrzone w FRESE ALPHA CARTRIDGE montuje siê wy³¹cznie przy odbiornikach. Nale¿y zwróciæ uwagê, ¿e czêsto nie jest to mo¿liwe przy zastosowaniu regulatorów przeznaczonych dla instalacji grzewczych, gdy¿ rozwi¹zania konstrukcyjne takiej armatury dopuszczaj¹ ciœnienie ró¿nicowe oscyluj¹ce wokó³ wartoœci 100 kPa. Zawory te, zw³aszcza w rozleg³ych uk³adach, nie spe³ni¹ powierzonych im funkcji. Zalety Konstrukcja FRESE ALPHA sprawia, ¿e regulator jest ca³kowicie zabezpieczony przed manipulacj¹ ze strony niepowo³anych osób – zmiana nastawy przep³ywu odbywa siê poprzez wymianê kryzy, a nie przestawienie pozycji pokrêt³a nastawczego. Aktualny strumieñ objêtoœci jest mo¿liwy do zweryfikowania dziêki z³¹czkom pomiaru ciœnienia. P³ukanie instalacji jest niezmiernie proste po wyjêciu automatycznej kryzy z korpusu regulatora. Urz¹dzenie dostêpne jest w wielkoœciach od DN15 do DN350, a na specjalne zamówienia nawet DN800. Ponadto prosta budowa za- Instytut Ogrzewnictwa i Wentylacji ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa termin: 17-19 listopada 2003 r. miejsce: Nałęczów, CSW „Energetyk” organizatorzy: Polskie Towarzystwo Elektrociepłowni Zawodowych, Elektrociepłownia Lublin-Wrotków Sp. z o. o., Lubelskie Przedsiębiorstwo Enegetyki Cieplnej Sp. z o. o., Redakcja czasopisma „Rynek Energii” VII Ogólnopolska Konferencja 20,21 listopada, Warszawa Wszystkich zainteresowanych tematyką najbliższej konferencji jak i dorobkiem wcześniejszych edycji zapraszamy do odwiedzenia strony internetowej www.iow.is.pw.edu.pl/iaq Organizatorzy konferencji prof. dr hab. inż. Teresa Jędrzejewska – Ścibak e-mail: [email protected] tel. 22 6607428 dr inż. Jerzy Sowa e-mail: [email protected] tel. 22 6605279, fax: 22 8252992 Producent: Frese armatur A/S Dystrybutor: DANPO ul. Ch³apowskiego 19, 61-503 Poznañ tel. (061) 8356 716 tel. /fax (061) 8356 717 danpo@danpo. pl • www. danpo. pl IX Konferencja Naukowo-Techniczna ,,Rynek Ciepła – REC 2003” Politechnika Warszawska "Problemy jakości powietrza wewnętrznego w Polsce" pewnia d³ug¹ i bezawaryjn¹ eksploatacjê oraz bardzo atrakcyjn¹ cenê. FRESE ALPHA CARDRIDGE stanowi bez w¹tpienia regulator zupe³nie nowej generacji, zmieniaj¹cy zasady projektowania i wykonawstwa. Ma zatem szansê staæ siê podstawowym elementem regulacyjnym tam, gdzie do tej pory stosowane by³y du¿o mniej doskona³e rozwi¹zania. Obrady dotyczyć będą następujących zagadnień: spółdzielnie mieszkaniowe jako podmioty na rynku ciepła i innych mediów, sposoby pomiaru, rozliczania i oszczędności zużycia ciepła, skojarzone wytwarzanie ciepła i wykorzystanie źródeł odnawialnych na lokalnym rynku energii, rola samorządów lokalnych w zarządzaniu i prywatyzacji przedsiębiorstw ciepłowniczych, urzędowa regulacja w obrocie ciepłem, pozyskiwanie środków finansowych z UE na projekty rozwojowe w ciepłownictwie, znaczenie marki wykonywanych usług przez ciepłownicze spółki dystrybucyjne w warunkach rynkowych, konkurencja producentów ciepła na lokalnym rynku energii. Zgłoszenia: Referatów Pełny tekst referatu, przygotowanego zgodnie ze wskazówkami redakcyjnymi, które każdy z Autorów otrzymał po zgłoszeniu referatu na Konferencję, należy przesłać do 20 września br. na adres redakcji „Rynek Energii”. Referaty przesłane w oznaczonym terminie będą wydrukowane w czasopiśmie „Rynek Energii” nr 5. Jednocześnie informujemy, że publikacje zawarte w czasopiśmie „Rynek Energii” otrzymują 2 punkty w punktacji Komitetu Badań Naukowych. Uczestników Zgłoszenia udziału w Konferencji oraz karty uczestnictwa należy przesłać do dnia 20 września 2003 r. na adres redakcji „Rynek Energii”. Po tym terminie prosimy najpierw skontaktować się z redakcją. Firm Firmy, które chciałyby sponsorować konferencję, zamówić reklamę oraz wystąpić podczas konferencji z prezentacją, a także wziąć udział w wystawie, prosimy o skontaktowanie się z redakcją „Rynek Energii” w celu ustalenia warunków i planu współpracy. Adres do korespondencji: Redakcja „Rynek Energii”, ul. Bieszczadzka 6, 20-722 Lublin tel. /fax: (0-81) 526 84 18, e-mail: [email protected], http: //www.kaprint.lublin.pl 9/2003 49