KÜTTESÜSTEEMID JA SOOJUSSÕLMED. A. Rant veeb.2014

Transkript

1 KÜTTESÜSTEEMID JA SOOJUSSÕLMED A. Rant veeb.2014

2 KÜTTESÜSTEEMID JA SOOJUSSÕLMED 1. päev

3

4 Sekundaarpool küttesüsteem Primaarpool kaugküttevesi Sekundaarpool sooja tarbevee süsteem Kaugkütte pealevool Radiaatorid Soojusvaheti Reguleerventiilid Kaugkütte tagasivool Soojusvaheti

5 Temperatuuriandur Kaugkütte pealevool Paisuoaak Kaitse -klapp Mudafilter Soojusvaheti küttele Radiaatorid Ringluspump Välisõhu temperatuuriandur Kaugkütte tagasivool Reguleerventiil koos täiturmootoriga

6

7 Radiaatorid Soojusvaheti küttele Kaugkütte pealevool Soojusvaheti tarbeveele Kaugkütte tagasivool

8 SOOJUSSÕLM E E tp,pv tp,tv M ts,pv ts,tv

9 Tihenditega (lahtivõetav) plaatsoojusvaheti

10

11 Joodetud plaatsoojusvaheti

12

13 REGULEERVENTIILID p regulaator Sõltumatu ühendusskeem 15

14 Mõisted Kvs-arv suurus, mis näitab vooluhulka m3/h läbi täiesti avatud ventiili rõhuvahe 1 bar (100 kpa) korral; Kv-arv suurus, mis näitab vooluhulka m3/h antud läbivooluava ja rõhuvahe korral; Ventiili tunnuskõver (reguleerkarakteristik) ventiili avatuse ja läbivoolu vaheline sõltuvus ventiili käigupikkuse ulatuses; Ventiili reguleerimisulatus (e. vooluhulga suhtarv) maksimaalse vooluhulga suhe minimaalselt reguleeritavasse vooluhulka Ventiili mõjutegur (e. rõhu suhtarv) täiesti avatud ventiili takistuse suhe vabarõhku 16

15 Ventiili tunnuskõverad 17

16 Reguleerimine Seadistatud väärtus U Sensor x k1 x= U-x Kontrolle r k2 Häired Ajam Signaal 0-10 volts k3 Ventiil Käik 0-100% k4 Vooluhulk 0-100% Küttekeha k5 VõimsusTuba väljastus 0-100% x = reguleeritav väärtus 100 Heat output in % 100 Heat output in % Flow in % = Flow in % Küttekeha tunnuskõver 10 0 Lift h in % Lift h in % Ventiili tunnuskõver 18 x

17 Voolamiskiiruse piirväärtused reguleerventiilides Vedeliku voolamiskiirus on üks võtmeteguritest reguleerventiilide dimensioneerimisel ja valimisel. Suured voolamiskiirused põhjustavad : erosioonikahjustusi, reguleerpindade kulumist, reguleerosade rivist väljaminekut, vibratsiooni, kõrget mürataset. Soovituslikud maksimaalsed voolukiirused ventiili sissevooluavas puhastele vedelikele kliimasüsteemide (HVAC) reguleerventiilides : 2-3 m/s elamutes, ühiskondlikes hoonetes, 3-4 m/s tööstuses. Voolukiiruseid ventiilides võib ilma reguleerosasid kahjustamata suurendada kui need on valmistatud kõvemast materjalist või nende pind on spetsiaalselt töödeldud. 19

18 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga Vali 2-tee reguleerventiil ja tasakaalustusventiil STAD qp ts pv H C STAD tr 20 Arvutuslik võimsus 68 kw Andev / tagastuv temp. 90/70 ºC Pumba tõstekõrgus 100 kpa Vabarõhk H 60 kpa Kalorifeeri takistus pc 10 kpa

19 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga Arvutusliku vooluhulga leidmine qp Vee omadused: Arvutatakse vee keskmine temperatuur kalorifeeris: (90+70)/2 = 80 C ρ = kg/m3 Cp = kj/kg.k ts pv H C Arvutuslik vooluhulk: qp = / ( ) = 3000 l/h STAD tr Kui arvutada 20 C-se veega: qp = / 20 = 2932 l/h 21

20 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (1) Max. rõhukadu reguleerventiilis: ΔpV = (STAD) = 47 kpa qp ts Kas min. rõhu suhtarv > 0.25 on saavutatav? pv H C STAD Sellel juhul, jah: pv > (47/100 kpa) Kui mitte, siis tuleb reguleerida ka p -d Kv-arvu leidmine: tr Kv 0.01 q p 47 Ventiili valik: Vt. Kv-arvude reast 22

21 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (1) Max. rõhulang reguleerventiilis: ΔpV = (STAD) = 47 kpa qp ts Kv-arvu leidmine: pv H Kv 0.01 C STAD tr q p 47 Valimine: Kvs = 5.0 DN 20 TA CV 216 RGA 23

22 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (2) qp Valimine: Kvs = 5.0 DN 20 TA CV 216 RGA ts Kiirus ventiili sissevooluavas: q v 2.27m/s 2 2 di 21,6 pv H C STAD Tsipa suur, aga tõenäoliselt vastuvõetav. Kui ei ole vastuvõetav siis alternatiiv : ventiil DN 25 koos Dp reguleerimisega nõutava rõhu suhtarvu hoidmiseks tr Sulgemisrõhk: 1250 kpa ajamiga Mc 55 24

