e-gépész online szaklap

Hidraulikai interaktivitás 2.

| | |  0 | |

A hidraulikai interaktivitás a hidraulika egyik alaptétele, mellyel a tervezői munka során nap, mint nap találkozunk. Hidraulikai interaktivitás jelentkezik azon fogyasztói hálózatokban, amelyekben egyes fogyasztók párhuzamosan, mások velük együtt sorba vannak kötve. Így az egyik fogyasztói körben bekövetkező térfogatáram változás hatással van a többi fogyasztói körre. Az alábbiakban azt vizsgáljuk, hogy milyen módon tudjuk elkerülni a rendszerekben a hidraulikai interaktivitást.

Az interaktivitás elkerülésének egyik módja, hogy a sorba kötött fogyasztói rendszereket, hálózatokat egy bypass vezetékkel szétválasztjuk. Ennek egyik lehetséges módja a nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő kialakítása, mely lehet:

- Nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő kialakítása by pass vezeték beépítésével (1. ábra)
- Nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő kialakítása hidraulikus váltó használatával (2. ábra)

1. ábra Nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő kialakítása by pass vezetékkel

2. ábra Nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő hidraulikus váltóval

Amennyiben a primer („energiatermelő”) és a szekunder oldali fogyasztói hálózat közvetítő közeg térfogatárama megegyezik, ill. a primer („energiatermelő”) oldali közvetítő térfogatáram nagyobb, mint a szekunder oldali, akkor a különböző módon kialakított nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtők hasonló módon viselkednek. A primer és a szekunder hálózat hidraulikailag nem befolyásolja egymás működését ill. a szekunder oldali fogyasztók előremenő közvetítő közeg hőmérséklete megegyezik a kazán ill. a folyadékhűtő előremenő közvetítő közeg hőmérsékletével.
Ha részterheléses üzemállapotban, vagy a hidraulikai beszabályozatlanságból adódóan a szekunder oldali közvetítő közeg térfogatárama nagyobb, mint a primer oldalié, a különböző módon kialakított nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtők eltérő módon viselkednek.

By pass vezetékkel rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő működése

3. ábra By pass vezetékkel rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő működése

A 3. ábra szerinti fűtési rendszer szabályozását a kazánok léptetésével és az időjárás függő szabályozás kétutú motoros szelepeivel érjük el. Az elosztó hurok ellenállását az osztó-gyűjtő DE by pass vezetékkel való összekötésével csökkentjük a hidraulikai interaktivitás elkerülése érdekében. Tételezzünk fel egy olyan üzemállapotot, amikor a két azonos szekunder oldali fogyasztói csoport szivattyúi a primer térfogatáram 150%-át keringtetik. Ebben az esetben az „A” pontból a teljes primer oldali térfogatáram 75%-a lép be a fogyasztói körbe, 25%-ot hagyva a második fogyasztói csoport áramkörének. A második áramkör szintén a 100%-os térfogatáram 75%-át kapja, de csak 25%-ot az előremenőből és 50%-ot saját visszatérőjéből, így a „C” pontban 25% melegvíz keveredik 50% visszatérő hőmérsékletű vízzel, ami a mértezési 90 ?C helyett alacsonyabb, 69 ?C-os előremenő hőmérsékletet eredményez. Amennyiben növeljük a második áramkör szivattyújának térfogatáramát, a helyzet még rosszabb lesz.
A DE by pass vezetékbe épített visszacsapó szelep beépítésével csak a primer és szekunder oldali szivattyúk sorba kötését érjük el, mely kedvezőtlenül befolyásolja a kétutú szabályozó szelepek működését ill. a különböző üzemállapotokban a fogyasztók egyes csoportjainál közvetítő közeg térfogatáram többlet, másoknál térfogatáram hiány lép fel.

A by pass vezetékbe visszacsapó szelepet, membrán szelepet nem szabad beépíteni!
A fenti példából jól látszik, hogy a primer és a szekunder oldali közvetítő közeg térfogatáram hidraulikai egyensúlyának felbomlásakor a by pass vezetékkel rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtők esetében az utolsó fogyasztóknál lépnek fel teljesítmény problémák.

