Automatska regulacija glavnih termičkih parametara.

Za održavanje potrebnog nivoa temperature u sistemi grijanja koriste se električni uređaji koji se nazivaju termostati. Svi uređaji sa električnim grijačima opremljeni su električnim termostatima.

Potrebe i karakteristike termostata

Termostat je električni uređaj neophodna za automatsku regulaciju temperature u rashladnim i oprema za grijanje. Montiraju se u sisteme grejanja, veštačke klime, sisteme hlađenja ili zamrzavanja. Široko se koristi u domaćinstvo u uređenju plastenika.

Svrha termostata se određuje uključivanjem ili isključivanjem grijaćih elemenata bilo kojeg uređaja na temperaturama ispod ili iznad navedenih. Zbog rada termostatskih uređaja, unutrašnjeg zraka, vode, površina instrumenata itd. Imam stabilnu temperaturu.

Svi termostati, bez obzira na kojem se uređaju nalaze, rade po jednom principu. Automatski regulator prima podatke o temperaturi iz svog okruženja, zbog činjenice da je opremljen ugrađenim ili daljinskim senzorom temperature. Na osnovu primljenih informacija, termostat određuje kada će se uključiti i isključiti. Da biste izbjegli kvarove uređaja, senzor temperature treba instalirati u zatvorenom prostoru daleko od direktnog utjecaja različite opreme za grijanje, inače može doći do izobličenja indikatora i, naravno, regulator će raditi pogrešno.

Klasifikacija termostata

Princip rada svih uređaja koji regulišu temperaturu je isti, ali postoji mnogo vrsta termostata, a razlikuju se u:

  • svrha:
    soba;
    vrijeme.
  • Način montaže:
    zid;
    zid;
    montiran na DIN šinu.
  • Funkcionalnost:
    centralna regulacija;
    bežična regulacija.
  • Način kontrole:
    mehanički;
    elektromehanički;
    digitalni (elektronski).

Također, termostati se razlikuju po tehničkim svojstvima:

  • Raspon mjerenja temperature. različiti modeli termostati, ovisno o modifikaciji, održavaju temperaturu od -60 do 1200 °C.
  • Broj kanala:
    jednokanalni. Koristi se za automatsko podešavanje i održavanje temperature objekta na određenom nivou. Razlikuju se po manjim veličinama i težini od višekanalnih uređaja;
    višekanalni. Izdaju se za fiksiranje temperature serije standardnih termičkih senzora. Koriste se u fabrikama, laboratorijama, kao iu nacionalnoj ekonomiji.
  • Dimenzije:
    kompaktan;
    veliko;
    veliko.

Primjena temperaturnih regulatora i senzora

Regulatori temperature mogu se ugraditi u stambene i industrijske prostore. Općenito se može razlikovati sljedeće:

  • I kontrolu temperature zraka u određenom dijelu prostorije. Ovi uređaji spadaju u kategoriju sobnih regulatora. Postoje analogni i digitalni.
  • A oni koji održavaju temperaturu pojedinih objekata su regulatori za podno grijanje.
  • Spoljna temperatura vazduha - vremenski termostati.

Regulatori koji rade u industrijskim prostorijama su dva tipa:

  • Industrijski prostorni . Ovi uređaji uključuju analogne zidne regulatore sa povećanom zaštitom.
  • Industrijski sa odvojenim senzorima . Ovo su analogni uređaji. eksterni senzori, koji se može montirati na zid ili na posebnu šinu.
    Senzori se mogu ugraditi na zidove ili na pod kuće, ovisno o njihovoj vrsti i namjeni. Ugrađeni uređaji se montiraju u montažnu kutiju direktno u zid, dok se uređaji za nadgradnju jednostavno pričvršćuju na zid.

Postoji i nekoliko tipova senzora za njihovu namjenu:

  • Senzor podne temperature.
  • Senzor temperature vazduha.
  • Infracrveni senzor za pod i zrak.

