APPLICAZIONI & DIMENSIONAMENTO
1. INTRODUZIONE
Le valvole di regolazione sono quelle apparecchiature in
un anello di regolazione che, azionate da un segale di un
controllore, governano la quantità d'energia (utilizzando
come mezzo l'acqua o il vapore).
Questi apparecchi di controllo si trovano in tutti i sistemi di
riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria.
La corretta selezione è molto importante per la
controllabilità dell'anello di regolazione specificato e per la
soddisfazione del cliente.
L'apparecchio di regolazione (valvola ed attuatore) deve
essere scelto in accordo ai requisiti di progettazione
dell'applicazione e deve risultare in una lineare coerenza
fra il segnale in uscita e la variabile controllata.
2. CONSIDERAZIONI SUL
DIMENSIONAMENTO E L'APPLICAZIONE
Se il sistema deve essere preparato per la connessione ad
una rete di teleriscaldamento, i postriscaldamenti ambiente
(radiatori, convettori e batterie di riscaldamento) devono
essere collegati con valvole a 2 vie, in accordo ai sistemi 1
o 2 e dimensionati per temperature d'acqua di 80°C/40°C,
in base alle temperature esterne predominanti.
Nel caso in cui i posriscaldamenti d'aria siano dimensionati
per una temperatura di ritorno di 50°C, il gruppo di
riscaldamento dell'aria deve essere sempre collegato alla
caldaia in una configurazione di bypass, con una valvola a
3 vie controllata automaticamente. Ciò garantisce una
sufficiente elevata temperatura di ritorno. Se i riscaldatori
dell'aria devono essere collegati ad una rete di
teleriscaldamento, le specifiche per la loro temperatura e
pressione devono essere adeguate per tale
funzionamento.
Se non ci sono probabilità di un successivo collegamento
ad una rete di teleriscaldamento, il sistema deve essere
dimensionato per funzionare a 80°C/60°C in base alle
temperature esterne predominanti.
I riscaldatori devono essere collegati con valvole a 2 vie, in
una configurazione di bypass (sistema 2), che consente il
calcolo attraverso la caldaia, o con una valvola a 3 vie
(sistema 4). Selezionare la configurazione che realizza un
sistema meno costoso.
I postriscaldamenti per aria esterna o per una miscela aria
esterna aria di ricircolo devono essere sempre corredati di
pompa di circolazione per prevenire il gelo. Se sono
impiegati questi riscaldatori, deve essere installato un
termostato antigelo nella tubazione più bassa dell'acqua,
per arrestare automaticamente il ventilatore di mandata e
chiudere le serrande di aria esterna in caso di rischio di
gelo.
2.1 Parametri Caratteristici
• Valore - KV
Qui di seguito alcuni valori di peso specifico delle miscele
acqua/glicole:
Il valore Kv indica la capacità di portata d'acqua della
valvola. Caratterizza il volume di portata d'acqua [m3/h]
misurando una pressione differenziale di 1 bar.
valori espressi in ρ [kg/dm ]
3
a) Miscela di Glicolepropilene/Acqua
• Valore - CV
(esempio: Höchst Antifrogen L)
Negli Stati Uniti, è normalmente usato il valore CV ed è
relativo alla di portata [gal/min] per ottenere una pressione
differenziale alla valvola di 1psi [lb/sq in].
KV = 0.86 CV

Temp.
Volume % di Antifrogen L
16%
CV = 1.17 kV
25%
38%
47%
100%
-20°C
-
-
1.0500
1.0618
1.0766
• Valore - KVS
-10°C
-
1.0323
1.0472
1.0582
1.0710
Usando il Valore - Kvs, il Valore - Kv è riferito alla Corsa H
= 100%.
0°C
1.0184
1.0302
1.0438
1.0538
1.0647
10°C
1.0168
1.0275
1.0400
1.0487
1.0576
20°C
1.0149
1.0241
1.0357
1.0431
1.0500
30°C
1.0111
1.0200
1.0305
1.0369
1.0421
• Valore - Kvr
Il valore Kvr definisce il più piccolo valore di Kv, che
soddisfa le tolleranze delle caratteristiche delle valvole.