Hidraulikus váltóval rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő működése

A 4. ábrán négy folyadékhűtővel üzemelő hűtött vízrendszer elvi kapcsolása látható. Ha az üzemelés alatt a Vs térfogatáram nagyobb, mint a folyadékhűtők Vg térfogatárama, a hidraulikus váltóban a Vb térfogatáram a „B” pontból az „A” pont felé áramlik. Az „A” pontban keveredési hely alakul ki, így a ts vízhőmérséklet magasabb lesz a tervezett értéknél és a folyadékhűtők teljesítménye nem vihető át a szekunder hálózatra ill. romlik a rendszer hatásfoka.

4. ábra Hidraulikus váltóval rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtő működése

A fenti példában jól látszik, hogy a primer és a szekunder oldali közvetítő közeg térfogatáram hidraulikai egyensúlyának felbomlásakor a hidraulikus váltóval rendelkező nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtők mindegyik fogyasztójánál teljesítmény problémák lépnek fel, de ez kisebb mértékű, mint a by pass vezetékkel rendelkező osztó-gyűjtők utolsó fogyasztóinál fellépő teljesítmény probléma.

A nyomáskülönbség nélküli osztó-gyűjtők kialakításánál ill. a rendszerek működtetésénél nagy gondot kell fordítani az alrendszerek közvetítő közeg térfogatáram egyensúlyának fenntartására. Az egyensúly felbomlásakor nem biztosítható a szekunder oldali fogyasztók tervezett teljesítménye.

A hidraulikus váltó felépítése

A hidraulikus váltó feladata a különböző -változó és állandó térfogatáramú - rendszerek hidraulikai szétválasztása ill. a két rendszer térfogatáram egyenlősége esetén az előremenő és a visszatérő hőmérsékletek egyenlőségének biztosítása.
A hidraulikus váltó akkor működik helyesen, ha az elválasztott rendszerek egyikében bekövetkező szivattyú munkapont változás nem hat a másik rendszerre.

Gyakori hiba, hogy hidraulikus váltóként egyszerű puffer tartály kerül beépítésre a rendszerbe, mely hibás működést eredményez!

5. ábra Túl nagy átmérővel rendelkező hidraulikus váltó

Az 5. ábra szerinti hidraulikus váltó például túl nagy átmérővel rendelkezik, ezért a primer és a szekunder kör rövidre záródik, így pl. hűtési rendszerekben a folyadékhűtő igen gyakran, és csak rövid időszakokra kapcsol be, míg a szekunder oldalon a fogyasztók nem jutnak megfelelő hőmérsékletű hűtött vízhez.

Hidraulikus váltók egyszerű kialakítása

A 6. ábra egy egyszerű, fűtési rendszerekben használatos hidraulikai váltó kialakítást ábrázol.

6. ábra Egyszerű hidraulikus váltó fűtési rendszerekbe

A hidraulikus váltó átmérője a csatlakozó csővezetékek névleges átmérőjének a háromszorosa ill. a csőcsonkok 3 d (névleges átmérő) távolságra vannak eltolva egymáshoz képest a 6. ábra szerint.

Nagy átmérőjű hidraulikus váltó kialakítása

Nagy átmérőjű hidraulikus váltó és puffer tartály esetében az 5. ábra szerinti hibás működést például a 7. ábra szerint kialakított szerkezeti felépítéssel lehet megakadályozni hűtési rendszerek esetében. Az átmenő alsó csővezeték alsó részén, a felső csővezeték felső részén megfelelő átmérőjű és számú furatok vannak kialakítva a hidraulikai interaktivitás és a rövidzár elkerülése végett.

- A hidraulikus váltók kialakítása és méretezése elsősorban a gyakorlatban elvégzett méréseken alapul. Csak olyan hidraulikus váltót tervezzünk és használjunk, melynek megfelelő működéséért a gyártó garanciát vállal!

7. ábra Nagy átmérőjű hidraulikus váltó kialakítása hűtési rendszerben

Hozzászólás

A hozzászóláshoz be kell jelentkeznie.

Facebook-hozzászólásmodul