Senzor koji mjeri temperaturu zraka često se postavlja na kućište termostata. Regulatori temperature sa infracrveni senzori može se koristiti za upravljanje cijelim sistemom grijanja. Ovi senzori su odlični za ugradnju u kupatila, tuševe, saune i druge prostore sa visokom vlažnošću. Sam regulator temperature mora se postaviti na suho mjesto, može se oštetiti od viška vlage. Istina, postoje modeli s povećanom nepropusnošću, a njihova ugradnja u kupaonicu nije opasna za njih.

Regulatori za podno grijanje razlikuju se po svojoj unutarnjoj strukturi, a to su:

  • Digitalno.
  • Analog.

Digitalni uređaji imaju dobru otpornost na različite vrste smetnji, stoga isključuju izobličenje podataka i garantuju veću tačnost od analognih.

Karakteristike funkcionalnosti električnih regulatora temperature:

  • Bežična regulacija (daljinska) . Preporučuje se korištenje za dodatnu ugradnju grijaćih elemenata i rekonstrukcije, kada je klasično podešavanje nemoguće ili prilično teško. Daljinsko upravljanje isključuje dodatne radove na izgradnji i popravci tokom električnih instalacija (na primjer, postavljanje kablovskih instalacija).
  • Uređaji za programiranje . Centralni (klasični) uređaj omogućava regulaciju temperature cjeline veliki objekat iz jedne tačke. Kontroler se programira pomoću računara ili upravljačkih uređaja. Također, kontrola se vrši pomoću telefonskog modema.

Princip rada, prednosti i nedostaci

Mehanički regulator temperature smatra se jednostavnim i praktičnim uređajem. Koristi se za potrebe grijanja i hlađenja. Najčešće se radi o vanjskom elektroinstalacijskom proizvodu namijenjenom unutrašnja instalacija u stambenim prostorijama u sistemima grijanja. Izgled je sličan standardnoj slavini.

Specifičnost mehaničkih termostata je odsustvo električne komponente. Uređaj radi po posebnom principu, koji se sastoji u svojstvima određenih supstanci i materijala da mijenjaju svoja mehanička svojstva od temperaturnih promjena.

Kada se temperatura promijeni na točno određenu, električni krug se prekida ili zatvara, što uzrokuje isključivanje ili uključenje uređaja za grijanje. Potreban indikator temperature se bira na skali instrumenta rotacijom posebnog točka.

Pozitivne tačke mehaničkih termostata:

  • Pouzdanost.
  • Otporan na pad napona.
  • Nije podložan elektronskim kvarovima.
  • Rad na negativnim temperaturama.
  • Može se koristiti u uslovima naglih temperaturnih promjena.
  • Jednostavna kontrola.
  • Dug vijek trajanja.

Nedostaci:

  • Prisustvo greške.
  • Vjerojatnost malih klikova kada se napon primjenjuje na infracrvene grijače.
  • Niska funkcionalnost.

Bez obzira na nedostatke, oni su najčešći i češće se nalaze u organizaciji sistema grijanja od ostalih termostata, zbog jednostavna kontrola i niske cijene.

Rad elektromehaničkih termostata

Elektromehanički regulatori temperature koriste se u raznim kućanskim električnim aparatima. Ovi proizvodi dolaze u dvije verzije:

  • Sa bimetalnom pločom i grupom kontakata . Ploča, zagrijana na određenu temperaturu, savija se i otvara kontakte, zbog čega prestaje dovod električne struje do grijaćeg svitka ili grijaćeg elementa uređaja. Nakon hlađenja, ploča se savija u prvobitni položaj, kontakti se zatvaraju, dovod struje se vraća i uređaj se zagrijava. Uređaji sa ovim regulatorima se koriste u Svakodnevni život gotovo svaka osoba ima pegle, električni šporet, kuhalo za vodu itd.
  • Sa kapilarnom cijevi. Proizvod se sastoji od cijevi napunjene plinom i stavljene u posudu s vodom, kao i kontakata. Princip rada zasniva se na svojstvima materijala da se šire na određenim temperaturama. Supstanca u šupljoj cijevi počinje da se širi kada se voda zagrije, što uzrokuje zatvaranje kontakta. Nakon što se voda ohladi, kontakti se otvaraju i uređaj se počinje zagrijavati. Takvi regulatori najčešće su opremljeni bojlerima, uljni grijači, kotlovi.

