Os circuitos de controle e bombeamento primário-secundário são simples na teoria e na prática. A operação é baseada nesta regra simples: QUANDO DOIS CIRCUITOS DA TUBULAÇÃO ESTÃO INTERLIGADOS, A FLUXO EM UM IRÁ CAUSAR FLUXO NO OUTRO, T0 UM GRAU DEPENDENDO DA QUEDA DE PRESSÃO NA TUBULAÇÃO COMUM AOS DOIS.
FUNDAMENTOS PRIMÁRIO-SECUNDÁRIOS
A conexão Monoflo fornece um orifício fixo entre as conexões do riser do circuito de radiação no principal e é instalada na tubulação que é comum ao circuito de radiação e ao circuito principal. O fluxo no circuito de radiação ocorre devido à queda de pressão no orifício. Um detalhe típico do Monoflo é ilustrado na Figura 1.
Se a conexão Monoflo fosse removida e os tês do riser aproximados, praticamente não haveria queda de pressão entre os pontos de conexão do riser. Devido à eliminação da queda de pressão na tubulação comum a ambos os circuitos, praticamente não haveria fluxo de radiação no circuito. Tão:
QUANDO DOIS CIRCUITOS ESTIVEREM INTERLIGADOS, A FLUXO EM UM NÃO IRÁ CAUSAR FLUXO NO OUTRO SE A QUEDA DE PRESSÃO NA TUBULAÇÃO COMUM A AMBOS FOR ELIMINADA.
Esta declaração simples e definitiva fornece a regra básica para o projeto de sistemas primário-secundário. O circuito fundamental é ilustrado na Figura 2.
Todos os métodos de controle primário-secundário são finalmente referenciados para o uso de uma interconexão de “tubulação comum” entre os circuitos primário e secundário. A tubulação comum é definida como um comprimento de tubulação comum aos caminhos de fluxo do circuito primário e secundário; projetado propositalmente para queda de pressão extremamente baixa.
O comprimento da tubulação comum é bastante curto e pode variar entre um bocal fechado e um comprimento máximo aproximado de dois pés. Isso fornece um mínimo de queda de pressão neste comprimento de tubulação e garante o isolamento hidráulico do circuito secundário do circuito primário. A vazão no circuito primário não causará vazão no secundário devido à baixa queda de pressão na tubulação comum.
Uma bomba de circuito secundário é usada para estabelecer o fluxo do circuito secundário. Esta bomba é ilustrada na Figura 3.
A bomba do circuito secundário é dimensionada para fornecer a taxa de fluxo projetada através do circuito secundário apenas com referência à queda de pressão do circuito secundário. No esboço mostrado na Figura 3, isso inclui quedas de pressão; AB, BC, CD, DE, EG e HI. Como a queda de pressão da tubulação comum (AI) é pequena, ela não terá efeito nos requisitos de bombeamento do circuito secundário e o circuito secundário pode ser considerado separadamente e em isolamento hidráulico do circuito primário.
Na aplicação primário-secundário, os circuitos primário e secundário são tratados separadamente. As cabeças de bomba do circuito secundário não têm efeito nos requisitos de cabeça de bomba do circuito primário e vice-versa.
Este fato singular permite projetar o sistema grande como se fosse um número de sistemas pequenos. A função do circuito primário torna-se simplesmente uma transmissão de calor de ou para o secundário, enquanto o circuito secundário serve às unidades terminais de transferência de calor.
Como os circuitos secundários são cabeça de energia isolada das grandes bombas primárias, o problema de controle nos circuitos secundários é minimizado; a taxa de pressão aumenta nas válvulas de controle, etc. pode ser ajustada para baixo porque as cabeças da bomba secundária são baixas. Com efeito, o isolamento do controle é alcançado com uma notável diminuição dos problemas operacionais.
Os procedimentos de projeto simples que seguirão “regras e definições” estabelecerão outras vantagens de projeto:
- Projeto para quedas de temperatura do circuito primário “profundas” com reduções correspondentes na bomba primária e no tamanho do tubo.
- Métodos de controle simples e eficazes na sala de equipamentos; aplicações de caldeiras e resfriadores.
- Métodos de projeto de bobina de tratamento de ar externo para proteção contra congelamento.
- Aplicação para comutação de zona de calor-frio.
REGRAS E DEFINIÇÕES PRIMÁRIAS-SECUNDÁRIAS
Localização da Bomba do Circuito Secundário
A bomba secundária deve sempre descarregar no circuito secundário. Isso proporciona um aumento na pressão do circuito secundário em relação à estabelecida na ponte cruzada pela bomba primária.
A tubulação comum pode ser considerada como o tanque de compressão “Sem ponto de mudança de pressão”. Consequentemente, geralmente é errado bombear para a tubulação comum do circuito secundário devido a uma diminuição na pressão estática do circuito secundário.
A ponte da travessia
A ponte cruzada é a conexão cruzada entre a alimentação principal principal e o retorno primário. Fornece taxa de fluxo de projeto primário para a tubulação comum.
A ponte contém válvulas de equilíbrio e pode conter um indicador de fluxo. Muitas vezes, é suspenso para simplificar o problema inicial de ventilação de ar.
Ponte de travessia; A sobrecarga
Embora a ponte suspensa seja geralmente preferida; pontes cruzadas aéreas também são empregadas:
A ponte cruzada suspensa não pode ficar "ligada ao ar" e irá "purgar o ar" continuamente, desde que a queda de pressão da tubulação do suprimento principal principal para o principal principal de retorno (ΔP na Figura 7, expresso em pés de água) seja maior que a altura “H” na Figura 7. Este é o caso usual. Caso a altura “HH” fique maior que o Δ P estimado; ou quando circuitos secundários alimentados por baixo são usados a partir de um cruzamento suspenso, um respiradouro manual deve ser empregado conforme ilustrado na Figura 8.