23 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (3) Tegelik rõhulang: qp q pv 0.01 Kvs ts 2 pv H pv kpa 5.0 C STAD tr Rõhulang valitud reguleerventiilis on 36 kpa. 25

24 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (4) Reguleerventiili rõhu suhtarvu leidmine: qp Min. rõhu suhtarv p 36 min V 0.36 H 100 ts pv H C Pumba tõstekõrgus STAD Proj-tud rõhu suhtarv (kontrolliks) tr d pv H 60 Vabarõhk arvutuslikel tingimustel 26

25 Rõhu suhtarvu mõju tunnuskõverale

26 Tüüpsõlm 2-tee reguleerventiiliga 2-tee reguleerventiili valik (6) Kuidas suurendada rõhu suhtarvu (vajaduse korral)? qp ts pv H C 1. Paigalda rõhuvaheregulaator (Dp-regulaator) rõhuvahe hoidmiseks reguleerventiilis 2. Vähenda vabarõhku H (väiksemad rõhukaod primaarpoolel, suuremad toru läbimõõdud, STAD-i ümberseadistamine, ) STAD tr 3. Valida väiksema Kv-arvuga reguleerventiil (ei pruugi saavutada arvutuslikke vooluhulki või tuleb suurendada H). 28

27 REGULEERVENTIILID

28 RÕHUVAHEREGULAATORID STAF pstab STAF STAD DA 516 DA DA 50

29 DA 516 ehitus 1 2 p Impulsstoru 2. Membraan 3. Õhutuskruvid 4. Vedru 5. Lukustuskruvi 6. Seadistusratas 7. Liikuv klapipesa 8. Fikseeritud klapipea p- 9. ¼" mõõtenipli ühendus (lisa)

30 DA 516 materjalid Materjalid Korpus: Kõrgtugev malm GGG 40.3 Membraan ja tihendid: EPDM Sisemised reguleerosad (liikuv pesa, ): Kõrgtehnoloogiline klaasfiibriga polümeer ja PTFE Kõrge temp.taluvus (220 C) Hea kulumiskindlus Sile pind 32

31 DA 516 tööpõhimõte STAD + DH DPstab + Läbi välise kapillaartoru diafragmale mõjuv pealevoolurõhk p+ püüab klappi sulgeda. Tagasivoolutorus olev rõhk p-, mis mõjub diafragmale sisemiste kanalite kaudu, püüab koos vedruga klappi avada. Vedrut saab seadistada keerates seadistusratast. 33 p+ DA 516 p-

32 DA 516 Nõuanded paigaldamiseks Nõuanded paigaldamiseks Voolu suunda näitab nool ventiili infoplaadil Parim positsioon paigaldamiseks on horisontaalne, kui õhutuskruvid asuvad üleval pool ja impulsstoru ühendus küljel. Impulsstoru: vask 6x1-1200mm Impulsstoru ühendatakse külje pealt vältimaks õhu ja mustuse sisenemist. Pealevoolutorule on soovitatav mudafilter. Esimesel süsteemi täitmisel, eemaldada regulaatori korpusest õhk kasutades õhutuskruvisid, soovitavalt rohkem kui 1x. 34

33 DA 516 dimensioneerimine 6 m3/h Hm 30 kpa Vali DA 516 vastavalt projekteeritud vooluhulgale ja STAD tasakaalustusventiil samale vooluhulgale kui rõhukadu tasakaalustusventiilis on 3 kpa 6 m3/h Hm 30 kpa 6 m3/h Hm 30 kpa Veendu et sõlme rõhukadu sobib DA 516 ventiili seadistusvahemikku Veendu et sõlme rõhukadu koos valitud DA 516 ja STAD ventiilide rõhukaoga on võrreldav pumba tõstekõrgusega Hm 35

34 Valiku näide TA Regulator DA Dpl from 5 to 150 kpa (Also for D 512) 50 DN DN 25&32, Hmin = = 58 kpa Or DN 40&50, Hmin = = 37 kpa DN Dp min [kpa] DN kpa kpa DN m³/h 10 4 kpa Design flow [m3/h]

35 Alternatiivne lahendus pstab KTM 512 Moduleeriv reguleerventiil võrdprotsendilise karakteristikuga ja sisseehitatud Dp tasakaalustamine 37

36 Alternatiivne lahendus

37 Küttegraafik oc

38 HÜDRAULIKA ALUSED p KUHU KAOB RÕHK? 1. Hõõrdumine ja rõhulang sirgel toruõigul p ' 2 l v 2 d λ [-] toru hõõrdetegur sõltub voolamise iseloomust ja hõõrdumisest toru seina ligidal 40

39 Reynolds i katse a laminaarne voolamine (värvaine juga on terviklik ja pidev) b voolamine nn. üleminekurežiimis (värvaine juga on üksikute katkestustega kuid enam-vähem terviklik üksikute c turbulentne voolamine (värvaine juga on segunenud veega) 41

40 Reynolds i arv = f( Re) Re vd vd Re = Reynolds i arv (-) v = vedeliku voolamiskiirus (m/s) d = toru läbimõõt (m) = kinemaatiline viskoossus (m2/s) = dünaamiline viskoossus (kg/ms) = vedeliku tihedus (kg/m3) 42

41 Reynolds i arv Re<2320, voolamine on selgelt laminaarne. Kiirusejaotus torus on puhtalt paraboolne. Torus puuduvad voolusuunaga ristuvad vedeliku liikumised. vátlag vmax Re>105, voolamine on puhtalt turbulentne. Kiirusejaotus sõltub paljuski toru läbimõõdust. Torus esinevad voolusuunaga ristuvad vedeliku liikumised. vátlag vmax 2320<Re<105 Puudub võimalus täpselt määrata voolamise iseloomu. See on nn. üleminekutsoon. 43