Nedostaci ovih uređaja:

  • Niska funkcionalnost.
  • Poteškoće u postizanju visoke točnosti kontrole.

Specifičnosti elektronskih regulatora temperature

Elektronski uređaji su vrlo česti, rade sa mnogim električnim grijačima. Obično su opremljeni opštim sistemima grijanja i klimatizacije, kao i podnim grijanjem.

Glavne komponente:

  • Senzor temperature koji se može ukloniti.
  • Kontroler je uređaj koji postavlja određeni nivo temperature u kući, kao i kreira komande za uključivanje i isključivanje grijača.
  • Elektronski ključ - kontakt grupa.

Senzor instrumenta šalje podatke o temperaturi kontroloru, koji obrađuje primljeni signal i odlučuje da li će smanjiti ili povećati temperaturu.

Vrste elektronskih termostata:

  • Konvencionalni termostati . U ovim uređajima možete postaviti željene temperaturne granice ili tačnu temperaturu koja će biti pohranjena. Uređaji su opremljeni elektronskim displejom.
  • Digitalni termostati:
    Zatvorena logika. Uređaji imaju nepromijenjen algoritam rada. Regulacija se vrši slanjem komandi za navedene parametre na određene uređaje koji su unaprijed instalirani. Parametri se postavljaju unaprijed ovisno o potrebama uređaja koji se koriste za određenu temperaturu. Korekcija programa ovih kontrolera je praktički nemoguća, možete samo promijeniti glavne parametre. Ali upravo se ovi termostati najčešće koriste u svakodnevnom životu.
    With otvorena logika. Ovi uređaji kontroliraju precizan proces grijanja prostora. Imaju napredne postavke, tako da možete promijeniti njihov algoritam rada. Upravlja se dugmadima ili touch panel. Pomoću ovih uređaja moguće je uključiti ili isključiti sisteme grijanja u strogo određeno vrijeme. Ali njihovim reprogramiranjem treba da se bave stručnjaci. Ovi regulatori se češće koriste u proizvodnji i industriji nego u svakodnevnom životu.

Programabilni termostati su praktični za rad, otvaraju široke mogućnosti za fino podešavanje uređaja prema željenom indikatori temperature, u zavisnosti od zahteva odvojene zone prostorije.

Prednosti:

  • Širok raspon podešavanja.
  • Raznovrsnost dizajnerskih rješenja.
  • Ušteda električne energije.
  • Visoka tačnost.
  • Efikasnost.
  • Operativna sigurnost.

Također, termostati su jednostavni za upravljanje i imaju nisku cijenu, samo ova dva plusa se ne odnose na otvorene logičke kontrolere. Elektronski kontroleri su često sastavni dio sistemi pametne kuće.

Želim govoriti o stvaranju jednostavnog uređaja koji je uvelike olakšao život stanovnika kuće - automatskog regulatora temperature za gejzir. Slični uređaji su već kreirani i opisani ovdje na Habréu, htio sam napraviti malo napredniji uređaj i detaljno opisati cijeli proces kreiranja od ideje i mjerenja do implementacije, bez korištenja gotovih modula poput Arduina. Uređaj će biti montiran matična ploča, programski jezik - C. Ovo je moj prvi razvoj kompletnog (i radnog!) uređaja.

1. Početni podaci

Živimo u iznajmljenom stanu, koji ima jednu vrlo neugodnu osobinu: u kući nema tople vode, hladnom vodom grije se na licu mjesta pomoću grijača (bojlera na tekući plin - HSV) koji se nalazi u kuhinji. Dok se tuširate, ako dođe do ponovnog skoka pritiska, morate goli udariti po stub ili pozvati nekoga. Nije moguće integrirati punopravni "pametni dom", pa je odlučeno da se uvede automatska kontrola grijača. Inače, brzo sam našao nekoliko sličnih rješenja, na primjer, što znači da je moj problem poznat i riješen na svoj način.

