pendolamento valvole

Nei circuiti idronici a portata variabile che utilizzano valvole a due vie tradizionali, uno dei problemi tipici da affrontare è la difficolta di regolazione a basse portate, che può facilmente innescare fenomeni di pendolamento delle valvole. Si supponga di avere un circuito con formato da 4 fan coli uguali, dove il terminale 1 lavora al 100% del carico, mentre gli altri lavorano a carico ridotto (vedi fig. 1).

Le perdite di carico dei tratti comuni sono molto basse a causa della ridotta portata e quindi le valvole devono chiudere molto per compensare l’eccesso di pressione ai capi del terminale (istogrammi rossi in fig. 2), mentre le valvole dei terminali 3 e 4 lavorano prossime alla chiusura. Si noti poi come le perdite delle batterie (istogrammi blu in fig. 2) e delle valvole di taratura (istogrammi gialli in fig. 2) sono quasi azzerate a causa della bassa portata.

pendolamento valvole
Figura 2: andamento delle pressioni nel circuito lungo i carichi che diminuiscono

Come si può notare dai due grafici sotto riportati, le valvole devono chiudere molto più rispetto alla potenza richiesta. Addirittura, il terminale 3 lavora con la valvola aperta al 16% (contro una potenza richiesta del 30%), al limite dell’innestarsi del pendolamento e il terminale 4 con la valvola aperta al 12% (contro una potenza richiesta al 25%), in piena zona di scarsa regolazione. Ciò accade perché il salto di pressione sulla valvola non è costante.

pendolamento valvole
Figura 3: caratteristica Potenza–ΔP e Apertura V-Potenza nel circuito con carichi che diminuiscono. A sinistra il grafico potenza – ΔP, a destra grafico apertura V – potenza.

Risoluzione del problema del rischio di pendolamento grazie all’utilizzo delle valvole Danfoss AB-QM

Vediamo come è possibile ovviare a questo problema grazie all’utilizzo delle valvole dinamiche indipendenti dalla pressione Danfoss AB-QM.

Le AB-QM sono sostanzialmente l’unione di una valvola di regolazione a due vie e di una valvola di taratura dinamica.

pendolamento valvole
Figura 4: le valvole Danfoss AB-QM sono costituite dall’unione di due valvole: una di regolazione a due vie e una di taratura

La parte superiore della valvola è la valvola di regolazione vera e propria che permette di limitare la portata massima offrendo il grande vantaggio di poter variare il profilo di equipercentualità per migliorare la regolazione, mentre la parte inferiore della valvola AB-QM contiene un regolatore di pressione differenziale dinamico, che lavora per mantenere costante la pressione tra i punti 1 e 2 della valvola di regolazione.

pendolamento valvole
Figura 5: funzione di valvola di taratura integrata nella valvola Danfoss AB-QM
pendolamento valvole
Figura 6: funzione di valvola di regolazione integrata nella valvola Danfoss AB-QM

Riprendendo quindi il caso analizzato precedentemente con il solo terminale 1 a pieno carico (figura 1), laddove le valvole tradizionali chiudevano molto per compensare l’eccessivo aumento di ΔP, ora con l’utilizzo delle valvole di regolazione Danfoss AB-QM, è la taratura dinamica a compensare la maggiore pressione ai capi dei terminali.

La regolazione dinamica della valvola mantiene costante il salto di pressione e le valvola lavora quindi in totale linearità.

pendolamento valvole
Figura 7: andamento delle pressioni nel circuito lungo i carichi che diminuiscono con valvole a 2 vie tradizionali e valvole Danfoss AB-QM
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Figura 8: caratteristica Potenza–ΔP e Apertura V-Potenza nel circuito con carichi che diminuiscono e con valvole a 2 vie tradizionali e valvole Danfoss AB-QM

Il fenomeno è ancora più evidente se mostrato in un diagramma Apertura–Potenza. La valvola a due vie tradizionale del terminale 1 deve chiudere anche se la batteria richiede il 100% della potenza, a causa della sovrapressione ai capi della valvola. Con le valvole AB-QM Danfoss invece, c’è sempre perfetta linearità tra apertura della valvola e potenza richiesta.

pendolamento valvole
Figura 9: caratteristica Apertura valvola–Potenza con con valvole a 2 vie tradizionali e valvole Danfoss AB-QM. A sinistra Valvole a 2 vie tradizionali, a destra valvole Danfoss AB-QM.

Per informazioni: www.danfoss.it

 


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