• Capacità di regolazione (Rangeability) SV
b) Miscela Glicoletilene/Acqua
La rangeability Sv caratterizza la relazione fra Valore Kvs e Valore- Kvr.
(esempio: Höchst Antifrogen N)
Temp.
Volume % di Antifrogen N
Sv = Kvs / Kvr
20%
• Calcolo con i Valori - KV (Fluido Acqua)
kv = V / √ (∆pv )
∆pv = (V / kv )
2
V = kvx√ (∆pv )
V = Portata in [m3/h]
∆pv Pressione differenziale in [bar]
• Conversione per altri fluidi
kv = Vx√ (ρ / ∆pv )
ρ = Peso specifico in[[kg/dm3]
Nelle applicazioni dove sono richieste le miscele di acqua
e glicole, principalmente impiegate nei sistemi di recupero
di calore in applicazioni aria/acqua, è necessaria la
conversione per le differenze di peso specifico delle
miscele. Queste miscele sono utilizzate per abbassare la
temperatura di gelo, dello scambiatore di calore, dovuta
all'aria esterna.
EN3C-0156 0399R5-MA
A-2
27%
39%
52%
100%
-20°C
-
-
1.0820
1.1045
1.1695
-10°C
1.0400
1.0570
1.0790
1.1010
1.1630
0°C
1.0385
1.0545
1.0755
1.0970
1.1560
10°C
1.0360
1.0510
1.0715
1.0920
1.1495
20°C
1.0330
1.0475
1.0670
1.0870
1.1425
30°C
1.0290
1.0430
1.0620
1.0815
1.1360
Come indicato precedentemente, le valvole a 3 vie sono
impiegate per minimizzare le variazioni di pressione e di
bilanciamento delle portate nei sistemi.
V2
In ogni circuito di regolazione esiste un punto di miscela e
di deviazione. Nelle nuove realizzazioni la valvola è
installata nel punto di miscela. Quando si rinnovano gli
impianti, dovrebbero essere mantenute le valvole
deviatrici, se il circuito era stato progettato originariamente
in quel modo.
M
V3
C
C
B
AB
M
V
A
∆ PA
Fig. 1. Valvola a 3 vie come deviatrice
V1
Pc
∆ Pc
∆ P2
∆ Pp
∆ P3
2.2 Valvole miscelatrici o deviatrici
Fig. 3. Perdite di pressione in un tipico circuito con valvola
a 3 vie miscelatrice
La perdita di pressione per la valvola selezionata sarà ∆pA,
per una data portata. Per la stessa portata la perdita di
pressione attraverso il carico sarà ∆pc.
A
AB
Pressione all'otturatore A:
B
pA = pc − ∆pc − ∆pA
q
B
Fig. 2. Valvola a3 vie come miscelatrice
AB
A
V
C
q
AB
V1
B
q=0
C
M
Fig. 4. Valvola a 3 vie con passaggio acqua dalla porta A
aperta
A
M
B
AB
A
q=0
2.2.1 Perdita di pressione attraverso la valvola a 3 vie
V
La pressione della pompa e la perdita di pressione
attraverso la valvola a 3 vie sono sovente confuse. Le
valvole a 3 vie hanno sempre un certo passaggio d'acqua
aperto il che significa che la pressione totale della pompa
non influisce sulla valvola miscelatrice..
M
Fig. 5. Valvola a 3 vie con passaggio acqua dalla porta B
aperta
2.2.2 Perdita di pressione attraverso l'otturatore
Quale perdita di pressione interessa l'otturatore della
valvola?
∆Pplug = pΒ − pΑ → pc − ( pc − ∆pc − ∆pA )
Ignorare la perdita di pressione dovuta alle tubazioni ed
alle curve dei tubi. Chiudere il passaggio B della valvola 1.
Il flusso nella deviazione C attraverso la valvola di
bilanciamento V3 è zero. Non c'è perdita di pressione in
questa linea. Questo significa che la stessa pressione
predomina nel punto di deviazione C ed all'otturatore B. Il
flusso dal punto C passa attraverso il carico L e la porta A
della valvola..
∆Pplug = ∆pc + ∆pA
Lo stesso ragionamento si applica quando la porta A è
chiusa. Quanto sopra mostra che la valvola a 3 vie è
influenzata solo dalla perdita di pressione del circuito, dove
il flusso è modificato dalla valvola di miscela.