As pontes cruzadas suspensas devem ser projetadas para uma velocidade mínima da ordem de 2'/seg. a fim de direcionar qualquer ar acumulado para baixo do retorno cruzado e para o retorno principal principal.
Comprimento do freio cruzado
A ponte cruzada pode ter o comprimento necessário para a interconexão entre os circuitos primário e secundário.
Dimensionamento de Tubo de Ponte Cruzada
A ponte cruzada é geralmente dimensionada para uma taxa de perda por atrito de tubulação que varia de 100 M”/ft. (aprox. 1 pé por 100 pés) a 500 M”/pé. (aprox. 4' por 100') e para a taxa de fluxo primária necessária.
Quando a taxa de fluxo primário necessária é igual ao fluxo secundário, a ponte cruzada, a tubulação comum e os tamanhos dos tubos secundários são iguais, conforme ilustrado na Figura 10.
Muitas vezes, a taxa de fluxo primário será consideravelmente menor que o fluxo secundário. Quando a tubulação comum fizer parte da tubulação cruzada, deve-se seguir um procedimento especial de aplicação para evitar qualquer possibilidade de “fluxo de jato” através da tubulação comum.
Isso geralmente é feito dimensionando a tubulação comum para o tamanho do tubo do circuito secundário e estendendo esse tamanho de tubo na ponte cruzada em pelo menos 8 diâmetros de tubo a montante e aproximadamente 4 diâmetros de tubo a jusante; como mostrado na Figura 11.
Comprimento da tubulação comum e características de fluxo
A tubulação comum é projetada para queda de pressão mínima e pode variar em comprimento entre um mamilo curto e aproximadamente dois pés. As características comuns de vazão e direção da tubulação serão estabelecidas pela relação das vazões primárias com as secundárias. Existem três avaliações básicas que devem ser feitas:
- Fluxo primário maior que o fluxo secundário.
- Fluxo primário igual ao fluxo secundário.
- Fluxo primário menor que o fluxo secundário.
Um exemplo ilustrando a consideração a; taxa de fluxo primário maior que o fluxo secundário é mostrado na Figura 12.
O fluxo da tubulação comum pode ser melhor determinado pela “lei do T”; uma declaração simples que flui para um tee deve ser igual ao fluxo para fora do tee. O Tee "A" da Figura 12 é mostrado na Figura 13.
Uma avaliação semelhante no Tee “B” permite uma avaliação completa do fluxo da tubulação comum (consulte a Figura 14).
Deve-se observar que a temperatura de alimentação secundária deve ser igual à temperatura de alimentação primária, desde que o fluxo primário seja apenas ligeiramente maior que o fluxo secundário. A maioria dos sistemas de água gelada é projetada com um requisito constante de temperatura da água de abastecimento; O caudal de água da alimentação primária é consequentemente definido para um valor ligeiramente superior ao da secundária. Isso garante um pequeno desvio contínuo da tubulação comum e estabelece que a temperatura de alimentação secundária é definida pela temperatura de alimentação primária.
Caso a bomba do circuito secundário fosse parada, a vazão da tubulação comum aumentaria imediatamente para 150 GPM e todo o fluxo primário desviaria do circuito secundário.
Consideração b; O fluxo cruzado primário é igual ao secundário. A segunda consideração é para o caso em que o fluxo primário é igual ao fluxo secundário. O mesmo circuito é usado anteriormente, exceto que a taxa de fluxo de cruzamento primário é reduzida para 100 GPM. Uma avaliação no tee “A” é mostrada na Figura 15.
O circuito geral pode ser mostrado conforme ilustrado na Figura 16.
Quando a vazão primária for ajustada igual à secundária não haverá vazão na tubulação comum. A temperatura de alimentação secundária será novamente igual à alimentação primária e o retorno secundário será igual à temperatura de retorno primária.
Consideração c; fluxo cruzado primário menor que o secundário. A terceira avaliação é para a condição em que a vazão primária é menos fina que a secundária. O mesmo circuito é usado anteriormente, exceto que o fluxo de cruzamento primário é reduzido para 50 GPM, enquanto o secundário é mantido em 100 GPM.
A avaliação no tee “A” é mostrada na Figura 17.
O circuito geral pode ser mostrado conforme ilustrado na Figura 18.
A característica mais importante do projeto do sistema onde a vazão do circuito secundário é maior que a do primário é a mistura que ocorre no tee “A”. O fluxo da tubulação comum, a uma temperatura igual à do retorno do circuito secundário, mistura-se com a água de alimentação primária para fornecer uma temperatura de alimentação secundária mista. Essa característica mais importante fornece controlabilidade de reinicialização suave, estabelece possibilidades de queda de temperatura do circuito primário “profundas” e pode ser usada com grande vantagem nos inúmeros arranjos de controle PS possíveis.
Uma segunda conclusão importante que pode ser tirada da Figura 1 é que a temperatura de retorno do cruzamento primário deve ser igual à do retorno secundário. Em geral, o projeto PS estabelece que a vazão primária da ponte cruzada será igual ou menor que a vazão secundária. Isso significa que a temperatura de retorno da ponte cruzada primária para a condição de projeto de carga total sempre será igual ao retorno secundário.
Manuais de treinamento Bell & Gosset
