Obliczenia i dobór regulatora temperatury wody z działaniem bezpośrednim
PRZYKŁAD
Dobór regulatora temperatury
Regulator temperatury z działaniem bezpośrednim to niezależny element systemu grzewczego, który nie wymaga dodatkowych komponentów i działa bez zewnętrznych źródeł energii.
Główne zadanie regulatora temperatury polega na kontrolowaniu procesu ogrzewania lub chłodzenia medium roboczego poprzez zamykanie przepływu ciepła lub chłodziwa. Zdolność regulacyjna zależy od autorytetu zaworu w regulowanym systemie, dlatego zaleca się wybór zaworu z uwzględnieniem krzywej jego charakterystyki regulacyjnej, związanej z odchyleniem autorytetu regulatora temperatury od 1. W przeciwnym razie proces regulacji może odbywać się w trybie dwu-pozycyjnym.
Dokładność utrzymania temperatury przez regulator zależy od histerezy oraz strefy proporcjonalności termoprzetwornika, a szybkość reakcji na odchylenia temperatury zależy od stałej czasowej.
W systemach o szybko zmieniających się parametrach lepiej wybrać 'szybkie' regulatory o stałej czasowej do 60 sekund, a w systemach z zasobnikami ciepła i podgrzewaczami wody wystarczą 'wolniejsze' regulatory.
Zaleca się wybór przetwornika termicznego regulatora w taki sposób, aby utrzymywana temperatura znajdowała się w środkowej trzeciej części regulowanego zakresu.
Metodologia obliczeń
Metodologia obliczeń i doboru regulatora temperatury polega na określeniu:
- wymaganej przepustowości regulatora
- optymalnego zakresu utrzymywanych temperatur
- szybkości zamykania i dokładności utrzymania
Obliczenia przepustowości
Obliczenia przepustowości regulatora temperatury Kv przeprowadza się na podstawie danych dotyczących przepływu czynnika grzewczego przez regulator oraz dopuszczalnego spadku ciśnienia. Należy zauważyć, że im większy procent strat na regulowanej sekcji wprowadza regulator temperatury z dostępnego nadciśnienia, tym większy jest jego autorytet, a regulacja będzie bardziej płynna.
Opisana powyżej metodologia wyboru regulatora temperatury, podczas obliczania odchylenia charakterystyki regulacyjnej zaworu od autorytetu 1, domyślnie korzysta z początkowej charakterystyki roboczej - liniowej.
Obliczenia możliwości wystąpienia kawitacji
Kawitacja to tworzenie się pęcherzyków pary w strumieniu wody, które pojawiają się, gdy ciśnienie spada poniżej ciśnienia nasycenia pary wodnej. Równanie Bernoulliego opisuje efekt zwiększania prędkości przepływu i spadku ciśnienia, który występuje, gdy przekrój przepływu się zwęża. Przekrój przepływu regulatora temperatury jest właśnie takim zwężeniem, w którym ciśnienie może spaść do ciśnienia nasycenia i jest to najbardziej prawdopodobne miejsce powstawania kawitacji. Pęcherzyki pary są niestabilne, pojawiają się nagle i równie szybko zanikają, co prowadzi do erozji cząsteczek metalu z zaworu, co nieuchronnie prowadzi do jego przedwczesnego zużycia. Oprócz zużycia, kawitacja powoduje zwiększenie hałasu podczas pracy zaworu.
Główne czynniki wpływające na powstawanie kawitacji:
- Temperatura wody - im wyższa, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Ciśnienie wody - przed zaworem regulacyjnym, im wyższe, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji.
- Dopuszczalne straty ciśnienia - im większe, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia kawitacji. Należy tu zauważyć, że w pozycji zaworu zbliżonej do zamknięcia, dławione ciśnienie na regulatorze temperatury zbliża się do nadciśnienia na regulowanej sekcji.
- Charakterystyka kawitacyjna regulatora temperatury - jest określona przez cechy elementu regulacyjnego zaworu. Współczynnik kawitacji jest różny dla różnych typów regulatorów i powinien być podany w ich specyfikacjach technicznych. Jednak, ponieważ większość producentów nie podaje tej wartości, algorytm obliczeniowy zakłada zakres najbardziej prawdopodobnych współczynników kawitacji.
Obliczenia regulatora temperatury pod kątem generowania hałasu
Wysoka prędkość przepływu w wlocie regulatora temperatury może być przyczyną wysokiego poziomu hałasu. Dla większości pomieszczeń, w których instalowane są regulatory temperatury, dopuszczalny poziom hałasu wynosi 35-40 dB (A), co odpowiada prędkości około 3 m/s we wlocie zaworu. Dlatego przy doborze regulatora temperatury zaleca się nie przekraczać tej prędkości.
pytanie : komentarz : opinia
Obliczenia sprzętu online