La perdita di pressione addebitabile alla valvola a 3 vie è
uguale alla perdita totale della via aperta al flusso ,
calcolata dal punto in cui la portata è divisa alla porta
comune della valvola (AB).
A-3
EN3C-0156 0399R5-MA
2.3 Autorità della valvola
c. Valvola a tre vie deviatrice
Porta A: Tubi AD + CE
Porta B: BC.
L'autorità della valvola deve essere calcolata solo per la
parte del circuito in cui la portata è influenzata dalla
valvola. Cioè la valvola di bilanciamento V2 in Fig. 3. Non
influenza l'autorità della valvola.
La valvola a 3 vie agisce sulla portata nelle parti seguenti
della rete idraulica ( evidenziate nelle figure):
M
AB
a. Valvola a tre vie deviatrice
A
V
B
*
G
Porta A: Tubi AC + perdita di pressione attraverso G.
Porta B: CB.
Fig. 6. Valvola a tre vie deviatrice
C
C
E
Fig. 8. Valvola a tre vie deviatrice
C
β=
G
C
∆pV
∆pV + ∆pΑD + ∆pCE
B
V
A
M
AB
d. Valvola a tre vie miscelatrice
∆pV
β=
∆pV + ∆pG + ∆pΑC
Porta A: Tubi AE + CD.
Porta B: CB.
C
b. Valvola a tre vie miscelatrice
STA-D
Porta A: Tubi CA + perdita di pressione attraverso G.
Porta B: CB.
M
A
*
G
C
V B
AB
AB
B V
G
D
M
A
E
Fig. 9. Valvola a tre vie miscelatrice
C
C
β=
Fig. 7. Valvola a tre vie miscelatrice
β=
∆pV
∆pV + ∆pG + ∆pΑC
EN3C-0156 0399R5-MA
∆pV
∆pV + ∆pΑE + ∆pCD
Per le parti evidenziate la perdita di pressione in Fig. 8. e
Fig. 9.
Sono relativamente piccole. L'autorità quindi delle valvole
a tre vie è sovente vicino a 1.Ma per mantenere la corretta
caratteristica della valvola di regolazione V non bisogna
scegliere una valvola con un ∆p inferiore a 3kPa.
A-4
3. DIMENSIONAMENTO
Sistema 5
Sistema 1
M
M
V1
A
AB
B
C
C
q
Fig. 14. Sistema con circuito primario e secondario a
portata costante
Fig. 10. La batteria di preriscaldamento può essere
soggetta a gelo
Sistema 6
Sistema 2
M
M
E
C
C
C
Fig. 15. Sistema di riscaldamento collegato alla rete di
teleriscaldamento
Fig. 11. Sistema di postriscaldamento in casi non soggetti
a gelo
Sistema 7
Sistema 3
M
E
G
M
C
Fig. 16. Sistema acqua calda servizi collegato alla rete di
teleriscaldamento
Fig. 12. Circuito radiatore collegato alla caldaia
Sistema 4
C
M
Fig. 13. Sistema con circuito primario e secondario a
portata costante
A-5
EN3C-0156 0399R5-MA
3.1 Sistema 1, valvola a 2 vie con pompa primaria
3.2.1 Funzioni e caratteristiche
∆ PL
STAD-P
tr
•
•
STAD-S
M
tr
•
•
V
*
C
P
qp
∆H
tp
•
ts
qs
Circuito primario: portata costante
Circuito secondario: portata variabile, temperatura
costante
La batteria non deve essere soggetta al gelo.
Con portata variabile, questa configurazione non
fornisce una temperatura uniforme nella batteria per
aria.
Con piccole batterie esiste il rischio di pendolazioni con
una regolazione a temperatura costante dell'aria di
mandata.