42 Nikuradze diagramm hüdrauliliselt siledatele torudele Blassius e järgi: Re Suhteline karedus: k/d [mm/mm] k väärtus (karedus) [mm]: Cu-toru : Plastiktoru: Terastoru: Venttoru: Betoontoru Telliskivi kanal: λ [-] toru hõõrdetegur on üks-üheses sõltuvuses Reynolds i arvust. 44

43 HÕÕRDUMINE JA RÕHUKADU Nikuradze diagramm, turbulentne voolamine, turbulentsi piirkõver Turbulentsi piirkõver k Re 200 d Üleval pool turbulentsuse piiri: 1 k lg d Allpool turbulentsuse piiri (Colebrook): k/d 2 lg Re λ = f (Re,k/d) 45

44 KUHU KAOB RÕHK? 2. Rõhulang kohttakistustest p1 1 p v1 gh 1 v 22 2 gh A1 1 2 p1 1 2 p 2 v v 2 1 v1 v2 A2 2 2 A 2 2 p 2 p1 v1 v 22 v A2 Borda-Carnot rõhulang p p 2 p1 v1 v A1 2 A1 v1 1 p 2 p1 v1 v1 2 A 2 A 2 2 1: A1, h1,v1,p1,ρ1 2: A2, h2,v2,p2,ρ2 Eeldame: h1=h2 ρ1= ρ2 =ρ 2 2 A1 2 ' kohttakist ustegur p v 1 2 A2 46

45 A p ' v A2 1 A2 A A2 p ' v 2 2 r r/d ζ d 47 2

46 HÜDRAULILINE ARVUTUS Hüdraulilise arvutuse käigus arvutatakse rõhukaod küttesüsteemi tsirkulatsiooniringide kõikidel lõikudel Δpi [Pa], Darcy-Weisbach i valemi järgi f v v p i l i i ds 2 2 i 1 2 n 2, (1) kus f tegur, mis arvestab toru sisepinna ebatasasusest tingitud hõõrdekadusid vee voolamisel torudes; hõõrdetegur ; 48

47 ds toru siseläbimõõt [m] ; li arvutuslõigu pikkus [m] ; ρ vee tihedus antud temperatuuril [kg/m3] ; vn vee voolamiskiirus arvutuslõigul [m/s] ; i - arvutuslõigul olevate kohttakistustegurite i 1 summa. Valemi (1) esimene liidetav arvestab hüdrostaatilise rõhu kadusid hõõrdekadudest, teine liidetav kohttakistustest, viimastes tekkivate voolusuuna muutuste ja/või voolu kuju muutuste tagajärjel. Tegur f oleneb vee voolamise iseloomust küttesüsteemi torudes ja seadmetes. 49

48 Kohttakistustegur ζ sõltub peamiselt voolamise teel oleva takistuse kujust (toruarmatuur, seadmed, kollektorid, toruläbimõõdu muutused jmt), voolusuuna muutusest ja vooluhulgast (kolmikutes, ristumistes, põlvedes, kompensaatorites jmt). 50

49 Rõhukaod arvutuslõigul hõõrdumisele takistustes määratakse valemist ja kohalikes f v v p i li i Rli z, [Pa] (2) ds 2 2 i 1 2 kus f v 2 R ds 2 n v 2 z i 2 1 n 2 - erihõõrderõhukadu [l/h] (2a) - rõhukadu arvutuslõigul olevates kohttakistustes [Pa]. 51

50 Rõhukadu pearingluskontuuris n p ( Rl z ) i [Pa] (3) i 1 Kahe haru või vooluringi paralleelsel ühendusel Δpi = Δpj, st., et kahe mistahes paralleeselt ühendatud haru või vooluringi takistused peavad olema võrdsed! 52

51 Erihõõrderõhukadu R Näide : Olgu toru DN80 ja vooluhulk 25 m³/h Siis erihõõrderõhukadu torus on 140 Pa/m ja voolukiirus torus on 1 m/s 53

52 54

53 TERMOSTAATVENTIIL Mis on termostaatventiil? Termostaatventiil (TSV) on isetoimiv automaatne ventiil, mida juhitakse soojustundliku mahtmuutuva elemendi poolt. Olenevalt temperatuuri seadesuuruse ja ruumi õhutemperatuuri vahest, ventiil järk-järgult avaneb või sulgub. TSV käigupikkus on maksimaalselt mõni mm. Ruumi õhutemperatuuri alanemine 2K võrra avab suletud TSV ca 0,5 mm. 55

54 Heimeier i termostaatpea K Pööratav kate Reljeefsed pinnad vaegnägijatele Heimeier- ühendus tüüp/keere M 30x1,5 mis sobib kõigi Heimeieri peade ja ajamitega Tugev vedru Südamik on vahetatav spetsiaalse tööriistaga ilma süsteemi tühjendamata Reguleerklapp CEN-sertifitseeritud ja testitud vastavalt DIN EN 215 osa 1. Vedelikandur mis tagab suure sulgemisjõu ja reguleerimistäpsuse. Kaitsespindel Peidetud piirelid temperatuuripiirangute fikseerimiseks Topelt O-tihend Liugmutter Keermestatud nippel Ventiili korpus on korrosioonikindlast gunmetallist. 56

