Cálculo y Selección del Regulador de Temperatura de Agua de Acción Directa
EJEMPLO
Selección del regulador de temperatura
El regulador de temperatura de acción directa es un componente independiente del sistema de calefacción que no requiere componentes adicionales y funciona sin fuentes de energía externas.
La tarea principal del regulador de temperatura es controlar el proceso de calentamiento o enfriamiento del medio de trabajo cerrando el flujo del portador de calor o refrigerante. La capacidad de regulación está determinada por la autoridad de la válvula en el sistema controlado, por lo que se recomienda seleccionar la válvula teniendo en cuenta la curva de su característica reguladora asociada con la desviación de la autoridad del regulador de temperatura de 1. De lo contrario, el proceso de regulación puede llevarse a cabo en modo binario.
La precisión de mantenimiento de la temperatura por el regulador depende de la histéresis y la zona proporcional del sensor térmico, y la velocidad de reacción a las desviaciones de temperatura depende de la constante de tiempo.
En los sistemas con parámetros de cambio rápido, es mejor elegir reguladores 'rápidos' con una constante de tiempo de hasta 60 segundos, mientras que en sistemas con calentadores de acumulación y acumuladores de calor, los reguladores más 'lentos' serán suficientes.
Se recomienda seleccionar el sensor térmico del regulador de temperatura de manera que la temperatura mantenida esté en el tercio medio del rango ajustable.
Metodología de cálculo
La metodología de cálculo y selección del regulador de temperatura implica determinar:
- la capacidad de flujo necesaria del regulador
- el rango óptimo de temperaturas mantenidas
- la velocidad de cierre y la precisión de mantenimiento
Cálculo de la capacidad de flujo
El cálculo de la capacidad de flujo del regulador de temperatura Kv se basa en datos sobre el caudal del fluido térmico a través de él y la pérdida de presión permitida. Cabe señalar que cuanto mayor sea el porcentaje de pérdidas en la sección controlada aportado por el regulador de temperatura a partir de la presión excedente disponible, mayor será su autoridad y más suave será la regulación.
El algoritmo de selección del regulador de temperatura descrito anteriormente, al calcular la desviación de la característica reguladora de la válvula de la autoridad 1, utiliza por defecto la característica de trabajo inicial: lineal.
Cálculo de la posibilidad de aparición de cavitación
La cavitación es la formación de burbujas de vapor en el flujo de agua, que se produce cuando la presión en él cae por debajo de la presión de saturación del vapor de agua. La ecuación de Bernoulli describe el efecto de aumentar la velocidad del flujo y reducir la presión en él, que ocurre cuando se estrecha la sección de paso. La sección de paso del regulador de temperatura es precisamente este estrechamiento, en el que la presión puede caer hasta la presión de saturación, siendo el lugar más probable para la aparición de cavitación. Las burbujas de vapor son inestables, aparecen bruscamente y también desaparecen bruscamente, lo que provoca la erosión de partículas de metal de la compuerta de la válvula, lo que inevitablemente provocará su desgaste prematuro. Además del desgaste, la cavitación conduce a un aumento del ruido durante el funcionamiento de la válvula.
Los principales factores que afectan la aparición de cavitación son:
- Temperatura del agua: cuanto más alta es, mayor es la probabilidad de cavitación.
- Presión del agua: frente a la válvula de control, cuanto mayor es, menor es la probabilidad de cavitación.
- Pérdida de presión permitida: cuanto mayor es, mayor es la probabilidad de cavitación.
- La característica de cavitación del regulador de temperatura está determinada por las peculiaridades del elemento regulador de la válvula. El coeficiente de cavitación es diferente para diferentes tipos de reguladores y debe indicarse en sus especificaciones técnicas. Sin embargo, dado que la mayoría de los fabricantes no indican este valor, el algoritmo de cálculo incluye un rango de los coeficientes de cavitación más probables.
Cálculo del regulador de temperatura para la generación de ruido
La alta velocidad de flujo en la entrada del regulador de temperatura puede causar altos niveles de ruido. Para la mayoría de las salas donde se instalan reguladores de temperatura, el nivel de ruido permitido es de 35-40 dB (A), lo que corresponde a una velocidad en la entrada de la válvula de aproximadamente 3 m/s. Por lo tanto, al seleccionar un regulador de temperatura, se recomienda no exceder la velocidad especificada.
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