3.2.2 Dimensionamento della valvola
Fig. 17. Valvola a 2 vie con pompa primaria
∆pv ≥ ∆pc
ß ≥ 0.5 esempio
3.1.1 Funzioni e caratteristiche
•
•
•
•
•
∆p v = ∆H − ∆p c
Circuito primario : regolazione portata, temperatura
costante
Circuito secondario: regolazione temperatura, portata
costante
Collegato alla rete di teleriscaldamento con la richiesta
di minima temperatura di ritorno
Impianto di riscaldamento con lunghi percorsi di
tubazioni
Grandi riscaldatori d'aria non soggetti a gelo
Kv =
36 ⋅ q
( kPa,1 / s )
∆pv
3.2.3 Caratteristica della portata
A - AB = EQ% (Logaritmica)
B - AB = Lineare (LIN)
3.3 Sistema 3, Boiler, valvola a 3 vie miscelatrice
3.1.2 Dimensionamento valvola
Equilibrio termico
∆ Pv
q p ⋅ (t p − t r ) = q s ⋅ (t s − t r )
∆pv ≈ ∆H
36 ⋅ q p
∆H
H
M
A
STAD -G
P2
ts
AB
B V
G
C
La perdita di pressione nei tubi del lato primario è
trascurabile.
Kv =
qg C
F
Dimensionare la pompa per la portata nel circuito
secondario q s e la perdita di pressione totale nel circuito.
P1
E
( kPa,1 / s )
tr
D
qp
STAD -S
Fig. 19. Portata costante nella caldaia
3.1.3 Caratteristica della portata
3.3.1 Funzioni e caratteristiche
∆H = 3-5kPa Eq% (Logaritmica)
∆H = 5-10kPa Lineare Modificata (MOD.LIN)
•
•
•
3.2 Sistema 2, valvola a 3 vie miscelatrice con pompa
primaria
ß=1
M
AB
∆pv > ∆ GD + ∆ CH
A
B
non meno di 3 kPa
V
C
∆H
∆ Pc
STAD -P
Circuito primario: portata variabile, temperatura
costante
Circuito secondario: Portata costante, temperatura
variabile
Sistema con caldaia locale
3.3.2 Dimensionamento valvola
∆ Pv
Kv =
STAD -B
36 ⋅ qs
( kPa,1 / s )
∆pv
3.3.3 Caratteristica della portata
q
Lineare.
La resistenza del tubo CD è considerata trascurabile.
Fig. 18. Valvola a 3 vie miscelatrice con pompa primaria
EN3C-0156 0399R5-MA
G
qs
A-6
3.4 Sistema 4, Sistema con portata costante nei
circuiti primario e secondario
P2
t gs
C
∆ Pv
∆ H1
P1
qs
STAD -G
D
A
tr
AB
E
M
∆ Pv
tr
STAD -P
•
•
•
•
STAD -S
Circuito primario: portata costante, temperatura
costante
Circuito secondario: portata costante, temperatura
variabile
Le variazioni di pressione nel circuito primario non
interferiscono sul circuito secondario e significa anche
che il circuito secondario non può interferire sul
primario.
Questa configurazione è impiegata nei grandi sistemi
con molteplici valvole miscelatrici - gruppi di bypass.
3.5.2 Dimensionamento valvola
La sezione di tubo D-E è parte della rete di distribuzione,
in cui la portata è soggetta alla valvola. La perdita di
pressione in D-E è trascurabile, ciò significa che l'autorità
della valvola è ß = 1, ma la valvola deve essere calcolata
per una perdita di pressione di almeno 3kPa.
t gs > ts
3.4.2 Dimensionamento valvola
Le sezioni di tubo C-D e E-A sono parte della rete di
distribuzione in cui la portata è soggetta alla valvola.
Autorità della valvola, ß = 1.0.
3.5.3 Caratteristica di portata per V:
∆pv > 3kPa
3.4.3 Caratteristica di portata per V:
Κv =
C
3.5.1 Funzioni e caratteristiche
)
∆pv > 3kPa
E
Fig. 21. Portata costante nel circuito primario e secondario
qg ⋅ t gs − t gr = qs (ts − tr )
qgs < qs
AB qs
BV
qp A
tr
Circuito primario: portata costante, regolazione
temperatura
Circuito secondario: portata costante
Questa configurazione per grandi batterie di
raffreddamento e riscaldamento
È adatta per collegamento a grandi caldaie dove ogni
componente è controllato individualmente.