55 Vedeliktäidisega termostaadi toimimine Termostaat on algasendis: Temperatuuri tõusmisel Ventiil avatud termostaadis olev vedelik paisub Termostaadis olev gofreeritud toru surutakse kokku ja see omakorda surub spindlit alla kuni ventiili sulgumiseni 57

56 VOOLUHULGA JA SISEÕHUTEMPERATUURI VAHELINE SEOS Kõverjoon a iseloomustab vooluhulga piirajata termostaatventiili Kõverjoon b iseloomustab vooluhulga piirajaga termostaatventiili 58

57 Seda osa ventiili käigupikkusest (tõusust), milles reguleerventiil harilikult töötab nim. nimitõusuks (nominal lift). TSV reageerib ruumiõhu temperatuurimuutustele järkjärgult (viivitusega), mistõttu peale temperatuuri seadesuuruse saavutamist jätkab ventiil veel mõne aja vältel samasuunalist liikumist. Vastupidi temperatuurimuutused ruumis panevad TSV reguleerosa liikuma alles pärast kindla suuruse saavutamist, hüstereesi (harilikult ca 0,5K) ületamist. Selline hilistumine võib jätta mulje soojusväljastuse reguleerimise stabiilsusest, kuigi samal ajal võib süsteemi töö mõnikord olla hoopis ebastabiilne. 59

58 TSV kasutamine võimaldab : 1. tagada vajaliku õhutemperatuuri igas ruumis eraldi ; 2. kompenseerida küttekehade võimalikku üledimensioneeritust ; 3. säästa täiendavalt soojusenergiat, kasutades ära soojuseraldisi ruumi teistelt soojusallikatelt. TSV on teoreetiliselt proportsionaalne regulaator, mis olenevalt reguleeritava parameetri (siseõhutemperatuuri ts) kõrvalekalde suurusest etteantud väärtuse suhtes järk-järgult avab või sulgeb reguleerventiili. 60

59 TSV KUI PROPORTSIONAALNE REGULAATOR Proportsionaalne regulaator avab ja sulgeb reguleerventiili olenevalt kõrvalekalde suurusest etteantud parameetrist. TSV tööpõhimõte sarnaneb nivooregulaatori omale järgmistel eeldustel: - veetase anumas H on õhutemperatuur ruumis - vooluhulk Z on ruumi soojuskaod ; - juurdevoolav veehulk Y on küttekeha soojusväljastus. 61

60 62

61 Veetaseme alanemisel ujuk B liigub alla, avades ventiili V suuruse võrra, mis on proportsionaalne veetaseme muutusega anumas. Veetase anumas on muutumatu kuni sisse voolav veekogus Y on võrdne välja voolava veekogusega Z. Kui Z=0, tõuseb veetase suuruseni Ho, mille juures ventiil V sulgub. Kui Z=max, avaneb ventiil V täielikult ja tasakaal saavutatakse veetasemel Hm. Seega, sõltuvalt kõrvalekalde Z suurusest stabiliseerub veetase anumas mingitel väärtustel vahemikus Ho... Hm. Vahet Ho - Hm nim. proportsionaalsusalaks (P-band). 63

62 TSV proportsionaalsusala on ruumitemperatuuri muutuste selline vahemik, kus vooluhulga ja ruumiõhu temperatuuri vahel kehtib lineaarne sõltuvus. See seos väljendatakse vooluhulga muutusena %-des ruumiõhu temperatuuri muutuse 1K korral. TSV P-tsoonis muutub ruumitemperatuur 1K kui vooluhulk muutub arvutuslikust 0..50% (seega arvutusliku vooluhulga korral muutub ruumitemperatuur 2K). See definitsioon kehtib süsteemile, mis koosneb TSVst, küttekehast ja tagasivooluventiilist. 64

63 Standart + Regutec: Termostaatventiil ilma eelseadistuseta. Radiaatorid tasakaalustatakse sulgliidestega. Peale- ja tagasivoolu sulgemine V-exact + Regutec: Eelseadistatav termostaatventiil radiaatorite tasakaalustamiseks Peale- ja tagasivoolu sulgemine 65

64 Kui me teame radiaatori nominaalvõimsust ning pealeja tagasivoolu temperatuuride vahet, saame määrata arvutusliku vooluhulga. Kui T = 25 K: Φ 0.86 q T q Φ Kui T = 20 K: q Φ Kui T = 15 K: q Φ Kui T = 5 K: q Φ

65 Rõhulang termostaatventiilide valikuks: Rõhulang ei tohi olla liiga väike (min. p 5 kpa) Rõhulang ei tohi olla liiga suur (max. p kpa) Δptrv Δpgrv ΔH 67

66 Ventiili vajalik Kv-arv: q Kv P Arvutuslik vooluhulk valitud ventiilis, kindlal rõhulangul: q Kv P Milline rõhulang tekib ventiilis arvutusliku vooluhulga juures: q P Kv 2 68

67 Termostaatventiili valik Näide nr. 1.: Radiaatori soojusväljastus 2500 W Andev/Tagastav T - 80/60 Arvutuslik vooluhulk: q Φ 0, , l / h Vabarõhk (radiaatorsõlme takistus) ΔH 10 kpa Kv 0, ,34 10 Me valime DN 15 (2K P-ala) Kv = 0,49 Rõhulang ventiilis: P kPa

68 Radiaatori sulgliidese valik Rõhulang radiaatori sulgliideses: pregutec 10 4,9 5,1 kpa Arvutuslik vooluhulk l/h Kv 0, ,48 5,1 Regutec DN 15 Eelseadearv n=0,75 Ilma radiaatori sulgliideseta: q 100 0, l / h 70

