Descriere

Odata cu prabusirea barierelor politice dintre Vest si Est incepand cu anii 90, au inceput sa cada si bariere de ordin economic, au inceput sa se schimbe standarde, mentalitati, opinii, care parand de neconceput pana mai ieri, ajung astazi sa fie puse in practica ca niste proiecte absolut firesti, si care ne fac sa ne intrebam cum am reusit sa traim fara ele. Aceasta deschidere dintre cele doua blocuri, ne-a mai adus insa ceva foarte important: informatie, insa in mod exploziv in ”cantitati” uriase. Din pacate acest ”import” care a fost emis si receptionat de-a valma, de multe ori a creat confuzii, a fost privit de alte ori cu suspiciune, a creat patimi, dar ne-a si invatat multe, si ne-a relevat solutii noi la probleme vechi.

A aparut sectorul privat si treptat a inceput sa se dezvolte, dar din pacate nu in ritmul asteptat. Foarte important este insa faptul ca, desi acesta este inca mai restrans decat cel de stat, totusi, el reprezinta principalul consumator de tehnologie avansata in toate domeniile, inclusiv in domeniul instalatiilor, unde cerintele si realizarile sunt din ce in ce mai mari si spectaculoase. Incepand cu instalatii de HVAC automatizate, pana la cele integral controlate prin dispecer, (conectate la un sistem BMS), toate au avut rezultate bune in functionare in ceea ce priveste randamentul, dar nu s-a tinut totdeauna cont de toate aspectele tehnice, neglijandu-se de exemplu variatiile mari de presiune diferentiala din diferite faze de functionare ale instalatiei in regim automat, variatii care induc automat alt punct de functionare al pompelor de circulatie de multe ori mutat spre extremitatea graficului de functionare al acestora dar care pot avea si alte consecinte nedorite, cum ar fi debite variabile prin sursa, sau variatii necontrolate ale temperaturii agentului termic spre partea de distributie din sistem.

Lucrurile difera destul de mult in cazul buclelor de reglaj cu vane cu trei cai amestecatoare sau deviatoare fata de cele cu vane de reglaj cu doua cai. In continuare vom prezenta cazul vanelor cu trei cai, mult mai folosite in instalatiile de automatizare din Romania.

1.Cazul vanei cu trei cai cu functie de amestec

O vana cu trei cai utilizata pentru amestec poate alimenta un circuit cu debit constant si temperatura variabila. Debitul primar cu temperatura tp este amestecat cu agentul secundar de pe conducta de intoarcere cu temperatura tr in proportia necesara pentru a obtine temperatura de amestec necesara t_s .

Cand racordul E se deschide, racordul L se inchide in aceeasi proportie. Al treilea racord ramane deschis. Cand racordul E este inchis, vana cu trei cai este inchisa si nu poate fi extrasa energie din primar. Temperatura ts este egala cu tr, care treptat ajunge valoarea temperaturii medii din camera.
Vana de echilibrare STAD-2 poate ajusta debitul la valoare necesara. In principiu, o rezistenta hidraulica egala cu cea a lui G trebuie creata in bypass cu ajutorul lui STAD-3 pentru a obtine acelasi debit qs indiferent daca vana cu trei cai este deschisa sau inchisa. In acest caz vana cu trei cai este echilibrata.

• Autoritatea vanei cu trei cai

Vom inlocui vana cu trei cai cu doua vane cu doua cai, care lucreaza in sens contrar. Se obtine aceeasi functie de amestec.

Vana VE reprezinta racordul de reglaj. Caderea ei de presiune la debitul de proiect este pv. Daca debitul in circuit qs este constant, inaltimea de pompare H este constanta asa cum sunt si pierderile de sarcina din circuit. Rezultatul este ca diferenta de presiune pD c este constanta. Aceasta diferenta de presiune este aplicata vanei VE cand aceasta este inchisa. Prin definitie, autoritatea vanei este data de raportul dintre

Δp ( vana deschisa) si Δp (vana inchisa). Astfel:

Aceasta autoritate este egala cu 0,5 sau chiar mai mare daca  ΔpV ≥ ΔpG. Acest lucru inseamna ca pierderea de sarcina prin vana cu trei cai trebuie sa fie cel putin egala cu pierderea de sarcina in circuitul cu debit variabil, G, inclusiv in conducte.

Circuitul de mai jos conduce la obtinerea unui debit constant in unitatea de producere, iar autoritatea vanei este aproape 1.

Un bypass AB si o pompa pe primar pot conduce la un debit produs constant si la o autoritate a vanei cu trei cai aproape 1

De fapt, vana cu trei cai preia din si descarca in bypass-ul AB, care formeaza practic, o unitate virtuala de producere fara pierderi de sarcina. In acest caz, autoritatea vanei cu trei cai este:

Cum  ΔpDBAE  este mai mica, autoritatea vanei de reglaj este aproape 1.

2. Cazul vanei cu trei cai deviatoare

Cand se utilizeaza pentru ocolire, o vana cu trei cai poate alimenta un circuit cu un debit variabil si temperatura constanta mentinand practic, debitul primar constant.

• Vana de ocolire montata intr-un circuit de ocolire

Debitul primar este transmis prin racordul E sau bypass-at prin racordul L. In principiu, el este constant. Vana de echilibrare STAD-1 amplasata pe conducta cu debit constant, limiteaza debitul prin crearea unei pierderi de sarcina constanta.

Cum vana cu trei cai din circuitul de distributie este utilizata pentru mentinerea constanta a debitului primar pentru evitarea interactiunii intre circuite, este logic sa se ia orice masura care este necesara pentru a satisface acest obiectiv.

Acest lucru este realizat prin montarea unei vane de echilibrare STAD-3 in bypass pentru a crea o pierdere de sarcina echivalenta cu cea a lui C pentru acelasi debit. Astfel, debitul primar este neschimbat daca racordul E sau L este complet deschis deoarece rezistentele hidraulice in serie cu aceste racorduri au aceeasi valoare.

Cea mai importanta vana de echilibrare este STAD-1. STAD-3 poate fi omisa daca pC este mai mica decat 0,25H.

Vanele cu trei cai sunt, de obicei, proiectate pentru a realiza functia de amestec: doua intrari si o iesire. Utilizarea lor pentru ocolire cu o intrare si doua iesiri va genera circulatia apei intr-o directie inversa celei planificate. Pentru unele vane, aceasta inversare poate duce la o crestere semnificativa a nivelului de zgomot si a vibratiilor vanei.

• Circuit de ocolire utilizand o vana de amestec cu trei cai

De aceea, ocolirea cu o vana cu trei cai este obtinuta prin plasarea vanei în circuitul de intoarcere asa cum se prezinta in figura. Aceasta furnizeaza aceeasi functie cu respectarea in acelasi timp a directiei de curgere prin vana.

In ambele cazuri, autoritatea vanei este:

Pentru a obtine o autoritate de cel putin 0,5, pierderea de sarcina in vana cu trei cai trebuie sa fie egala sau mai mare decat pierderea de sarcina in unitatea terminala C.

In acest material am incercat sa explicam probleme care apar in circuite automatizate cu vane cu trei cai. Totodata am incercat sa prezentam si cateva solutii simple dar care imbunatatesc semnificativ functionarea instalatiei din punct de vedere hidraulic si in consecinta si din punct de vedere energetic.