(
P2
C
STAD -S
3.4.1 Funzioni e caratteristiche
•
ts
∆H
Fig. 20. Batteria in unità trattamento aria
•
•
∆ Pp
M
B V
t gr
•
D tp
qg
C
*
P1
tg
ts
qg
∆H
3.5 Sistema 5, Sistema con portata costante nei
circuiti primario e secondario
(Lineare)
Κv =
36 ⋅ qs
( kPa,1 / s )
∆pv
(Lineare)
36 ⋅ qs
( kPa,1 / s )
∆pv
3.4.4 Bilanciamento
1. Chiudere il passaggio A-AB di V ed avviare le pompe
P1 e P2.
2. Regolare STAD-S, in modo che la portata nella batteria
sia corretta
3. Aprire completamente il passaggio A-AB di V.
4. Regolare STAD-G, in modo da ottenere la portata
primaria di progetto.
A-7
EN3C-0156 0399R5-MA
3.6 Sistema 6, valvola a 2 vie con pompa primaria
acqua/acqua
3.7.1 Funzioni e caratteristiche
•
•
•
∆Pv
M
•
tr
V
3.7.2 Dimensionamento valvola
∆ PE
E
C
∆pv = ∆Η − ∆pE
C
q
∆H
Regolazione della portata.
Modulazione della pressione in eccesso
Sistema di acqua calda servizi collegato alla rete di
teleriscaldamento
Sistema con richiesta di minima temperatura primaria
di ritorno.
Κv =
ts
Fig. 22. Scambiatore di calore, sistema di riscaldamento
3.6.1 Funzioni e caratteristiche
•
•
•
•
β=
Regolazione della portata.
Sistema di riscaldamento (gruppi radiatori e riscaldatori
d'aria) collegato alla rete di teleriscaldamento con una
richiesta di minima temperatura di ritorno.
È necessario uno scambiatore di calore fra i circuiti
primario e secondario se la pressione statica e la
temperatura del lato primario non sono compatibili con
le apparecchiature del circuito secondario.
Piccoli riscaldatori d'aria non soggetti al gelo.
∆pv = ∆Η − ∆pE
β=
36 ⋅ q
( kPa,1 / s )
∆pv
∆pv
≥ 0.5
∆Η
Caratteristica della portata: EQ% (Logaritmica)
3.7 Sistema 7, valvola a 2 vie con pompa primaria
acqua/acqua servizi
Fig. 23. Scambiatore di calore, acqua calda
EN3C-0156 0399R5-MA
∆pv
≥ 0.5
∆Η
Caratteristica valvola: EQ% (Logaritmica)
3.6.2 Dimensionamento valvola
Κv =
36 ⋅ q
( kPa,1 / s )
∆pv
A-8
Coefficiente portata valvola
4. ESEMPI DI CALCOLO
4.1 Formule
Kv =
Vapore
PERDITA DI
PRESSIONE
CRITICA
PERDITA DI
PRESSIONE
SUB-CRITICA
∆p ≥ 0.5 ⋅ p1
G
Κv =
11.35 ⋅ p1
∆p < 0.5 ⋅ p1
G
Κv =
22.7 ⋅ ∆p ⋅ p2
Riscaldamento:
Ρ = 4.18 ⋅ q w ⋅ ∆Τ
Acqua
Ρ = 116
. ⋅ q ⋅ ∆Τ
Aria
Ρ = 1.3 ⋅ qΑ ⋅ ∆Τ
Vapore
G = 1.59 ⋅ Ρ
Vapore
saturo
Definizioni e Unità di misura:
Vapore
surriscal
dato
Ρ = kW
q = m3/h
qw = 1/s
3
qΑ = m /h
G = kg/h
Temperature (valori standard):
•
Scambiatore di calore, primario,
teleriscaldamento
•
•
Scambiatore di calore, altro
Scambiatore di calore, radiatori,
sistemi a bassa portata (80-30K)
Scambiatore di calore, batterie
di raffreddamento
•
∆Τ = 40K
∆Τ = 20Κ
∆Τ = 50Κ
Kv = Coefficiente di portata, m3/h con ∆p = 1 bar
Cv = Coefficiente di portata, galloni US/min con ∆p = 1psi
p1 = Pressione prima della valvola, bar assolute
p2 = Pressione dopo la valvola, bar assolute
pv = Perdita di pressione attraverso la valvola, p1 - p2, bar
p = Peso specifico, kg/dm3 (notare le unità)
q = Portata di liquidi, m3/h
G = Portata di vapore, kg/h
ts = Temperatura vapore surriscaldato, °C