69 Termostaatventiili valik Näide nr. 2.: Radiaatori soojusväljastus 2000 W Andev/Tagastav T - 70/50 Projekteeritud vooluhulk : Projekteeritud rõhulang radiaatorsõlmes ΔH 10 kpa q Φ 0, , l / h Kv 0, ,27 10 Valime DN 15 Eelseadistus n = 5 71

70 Termostaatventiili valik 72

71 Termostaatiliste radiaatorventiilide kvaliteedinõuded Näitaja Ühiku d Hea väärtus C Hüsterees* K K W Veetemperatuuri mõju* K K D Rõhuvahe mõju* K 0.3 K Z vastavalt Sulgemisaeg* (*) EN 215 min. 25 minutit A: EEI 0.5 B: EEI 0.6 TELL klassifikaator (Energy Efficiency Indicator): EEI = (C/1.0 + W/1.5(a) + D/1.0 + Z/40) / 4 (a) 1.5 sisseehitatud anduri korral; 0.75 kauganduri korral K pea: EEI = (0,2/ ,4/1.5(1.5) + 0,3/ /40) / 4=0,33!!! 73

72 KÜTTESÜSTEEMID JA SOOJUSSÕLMED 2. päev

73 TASAKAALUSTUSVENTIILID, TASAKAALUSTUSMEETODID 75

74 T.E.T tegeliku elu tegur Süsteemi osad (pumbad, reguleerventiilid, torustik) on vale suurusega. Kasutatud seadmed pole need mida arvestati projekteerimisel (lõppseadmete, reguleerventiilide takistused erinevad projekteeritutest). Toru pole ühendatud nagu ette nähtud, või on muutunud tema asukoht. Ebakõlad eri töövõttude ühildamisel. Vajalikud muudatused ehituse käigus. Ebatäpne töö, vead paigaldamisel. jne 76

75 Vooluhulgad jagunevad nii, et kõik harud süsteemis omavad võrdset hüdraulilist takistust. Pump tagab rõhuvahe.! Saavutamaks projekteeritud vooluhulka süsteemi igas osas peame me tekitama täiendavaid hüdraulilisi takistusi (looma kohttakistusi Dp) 77

76 Tasakaalustusventiili idee Me peame kasutama midagi sellist, mis aitaks meil kõrvaldada eelpool nimetatuid põhjuseid. Tasakaalustusventiil Seadistatav takistus koos mõõtmisvõimalustega. Algidee Tour and Agenturer ilt aastal. Maailma esimene patent tasakaalustusventiilile saadi aastal 1962

77 Tasakaalustusventiilid STAF (äärikühendus) DN 65 kuni400, PN16 DN 20 kuni 400, PN25 STAD (keermesühendus) DN 10 kuni 50 TBV (keermesühendus) DN 15 ja 20 79

78 Staatiline tasakaalustusventiil mida jälgida? Kasutatud materjalid Lihtsalt ja selgelt loetav eelseadearv Piisav reguleerosa käigupikkus Süsteemi parameetrite mõõtmisvõimalus Väikesed tootjapoolsed tolerantsid Sulgemine Tihe sulgumine Seadearvu lukustus Mõõtmistäpsuse graafikud DN10 4 täispööret (= 80 eelseadeasendit) DN täispööret (=440 eelseadeasendit) AMETALTM sulam EPDM tihendiga spindel Lõtkupingutusvedru Käigupiiraja 80 Kiirelt ja lihtsalt ligipääsetavad isetihenduvad mõõteniplid.

79 Tasakaalustusventiilid Staatilise tasakaalustamise jaoks: STAD (Keermesühendus) DN 10 to 50 STAF (äärikühendus) STAF-SG, STAF-R, STAG DN 65 to 300, PN16 DN 20 to 400, PN25 81

80 STAD tasakaalustusventiil AMETALTM sulam EPDM tihendiga spindel Tühjendusotsik Kiirelt ja lihtsalt ligipääsetavad isetihenduvad mõõteniplid. Sulgkraan Mehaaniline mälu Eemaldatava käepidemega ventiil Kõik ühes - STAD Fikseeritud avaga takistus Tühjenduskraan 82

81 STAD tasakaalustusventiil Lõtkupingutusvedrus Käepide koos numbrilise skaalaga (80 seadistusasendit) Tühjendusotsikut saab paigaldada ka hiljem ekspluatatsiooni käigus 83

82 Tasakaalustusventiilid... peavad vastama järgmistele nõuetele: 1. õige reguleermiskarakteristika; 2. tootjapoolsed väikesed tolerantsid (kõik sama suurusega ventiilid peavad sama seadearvu ja rõhkude vahe juures tagama sama vooluhulga); 3. olema kergelt seadistatav ja loetav; 4. mõõteniplid peavad võimaldama väikese ajakuluga kindla ühenduse mõõteriistaga; 5. ventiili käigupikkus peab tagama täpse seadistuse (st. olema vähemalt 4 täispööret); 84

83 Tasakaalustusventiilid 6. seadearvud peavad olema lihtsalt ja arusaadavalt loetavad; 7. seadearvud peavad olema kaitstud soovimatu muutmise vastu; 8. täpsusgraafikud, mis näitavad lubatud maksimaalset kõrvalekallet antud seadearvu juures. 85

84 Kuidas paigaldada tasakaalustusventiil? Täpsuse tagamiseks: 2d Samuti, vähemalt «10 d» pumba ja ventiili vahel. 5d Parim täpsus saavutatakse ventiili paigaldamisel voolu suunas (voolusuund reguleerosa alla). 86