VPG model: Vector lux eco 20-3 (Kina)
Pritisak vode: oko 1,5 kgf / cm² (pritisak je nizak, grijač radi malo iznad dozvoljene granice)

Zahtjevi za rješenje

  • Jednostavnost
  • PID regulator ili slično
  • Mogućnost odabira održavane temperature
  • Prikaz trenutnih parametara
  • Rješavanje sigurnosnih problema uređaja

Arhitektura sistema

Nakon nekog razmišljanja, arhitektura uređaja je skicirana na sljedeći način:
  • Servo pogon (direktno u tijelu HSV-a)
  • Termalni senzor običan HSV
  • Jedinica za pojačavanje signala termičkog senzora i stabilizator servo napajanja (direktno u tijelu HSV-a)
  • Upravljačka jedinica (vanjska)
Zatim ću opisati razvojni proces hronološkim redom.

2. Servo

Pošto je moja profesija softver i mehanika je uvek ostala najviše težak dio Odlučio sam da počnem s njom. Moram reći da se dugo nisam mogao spremiti za prvu etapu, bilo je jako strašno dodirnuti HSV, ali još jedan pad pritiska natjerao me da krenem.

Nakon što sam demontirao stup i pogledao okolo, pronašao sam mjesta za ugradnju servo TowerPro MG995, nekako davno naručen "za isporuku" na aliexpressu.

Da bih uklonio zazor pogonskih šipki, napravio sam jednu šipku opružnu. Povratak je potpuno eliminiran, ali se ispostavio još jedan problem - servo s okretnim momentom > 10 kg * cm pokazao se previše hrabrim za HSV. Kada su uključeni, prijelazni procesi u elektronici stroja uzrokuju trzaj u nasumični položaj, a nakon nekoliko okreta u praznom hodu, šipka se ispostavila da je savijena! Silumin stubovi definitivno neće izdržati takav tretman. Geometrija klackalice, koja nije bila na osi regulatora, također je izazvala kritike, što je dovelo do nelinearnosti podešavanja. Konačan pogled na sklop pogona gasa:

Agregat je preuređen - korištene su opruge od VAZ-a (sa karburatora - kupljene u prodavnici autodijelova) i klackalica je sada na geometrijskoj osi osovine. Ovaj dizajn ima mali zazor, ali je linearan u podešavanju i može ublažiti bijes upravljačke mašine. Uglovi su postavljeni na optimalne vrijednosti za podešavanje u najzahtjevnijim pozicijama regulatora.

3. HSV senzorska jedinica

HSV termistor mijenja svoj otpor unutar 20..50 KΩ, problematično ga je koristiti direktno kao razdjelnik - dobivamo nisku preciznost mjerenja. Ali, kako se pokazalo u praksi - s povećanjem napona napajanja na 12 V, lako možete dobiti prihvatljiv raspon izlaznog signala - samo koristite op-amp u režimu repetitora (ako je potrebno, možete promijeniti pojačanje) za izolaciju razdjelnik od tereta. Blok dijagram unutar HSV-a:

Razdjelnik R2 i temperaturni senzor stupa generiraju signal napona od 1.4..4.96 V u punom opsegu mjerenja (u praksi - 20..60 stepeni Celzijusa). U početku je razvio mosnu sklop - koji može nadoknaditi gubitak izvora napajanja, ali je odbačen zbog činjenice da je izvor napajanja imao malo efekta, a prva tačka "TK" bila je - "jednostavnost". Operacijski pojačavač omogućava razdvajanje razdjelnika i opterećenja. Zener dioda D1 ograničava izlazni napon na 5,1 V u slučajevima kada je senzor isključen (inače bi izlaz bio 12 V - što je smrtonosno za kontroler) - što će se smatrati bezuslovnom greškom u krugu kontrolera. Integrirani stabilizator 7805 hrani servo - rješenje je neuspješno, kada mašina stane, užasno se zagrije i mislim da može otkazati ako pogon klinove (ako ne radi ugrađena zaštita). Neću se više fokusirati na ovaj blok.