k = Fattore di correzione per vapore surriscaldato
Κ v = Κ v1 + Κ v 2 + Κ v
2
Valvole collegate in serie
1
Calcolo del filaggio della valvola utilizzando il metodo
della temperatura:
G
qs
tr
C
qb
tr
tr
(Κ v )
2
=
1
( Κ v1 )
2
+
1
(Κ v 2 ) 2
4.2 Generale
ts
qg
G⋅k
G
11.35 ⋅ p1 Κ v =
22.7 ⋅ ∆p ⋅ p2
k = 1 + 0.0012 ⋅ t s
Κv =
Valvole collegate in parallelo
Nuovi edifici
40 W/m area abitata
2
Edifici ben isolati
50 W m area abitata
2
Edifici non molto isolati
60 W/m area abitata
2
Edifici scarsamente isolati
100 W/m area abitata
2
cantine
15 W/m area abitata
M
C v = 117
. ⋅Κv
∆Τ = 5 − 10Κ
Richieste di calore delle residenze:
tg
q⋅ p
Dpv
Liquidi
Quando si progetta un sistema HVAC, sovente esiste
dell'incertezza riguardo l'ampiezza della perdita di
pressione attraverso i vari componenti. Le seguenti
informazioni dovrebbero essere sufficienti per una stima
approssimata, sebbene dovrebbero essere sempre
consultate le specifiche dei costruttori per effettuare dei
calcoli corretti.
4.3 Guida per una stima rapida
Fig. 24. Calcolo del filaggio della valvola utilizzando il
metodo della temperatura
qg
qs
=
ts − tr
t g − tr
qb t s − t g
=
qs t r − t g
Le seguenti sono le perdite di pressione comunemente
incontrate:
∆pΡ =
∆pS =
perdita di pressione sul lato primario degli
scambiatori di calore.
perdita di pressione sul lato secondario degli
scambiatori di calore.
Bollitore acqua
(rubinetto acqua)
∆pP = 2 − 7kPa,20kPa,max.
∆ps = 10 − 30kPa,50kPa,max.
4.4 Calcoli
4.4.1 Esempio 1
∆Pv
M
Scambiatore di calore (rete
radiatori)
Scambiatore di calore
(condizionatore aria)
Scambiatore di calore (sciogli
neve
∆pP = 20kPa.max.
V
∆H =
100kPa
Dp = 10 kPa
Termoconvettori
Dp = 5 − 20 kPa
Fan coils
Dp = 5 − 20 kPa
Batterie Risc./Raffr.
STAD
∆p = 0.5 kPa
Sistemi a bassa portata con
radiatori con valvole
∆p = 5 − 20kPa
∆p = 1 − 5 kPa
case per appartamenti
∆p = 0.5 − 10 kPa
Fig. 25. Esempio1
Per ottenere una portata di 1,39l/s nel circuito primario è
necessaria una perdita di pressione di 10kPa. È
disponibile una perdita di pressione di 100kPa. Calcolare il
coefficiente di portata Kv e l'autorità β della valvola.
Soluzione
pv = 100 - 10 = 90kPa
K =
v
Caldaie case unifamiliari
36 ⋅ q 36 ⋅ 1.39
=
= 5.27 (kPa. 1 / s)
90
∆p
+40% = 7.38
Κv = 5.27
-20% = 4.2
Contatori acqua, teleriscaldamento
∆pP = 15 kPa
Filtri
∆p = 15 kPa
Autorità della valvola, β
Resistenza tubo tubo in rame
∆p = 0.2 kPa / m
∆p = 0.4 kPa / m
Κv = 6.3
Resistenza tubo tubo in acciaio
E
∆ p = 10 kPa
î∆ps = 15kPa.max.
Radiatori senza valvole
Caldaie
q = 1,39 l/s
Resistenza totale in una sottostazione
/teleriscaldamento)
∆p
= 10 kPa
Scegliere Κv = 6.3
q = 1.39 l/s
5.27 2
Dp = 90 ⋅ ç
÷ = 63 kPa
v
6.3
β=
63
= 0.63
100
(un buon valore di β dovrebbe
essere >0.5)
La caduta di pressione da creare nella valvola di
bilanciamento
DH = Dpv − DpE = 100 − 63 − 10 = 27kPa
4.4.2 Esempio 2
P
∆ H=100kPa
STAD-P
∆ p=
20kPa
V
M
∆ Pv
STAD-S
Fig. 26. Esempio 2
+
P=100kW
Un preriscaldatore d'aria deve fornire 100kW.