85 Kuidas paigaldada taskaalustusventiil? Tagastav Kui tasakaalustusventiil on paigaldatud õigesti tagasivoolule, siis on tühjendusotsikut võimalik kasutada süsteemi tühjendamiseks. 87 Andev

86 Kuidas valida tasakaalustusventiile... 88

87 Eelseadistuse arvutus Meil on vaja teada: Projekteeritud rõhulangu lõpp- ja lisaseadmetes. Projekteeritud rõhulangu reguleerventiilides. Rõhukadusid torustikus. 3 sammu: Pumba minimaalne tõstekõrgus. STAD 2 kpa Rõhulang Dp, mille võtavad enese kanda tasakaalustusventiilid. Eelseadearvu (ka läbimõõdu) määramine olenevalt vooluhulgast ja rõhulangust. 89

88 Eelseadistuse arvutamine 3 Arvutus lõppeb minimaalse pumba tõstekõrguse leidmisega. 1 Arvuta, milline on nõutav rõhuvahe viimases ringluskontuuris. p = 90 kpa p = 15 kpa p = 14 kpa STAD 16 4 Arvuta rõhulang tagurpidi, leidmaks tasakaalustusventiilide seadistust. 2 kpa 14 2 Lisa rõhulang torustikus järgmisele ringluskontuurile. See on selle ringluskontuuri vabarõhk, võrdle seda minimaalse nõutavaga. Kasuta neist suuremat. 90

89 Kuidas valida tasakaalustusventiili? Kv-arv on arvutatav teades vooluhulka ja rõhulangu. Sõltuvalt Kv-arvust valitakse ventiili DN nii, et seadearv oleks ca 75% ventiili täiesti avatud asendist. Näide: vooluhulk = 1,6 m³/h Dp = 10 kpa Kv = 5 STAD 25 2,4 pööret 91

90 Tasakaalustusventiilide täpsusgraafikud Suhteline viga STAD Suhteline viga Seadearv (pöörded) STAF Seadistus [%] Täpsusgraafikud kehtivad kui on järgitud 5D/2D reeglit. Kui tasakaalustusventiili rõhulang Dp on teada enne taskaalustamist, siis see väärtus põhineb arvutustel jooniste järgi. Alati on erinevusi projekti ja tegelikkuse vahel. Ventiili seadistus peab olema ligikaudu 75% kogu avatusest see tagab hilisema projekteeritud väärtuse korrigeerimise vastavalt reaalsele olukorrale nii, et ventiili avatus jääb kõige täpsemasse reguleerimisalasse. 92

91 Kuidas valida taskaalustusventiili? Väga tihti on rõhulang teadmata. Sel juhul on soovitav võtta minimaalselt rõhulanguks täiesti avatud ventiilile 3 kpa Näide: Vooluhulk = 23 m³/h 3 kpa DN 80 93

92 Hüdrauliline moodul 1 Tupiksüsteem 2 1 tasakaalustusventiil igale voolukontuurile 3 Pea tasakaalustusventiil = Partnerventiil 94

93 Mooduliteks jagamine 95

94 Mooduliteks jagamine Lihtsustame joonist 96

95 Mooduliteks jagamine 7 m3/h 7 m3/h 1 m3/h 1 m3/h 1 m3/h Voolu jagunemisel kahe paljude tarbijatega haru vahel vali suurema vooluhulgaga haru Märkus: kaheks jagunemine võib olla 7 m3/h 1 m3/h 1 m3/h 1 m3/h Voolu jagunemisel ühe ja mitme tarbijaga haru vahel vali alati olenemata vooluhulgast mitme tarbijaga haru või 97

96 Mooduliteks jagamine =

97 Mooduli tasakaalustamine Iteratsiooni e. katse-eksituse meetod see muutub tänu moodulite hüdraulilisele vastasmõjule kiiresti õudusunenäoks 99

98 Mooduli tasakaalustamine Kasutage proportsionaalsuse põhimõtet

99 Mooduli tasakaalustamine Proportsionaalsuse reegel rakendub iseenesest nendele moodulitele, mis jäävad häiringu allikast tahapoole (pumba poolt vaadatuna) 101

100 Tasakaalustusmeetodid Proportsionaalne meetod võetud üle ventilatsioonisüsteemde häälestamise metoodikast tasakaalustatud süsteemi rõhulangud pole optimaalsed Kompensatsioonimeetod (Prof. Robert Petitjean) koos tasakaalustusventiilidega projekteeritud süsteemile tasakaalustatud süsteemi rõhulangud on optimaalsed TA Balance meetod (Prof. Robert Petitjean) täielikult arvutiseeritud: automaatselt määratakse võrdlusventiil tasakaalustatud süsteemi rõhulangud on optimaalsed 102

101 Kompensatsioonimeetod Võrdlusventiil (referents TKV) Seadistatakse arvutusliku vooluhulga juures rõhulangule 3 kpa 103

102 Kompensatsioonimeetod Võrdlusventiil Partnerventiil % Võrdlusventiilis seadistatakse vajalik vooluhulk partnerventiili abil 104

103 Kompensatsioonimeetod Võrdlusventiil Partnerventiil % Vajaliku vooluhulga seadistamise ajal TKV-s 4 hoitakse partnerventiili abil vooluhulk võrdlusventiilis muutumatuna 105

104 Kompensatsioonimeetod % 2 100% 1 Tasakaalustusprotseduur jätkub TKV-ga 3. Võrdlusventiilis ja TKV-s 4 taastatakse arvutuslikud vooluhulgad tänu proportsionaalsusseadusele ühe käeliigutusega 106

