184782. lajstromszámú szabadalom • Eljárás forróvizes és melegvizes hűtő- és fűtőhálózatok tranziens nyomáshullámainak csökkentésére
1 184 782 2 A találmány forróvizes és melegvizes hütő- és fütőhálózatokban bekövetkező tranziens nyomáshullámok csökkentését szolgálja, de előnyösen használható a találmány más, nagy kiterjedésű hidraulikai rendszerekben is, ahol esetleg a feladat (pl. technológiai vezetékben) nem hőenergia továbbítása, a közeg nem víz, hanem más folyadék, de ahol szintén cél a tranziens nyomáshullámok káros hatásának gazdaságos kivédése. A hütő- és fű tőhálózatok esetén a jelenlegi gyakorlat szerint mind az első feltöltés, mind a pótvíz hozzátáplálása során a vizet megfelelő módon kezelik, előkészítik. A kezelést, előkészítést elsősorban a korrozív hatás csökkentése miatt végzik, és az előkészítés fontos fázisa a gáztalanítás, vagy az ún. részáramú gáztalanítás. Ilyen megoldással foglalkozik például a „Kapcsolási elrendezés fütöhálózatok gáztalanítására” című, 169 455 számú szolgálati találmány is. A gáztalanítás során - mindenekelőtt termikus gáztalanitásnál - a korrozív gáz vagy gázok mellett az inert és közömbös gázok is eltávoznak a rendszerből, így a hőszállítást végző víz gáztartalma gyakorlatilag nulla. Igénytelenebb rendszerek esetén, ahol valamilyen okból nincs gáztalanítás (például, mert a felhasznált víz eleve alacsony oldott gáztartalommal rendelkezik), vagy a lehetséges gázzal, illetve gázokkal telített oldathoz képest kis gáztartalmú a hőszáilitó közeg. Ismeretes továbbá, hogy a forróvíz és melegvíz hálózatok tervezése és üzemeltetése során a szivattyúk leállása, indítása vagy a rendszerben levő szerelvények nyitása, zárása stb. nyomáshullámokat, a stacioner állapotok közötti átmeneti fázisra utalóan ún. tranziens nyomáshullámokat gerjeszt. E nyomáshullámok maximális és minimális értékei jelentősen meghaladhatják a stacioner üzemnyomás értékeket, így a maximális érték fokozott mechanikai igénybevételt, míg a minimális érték elgőzölgést, depressziót, kavitációt, ezen keresztül szintén fokozott mechanikai igénybevételt jelent. A nyomás növekedése, valamint az ennek inverzeként a rendszer ellenpontjain keletkező nyomáscsökkenés általában az ún. hullámsebességgel, azaz a hangsebességgel arányos. Nagyobb hullám-, illetve hangsebesség nagyobb nyomásimpulzusokat, kisebb hullám-, illetve hangsebesség kisebb nyomásimpulzusokat eredményez. A rendszerben létrejövő hullámsebességet a hőszállító közeg és a közeget határoló csővezeték anyagjellemzői (hőszállító közeg sűrűség, csővezeték-átmérő és falvastagság-viszony, hőszállító közeg rugalmassági modulus, csőanyag rugalmassági modulus) határozzák meg. Tiszta folyadékfázis esetén ez a hullámsebesség kb. 900-1100 m/s. Tiszta gézfázis esetén kb. 300-350 m/s. Vegyes fázis (folyadckgáz) esetén a hullám-, illetve hangsebesség 50-150 m/s értékre, tehát a tiszta folyadékfázishoz képest a hullámsebesség és ezáltal a mechanikai többletigénybevétel a hatodára-huszadára csökkenhet. Ezeknek megfelelően a jelenlegi alacsony vagy gyakorlatilag nulla gáztartalmú hőszállító közegekben létrejövő tranziens 5 nyomáshullám a tiszta folyadékfázisnak megfelelően maximális, tehát 900-1100 m/s hullámsebesség alapján épül fel, melynek következtében a nyomáshullámok vagy kárt okoznak az adott rendszer- : ben, vagy költséges, a stacioner mechanikai igénylő bevételeket jelentősen meghaladó értékre méretezett berendezés szükséges. A találmány célja a tranziens nyomáshullámok amplitúdójának korlátozása és ezáltal a rendszerben bekövetkező hátrányos maximális mechanikai i5 igénybevétel csökkentése. Figyelemmel arra, hogy a hűtő- és fűtőrendszerek nyomás- és hőmérsékleteloszlása a rendszer minden pontján más és más gázoldódási (elnyelési) feltételeket biztosít, az a felismerés adja a találmány alapgondolatát, hogy ha 20 a hőhordozó közegbe megfelelő helyen korróziót nem okozó inert gázt (pl. nitrogént stb.) vezetünk, akkor az tranziens nyomásviszonyok között kiválva, a hullámsebességet, illetve a hangsebességet a rendszerben lényegesen csökkenti. 25 A találmány lényege, hogy a rendszer legkedvezőtlenebb oldódást biztosító pontjában inert gázt, illetve gázokat vezetünk be a hőszállító közegbe. A kérdéses gázbetáplálási pont az adott rendszer nyomás- és hőmérsékletviszonyaitól függ. 30 A találmány viszonylag egyszerű eszközökkel jelentős üzemviteli és gazdasági előnyöket biztosít:- A huüámsebesség csökkenése csökkenti a nyomáshullámok amplitúdóit, ez biztonságosabbá teszi az üzemet, és lehetőséget teremt a kisebb mecha-35 nikai igénybevételre tervezett olcsóbb kivitelű berendezés alkalmazására.- Más esetekben, ha a rendszer nyomásállósága adott, akkor az amplitúdók csökkenése következtében a nyomásállóság a stacioner üzemben jobban 40 kihasználható.- Csökken a forró- és melegvíz saját kigőzölgésének veszélye, mert az adott gáz, illetve gázok kiválása folytán adódó jelentős térfogatnövekedés megállítja a gyors és további nyomáscsökkenést. 45 Szabadalmi igénypont 50 Etjárás forróvizes és melegvizes hűtő- és fütőhálózatok tranziens nyomáshullámainak csökkentésére, azzal jellemezve, hogy a forróvizes és/vagy, melegvizes hütő- és/vagy fütőhálózat alkalmas, célszerűen a szekunder nyomás és hőmérsékletviszo- 55 nyúló] függő legkedvezőtlenebb oldódást biztosító pontján a hőszáilitó közegben gázt vagy gázokat nyeletünk el. Ábra nélkül Kiadja az Országos Találmányi Hivatal A kiadásért felel: Himer Zoltán osztályvezető Megjelent a Műszaki Könyvkiadó gondozásában Szedte a Nyomdaipari Pényszedö Üzem (86871 í/09) COPYLUX Nyomdaipari és Sokszorosító Kisszövetkezet