−
−
+40% = 5.2
Dimensionare V.
Dimensionare la pompa di circolazione, P.
Kv base - valore = 3.68
− Calcolare l'autorità della valvola.
−
Soluzione
Scegliere:
P = q ⋅ ∆T ⋅ 1.16 kW
100 =
q
q
-20% = 2.9
Kv = 4.0
Caratteristica EQ% (Logaritmica).
⋅ (100-35) ⋅ 1.16
3
= 1.3m /h = 0.37l/s
Autorità valvola, β
La pompa P deve essere dimensionata per la portata q =
3
1.3 m /h e ∆p = 20kPa, più la rimanente perdita di
pressione nel circuito. Scegliere la pompa di dimensione
maggiore più vicina e compensare con STAD-S.
β=
90
= 0.6
150
4.4.3 Esempio 3, Valvola di regolazione V
Pressione differenziale della valvola)
La pompa P fornisce una portata costante nel circuito
secondario e sopperisce alle perdite di pressione nel
circuito secondario
V deve essere dimensionata per l'intera perdita di
pressione,
∆p = 100 kPa.
Può la valvola primaria chiudere alla massima pressione
differenziale?
Kv =
È
∆pc (massimo ammissibile ∆p a cavallo della valvola)
inferiore al massimo valore ammesso dalla combinazione
attuatore, tipo di valvola e dimensione della valvola? Se la
risposta è negativa il filaggio della valvola sarà eccessivo
(>0.05% di Kv).
36 ⋅ q 36 ⋅ 0.37
=
= 1.33 (kPa, l / s)
DH
100
4.5 Esempi esplicativi
Autorità della valvola, β = 1.0
Scegliere il giusto valore di Κ v
4.5.1 Fluido Acqua
Scegliere STA-P
4.5.1.1 Esempio 1
4.4.4 Esempio 4, Riscaldamento , circuito radiatori
• Tracciare la linea in Fig. 27.
Condizioni: - Portata V100 = 6.0m³/h
- Perdita di pressione ∆pv = 0.9bar (= 90kPa)
Trovare:
- Valore di kvs
Richiesta di calore
2
Il punto di intersezione delle due linee tracciate mostra il
valore di kv = 6.3.
50 appartamenti, ciascuno con un'area media di 65 m .
2
Una richiesta di riscaldamento di 60W/m dà
Risultato:
P = 50 ⋅ 65 ⋅ 60 =195kW
4.5.2 Fluido Vapore
2
Similmente uno scantinato di 600m con una richiesta di
2
riscaldamento di 15 W/m , dà 9kW.
4.5.2.1 Esempio 1
•
P tot = 195 + 9 = 204kW
- Massima portata di vapore saturo
GS = 370kg/h
- Pressione primaria valvola p1 = 2.8bar
(assoluta)
- Perdita di pressione ∆pv = 0.6bar
Trovare:
- Valore di kvs
Ρ = q ⋅ ∆Τ ⋅ 1.16
204 = q ⋅ (100 − 50) ⋅ 1.16
q = 3.5m3 / h = 0.97l / s
Dal punto di intersezione di p1 = 2.8bar con
∆pv = 0.6bar spostarsi orizzontalmente nell'area del valore
di kv.
Quindi spostarsi dalla portata di vapore saturo
GS = 370kg/h in giù verticalmente.
Il punto di intersezione fra la linea orizzontale e quella
verticale è fra i valori di kv 13.7 e 16.
Perdita di pressione nel circuito
Scambiatore di calore
∆pP = 35kPa
∆pv = 150 − 35 − 25 = 90 kPa
Tracciare la linea A in Fig. 28.