105 Kompensatsioonimeetod TÖÖKINDEL Igat TKV-i on vaja seadistada ainult üks kord Minimaalsed lisarõhukaod 3 inimest 2 CBI Tülikas kui võrdlusventiiliks ei ole kaugeim TKV moodulis 107

106 TA Balance meetod TA Balance on CBI-sse sisseprogrammeeritud tasakaalustusmeetod: 1.Iga TKV-d mõõdetakse ainult kaks korda 2.Arvutab moodlis paiknevate TKV-de jaoks sobivaimad seadearvud Eeltööd: Partnerventiil avatakse lõpuni Vooluringide TKV-d seatakse poole peale 108

107 TA Balance meetod Kõigis TKV-des : 1) mõõdetakse esialgne vooluhulk 2) suletakse TKV 3) mõõdetakse rõhuvahe 4) taastatakse algasend 5) sisestatakse arvutuslik vooluhulk Partnerventiilis: 1) suletakse TKV 2) mõõdetakse rõhuvahe CBI arvutab ja väljastab vajalikud eelseadearvud

108 TA Balance meetod CBI poolt arvutatud tulemused tagavad vooluringide proportsionaalse tasakaalustatuse moodulis minimaalsed võimalikud rõhulangud TKV-des. Arvutusliku vooluhulga seadistamine partnerventiilis järgmise sammuna annab meile vajalikud vooluhulgad mooduli igas TKV-s

109 TA Balance meetod Töökindel Minimaalsed rõhulangud Üks inimene Üks CBI Suurima takistusega vooluring moodulis leitakse automaatselt Säästab üle 25% tasakaalustamisele kuluvast ajast 111

110 Optimaalne tasakaalustamine Minimaalsed rõhukaod TKV-des 1 3 Avada peaventiil lõpuni ja muuta pumba kiirust 2 Ringluspumba poolt arendatav liigne rõhk kustutatakse peaventiilis 112

111 Püstikute ja harude tasakaalustamine 15 kpa 12 kpa STAD DN 10 to 50 3 kpa 20 kpa 12 kpa 8 kpa 35 kpa 60 kpa 55 kpa 5 kpa 20 kpa 25 kpa 45 kpa 20 kpa 15 kpa 35 kpa 20 kpa STAF DN 20 to kpa 25 kpa TA CBIII 113

112 On/off reguleerimisega süsteemid STAD/STAF Standard + K-pea V-exakt + DX-pea STAP TBV-C 114

113 STAP 115

114 Kuidas see töötab? Mõõteventiil STAD + Vooluhulga mõõtmine DH DP + Rõhuvahe stabiliseerimine - Dp regulaator STAP 116 -

115 On/off reguleerimisega süsteemid STAD/STAF STAP DA

116 Eeskujulikult lahendatud küttesüsteem 5-kordne elumaja Tartus 2-toruküttesüsteem rõhu reguleerimisega harude kaupa 118

117 ÕHK KINNISTES SÜSTEEMIDES Probleemid põhjused tagajärjed õhu tekkimine lahendus

118 Õhk süsteemis Tekitab probleeme Radiaator on osaliselt või üleni külm Müra Korrosioon Sage süsteemi täitmisvajadus 120

119 Õhk süsteemis Kuidas satub? 1. Täiteevees on alati mingi hulk lahustunud gaase 2. Õhk jääb lõksu peale süsteemi täitmist 3. Difusioon 4. Õhk imbub süsteemi kui meil on süsteemis alarõhk 121

120 Lahendused sõltuvad gaaside olekust Igale gaasi olekule on oma lahendus ZUT lekkevaba õhueraldaja püsib kuiv Helistill ZUV mikromullide eraldaja kombineerib eneses kõikide eraldajate põhimõtted Vacusplit VENTO deaeraator töötab astmeliselt vaakumiga 122

121 Automaatne õhutusklapp versus õhuseparaator Mullid kantakse veevooluga kaasa. Halvim kõikidest variantidest Separaator õhu kiireks eemaldamiseks 123 Üksikud mullid leiavad tee õhutusklappi. Õhueraldus on madal ja toimub ainult väikestel voolamiskiirustel < 0.5 m/s Pöördel tekkiva turbulentsi tõttu ainult väike osa mullidest eraldatakse õhutusklapi kaudu

122 Automaatne õhutusklapp vs õhuseparaator Separaatorid sobivad suurepäraselt õhu korduvaks eemaldamiseks süsteemist. Automaatsed õhutusklapid paigaldatakse süsteemi kõrgematesse punktidesse ja toimivad ainult süsteemi täitmisel ja tühjendamisel. Õhutusklapp tõusval voolusuunal Gaasidega küllastatuse aste, % Õhutusklapp langeval voolusuunal Õhutusklapp horisontaalsel torulõigul Mikromullide separaator Küllastuskõver Aeg, h 124

123 Mikromullide separaator Lekkekindel õhutusklapp eraldatud gaaside eemaldamiseks Optimaalne kombinatsioon kõikidest teadaolevatest eralduspõhimõtetest: voolamiskiiruse vähendamine plaadid tsentrifugaaleffekt koaleerumine Ühendused: Valgevasest korpusega DN 20 DN 40 keermesühendus Teraskorpusega DN 50- DN 300 äärik- või keevisühendus 125