4. Kontroler

Kontroler je sastavljen na bazi Atmega8 IC u dip-paketu.

Takt - interni oscilator na 8 MHz. Snaga - još 7805 na ploči. Indikacija preko standardnog LCD1602 displeja. Blok dijagram:

Napajanjem jedinice upravlja se iz stupca preko tranzistora - pomoću releja male veličine. Signal temperaturnog senzora (kontakt br. 4 konektora) ima povlačenje prema zemlji i kada se senzor isključi tokom rada, pokazaće se vrlo visoke temperature- što će smanjiti regulator i ne uzrokovati opasne situacije. Sastavljen blok:

4. Testiranje i podešavanje

Za testiranje PID kontrolera, HSV model je napisan u Qt-u. Razradio je glavne tačke i situacije rada grijača - hladno / vruće pokretanje, padovi tlaka. Da bi se uzele karakteristike, na kontrolnu ploču je dodat UART konektor na koji su se jednom u sekundi slali podaci o indikatorima - trenutna temperatura, položaj gasa itd.

Testovi su otkrili sljedeće:

  • Vrlo velika inercija HSV-a od početka izlaganja reakciji na temperaturnom senzoru - oko 30 sekundi
  • Zaokruživanje na stepen u firmveru kontrolera je loša ideja, algoritam bi mogao raditi preciznije

Rezultati merenja i kalibracije temperaturnog senzora, zavisnost se može smatrati uslovno linearnom:

Prvi se pokreće u programu za prikazivanje telemetrije iz kolone:

(Zaboravio sam dodati legendu na grafikone. Ovdje i ispod - crvena- senzor temperature, zelena tačkasta- položaj gasa, plava- temperatura po želji korisnika)


Gotovo uspješno prilagođavanje


Dobre opcije za kvote


Dobra startna opcija

Prve vožnje su pokazale glavne parametre sistema, zatim ih nije bilo teško izmjeriti i podesiti prema ubrzanoj formuli, parametri su birani dugo i bolno. Nije bilo moguće potpuno se riješiti fluktuacija, ali se fluktuacije unutar 1 stepena smatraju prihvatljivim. Prihvaćena opcija:

U procesu selekcije integralni koeficijent je morao biti potpuno isključen, mislim da je to zbog velike inercije sistema. Konačne kvote:

FloatPk = 0,2; float Ik = 0,0; float Dk = 0,2;

5. Kućište

Uređaj je montiran u plastičnu razvodnu kutiju.

I funkcionira ovako.

6. Sigurnost upotrebe

Važno pitanje koje je postavljeno od samog početka. Idemo kroz glavne tačke.

Galvanska izolacija kolone i regulatora

Šta se događa ako se napajanje od 12V kratko spoji i na krugu senzora postoji 220 volti? To neće uzrokovati protok plina u kolonu. Kako se ispostavilo - to neće uzrokovati - postoje dva nivoa opskrbe plinom u koloni - solenoidni ventil kontroler i mehanički ventil za vodu. Nije dovoljno otvoriti samo solenoid - gas neće teći bez protoka vode.

Isključivanje ili odvajanje senzora unutar HSV-a

Kada se termistor odvoji od bloka unutar VPG-a, na izlazu će se generisati signal 0xFF (5.1V), što program provjerava kao grešku, kontroler zaustavlja izvršavanje programa, servo pogon se postavlja na minimum.

Isključivanje ili odvajanje senzora od kontrolera

U tom slučaju se generiše visoka temperatura (povlačenje senzorskog voda prema zemlji) što će dovesti do toga da pogon pretvarača bude na minimalnoj vrednosti, što je takođe bezbedno za korisnika.