Condizioni:
4.4.5 Esempio 5, Valvola per radiatore V1
Contatore dell'acqua e tubazioni
∆p = 25kPa
Risultato:
Κv =
Scegliere una valvola con kvs = 6.3m³/h
Scegliere una valvola con kvs = 16.0m³/h
36 ⋅ q 36 ⋅ 0.27
=
= 3.68 ( kPa, l / s )
90
∆pv
A-11
EN3C-0156 0399R5-MA
- Massima portata di vapore surriscaldato
GS = 1300kg/h
- Pressione primaria valvola p1 = 1.2bar
(assoluta)
- Perdita di pressione ∆pv = 0.35bar
- Surriscaldamento ∆t = 100°C
Dal punto di intersezione di p1 = 1.2bar con
∆pv = 0.35bar spostarsi orizzontalmente nell'area del
valore di kv.
Quindi dalla portata di vapore surriscaldato
GS = 1300kg/h seguire parallelamente le linee e muoversi
in su verticalmente al punto d'intersezione con la linea
orizzontale per il surriscaldamento ∆t = 100°C.
Da questo punto spostarsi in su verticalmente.
Il punto d'intersezione con la linea tracciata
orizzontalmente mostra un valore di kv = 100.
Trovare:
Risultato:
4.5.2.2 Esempio 2
•
Tracciare la linea B in Fig. 28.
Condizioni:
- Valore di kvs
Scegliere una valvola con kvs = 100m³/h
DIAGRAMMA 1 Dimensionamento kVS, Fluido Acqua
water column
10
50
20
100
200
500
1000
2000
5000
10000
20000
50000
100000 mmWS
500000
500,0
300000
30
=6
200,0
200000
k VS
4
100,0
50,0
00
25
0
16
0
1
100000
50000
40000
00
30000
63
20,0
20000
15000
40
10,0
10000
25
6,0
5,0
16
5000
10
3000
6, 3
2,0
2000
1500
4, 0
1,0
1000
2, 5
700
600
500
1, 6
0,5
400
1, 0
300
3
0, 6
0,2
200
0
0, 4
0,1
0, 2
100
5
40
30
20
1
2
3
0,1
0,2
0,3
4
5
10
0,5
1,0
20
30
40 50
100
200
300
500
1000
2000
5000
5,0
10
20
30
50
90 100
200
500
waterflow Q (l/h)
waterflow Q (m3 /h)
50
10
10000 mbar
1000
kPa
pressure drop ∆=p vA-AB
Fig. 27. Esempio di dimensionamento di kVS, fluido acqua
A-13
EN3C-0156 0399R5-MA
DIAGRAM 2 Dimensionamento kVS, Fluido vapore
c
riti
ca
lp
res
su
re
r at
io
EN3C-0156 0498R4-MA
A-14
prepressure absolute p1 in bar (kPa)
re
su
es
r
p
op
dr
v
∆= p
in
r
ba
superheated steam, G (kg/h)
saturated steam, G s (kg/h)
superheating ∆t in K
Fig. 28. Esempio di dimensionamento di kVS, fluido vapore
ELENCO DEI MATERIALI DELLE PARTI DELLA VALVOLA
Valvola
Corpo
Stelo
Otturatore
Sede
Guarnizione
tenuta stelo
Lubrificazione
senza Silicone
V5822A/32A
Ottone/Rg5
ss
Ottone /EPDM
Ottone
EPDM
*)
V5823A,C
Rg5
ss
Ottone /EPDM
Rg5
EPDM
*)
V5833A/V5832B, DN25-40
Rg5
ss
Ottone
Rg5/ Ottone
EPDM
*)
V5823A,C/33A,C
Rg5
ss
Ottone /EPDM
Rg5
EPDM
*)
V5011R
Rg5
ss
Ottone
ss
PTFE
*)
V5011S
Rg5
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5013R
Rg5
ss
Ottone
Ottone /ss
PTFE
*)
V5328A
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5049A PN16 <DN100
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5049A PN16 <DN100-150
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5049A PN25/40
GS-C25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5329A PN16
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5050A PN16 <DN100
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5050A PN16 <DN100-150
GG-25
ss
ss
ss
PTFE
*)
V5329C PN6
GG-25
ss
ss
GG-25
PTFE
*)
V5015A PN6
GG-25
ss
ss/EPDM
GG-25
PTFE
*)
V5050A PN25/40
GS-C25
ss
ss
ss
PTFE
*)
*) Versioni senza silicone solo a richiesta.
A-15
EN3C-0156 0399R5-MA