124 SOOJUSSÕLM 4 E tp,pv tp,tv 126 M ts,pv ts,tv 3 2 1

125 Õhuseparaator vs vaakumdegasaator 127

126 Eeskujulikult lahendatud soojussõlm ja küttesüsteem... 5-kordse elumaja soojussõlm Tartus 128

127 129

128 SOOJUSSÕLM E tp,pv tp,tv 130 M 4 ts,pv ts,tv 3 2 1

129 RÕHU HOIDMISE PÕHIMÕTTED, PAISUPAAKIDE ARVUTUS

130 = 132

131 = 133

132 = 134

133 Mis on vajalik sobiva rõhu hoidmiseks? 1. Vesi paisupaagis 2. Ülerõhk küttekehas 135

134 Mis on vajalik sobiva rõhu hoidmiseks? Piisava veevaruga paagis ja piisava staatilise rõhuga süsteemis võid sa ilma probleemideta õhutada küttekeha 136

135 Mis on vajalik sobiva rõhu hoidmiseks? Vaakum = Hg p atm! Ilma piisava veevaruta ja staatilise rõhuta algavad probleemid! 137

136 Miinimum veevaru Vv Veevaru Vv (vastavalt EN Lisa D) Vv * VA 3l kus: Vv = miinimum veevaru VA = süsteemi veemaht 138

137 Staatiline rõhk 3m H2O = 0,3 bar Sõltuvalt riigist soovitav 3 m 139

138 0,x = 0,3 bar = 0,7 140 bar = 0,7 bar 7m

139 0,1 = 0,3 bar = 0,8 bar 141 = 0,7 bar 7m

140 0,2 = 0,3 bar = 0,9 bar = 0,7 bar 7m

141 0,3 = 0,3 bar = 1,0 bar = 0,7 bar 7m

142 0,3 = 7m 1,0 bar 144 = 0,5 bar 7m

143 8m 0,8 = 7m 1,5 bar 145 = 1,5 bar HALLO?

144 0,x?,? 0,x?,? bar bar 0,3?,? bar bar 0,8?,? bar bar bar bar 7m 0,7 bar 0,7 bar 1,0 bar = 0,5 bar = 0,7 bar = 1,0 bar 1,5 barbar = 1,5 bar

145 Eelrõhu mõõtmine Kuidas mõõta eelrõhku p0 töötavates paisunõudes?? 147 Alati kasuta sulgventiili? =

146 Arvutuse üldpõhimõtted 1. Paisumismahu arvutamine MAHT 2. Efektiivsus-/rõhuteguri arvutamine RÕHUD 3. Paagi arvutus ja valik 3

147 1. Paisumismahu arvutamine 1. Süsteemi veemaht VA VA = VA * Q kus: 4 = süsteemi 1 kw veemaht (olenevalt küttekehade tüübist ja ΔT) Q = süsteemi võimsus kw VA

148 1. Paisumismahu arvutamine 2. Paisumismaht Ve Ve = e * VA + (1.1 * VK) kus: 5 e = paisumistegur VK = veehulk, mis võib aurustuda päikeseküttesüsteemides

149 1. Paisumismahu arvutamine 3. Veevaru Vv (nõue EN Lisa D järgi) Vv * VA 3l 6

150 1. Paisumismahu arvutamine 4. Süsteemi veemaht Vn Vn = (Ve + Vv + 5*) kus: 7 * = kui kasutada Vento deaeraatorit

151 2. Efektiivsuse arvutus Efektiivsus =? Muutuva rõhuga ehk nn eelrõhuga paisupaakidele = Paisupaagi veega täituvuse aste. Rõhutegur Df. Df = 1 efektiivsus = (pe + 1) (pe P0) Muutumatu rõhuga paisupaakidele: Df = 1.1 8

152 2. Efektiivsuse arvutus P0 = HST/10 + pd pz kus: HST = paisunõu ja kõrgeima punkti vaheline staatiline rõhk (veesamba kõrgus) pd = aurustumisrõhk pz = minimaalne sisendrõhk seadmetele, n: ringluspump (kavitatsiooni vältimiseks) või soojusgeneraatorid (minimaalse töörõhu tagamiseks) pa = P pe = PSV 0.1PSV (0.5b min. Pneumatex ile) 9

153 2. Efektiivsuse arvutus 10

154 3. Paagi arvutus ja valik Arvutatud nominaalmaht VN VN = Vn * Df Valitud paak arvutuslik nominaalmaht 11

155 Lähteandmed: Süsteemi võimsus: 1250 kw Paneelradiaatorid Temperatuurirežiim: 80/60 C Kaitseklapp: 3 bar Staatiline kõrgus: 12m 12

156 1. Paisumismahu arvutamine: Süsteemi võimsus: 1250 kw + plaatradiaator + 80/60 C: VA = 1250 kw * 10.1 l/kw = l e = Ve = 12,625 * = 362 l Vv = 12,625 l * 0.5% = 63,125 l Vn = ( ) = 425 l 13

157 2. Efektiivsuse arvutus Staatiline kõrgus: 12 m P0 = 12m/ = 1.5 bar Kaitseklapp: 3 bar pe = = 2.5 bar Df muutuva rõhuga paisupaakidele = ( )/( ) = 3.5 Df püsiva rõhuga paisupaakidele =

158 3. Paagi arvutus ja valik Muutuva rõhuga paisupaagi maht: 425 * 3.5 = l SG Püsiva rõhuga paisupaagi maht: 425 * 1.1 = l CU C10.1-6F 15

159 SelectP! 161

160 SelectP! 162

161 Compresso: kasutusala 163

162 Transfero: kasutusala