Elektronsko-mehanička zaštita od HSV-a

Vrijednosti zaštite od HSV ostaju u normalnom načinu rada, u slučaju ključanja / pregrijavanja / senzora promaje kolone, standardni sistemi bi ga trebali isključiti.

Kontrole temperature u pojedinačnim prostorijama

Zahvaljujući Danfossovom radijatorskom termostatu, koristi se samo potrebna količina energije, a sobna temperatura se konstantno održava na željenom nivou. Termostat mjeri sobnu temperaturu i automatski reguliše dovod topline.

Omogućava izbjegavanje pregrijavanja prostorija u prijelaznim i drugim periodima godine i osiguravanje minimalnog potrebnog nivoa grijanja u prostorijama sa periodičnim boravkom ljudi (sistem zaštite od smrzavanja).

Kratki naziv za radijatorski termostatRTD(Termostat radijatora Danfoss). Šta je radijatorski termostat?

1 - kombinacija senzora sobne temperature i ventila za vodu,

2 - nezavisni regulator pritiska (radi bez dodatni izvor energija)

3 - uređaj koji stalno održava zadatu temperaturu.



Princip rada radijatorskog termostata:

Princip rada je ravnoteža između sile medija (u ovom slučaju: plina) i sile tlačne opruge, čija vrijednost ovisi o postavci glave (na željenu temperaturu). Dakle, količina protoka kroz ventil zavisi od podešavanja glave i temperature okoline koju senzor detektuje.

Ako temperatura poraste, plin se širi i tako lagano zatvara ventil. Ako temperatura padne, tada se plin komprimira u skladu s tim, što dovodi do otvaranja ventila i pristupa rashladne tekućine grijaču.

Upotreba plina daje Danfossu veliku prednost u odnosu na druge proizvođače: malu vremensku konstantu, što znači najbolja upotreba slobodnu toplinu kroz brzi odgovor na promjene sobne temperature (vrijeme reakcije).

Do danas, samo Danfoss radijatorski termostati koriste princip ekspanzije i kontrakcije gasa. Razlog je taj što je upotreba plina vrlo potrebna moderna tehnologija i shodno tome, visoki zahtjevi na kvalitet. Međutim, Danfoss je spreman da preuzme dodatne troškove kako bi postigao visok kvalitet i konkurentne proizvode.

Izbor radijatorskog termostata zavisi od sledećih uslova:

Lokacija ventila tipa Y senzora

ventil tipa U veličina radijatora (zahtjev za toplinom), pad temperature po grijaći element, tip sistema grijanja (1- ili 2-cijevni sistem)

Zašto je potrebno koristiti radijatorski termostat?

1 - jer omogućava uštedu toplotnu energiju(15-20%), omogućava korištenje besplatne, „besplatne“ topline (sunčevo zračenje, dodatna toplina ljudi i aparata), rok povrata< 2 лет.

2 - pruža visok nivo udobnosti u prostoriji.

3 - osigurava hidrauličku ravnotežu - vrlo je važno stvoriti hidrauličku ravnotežu sistem grijanja, što znači snabdijevanje raspoloživom toplotnom energijom svakog potrošača prema njegovim potrebama.

Termostatske glave RTD (20% uštede topline)




Glave za radijatorske termostate dostupne su u sljedećim verzijama:

RTD 3100 / 3102 - standardni senzor, ugrađen ili daljinski, raspon temperature 6-26°C, ograničavanje i fiksiranje podešavanja temperature.

RTD 3120 - senzor otporan na neovlašteno korištenje, ugrađen, temperaturni raspon 6 - 26°C, zaštita od smrzavanja.

RTD 3150 / 3152 - senzor sa ograničenjem maksimalne temperature, ugrađen ili daljinski, temperaturni opseg 6 - 21°C, zaštita od smrzavanja, fiksiranje podešavanja temperature.

red RTD 3160 - element daljinski upravljač, dužina kapilarne cijevi 2 / 5 / 8 m, Maksimalna temperatura 28°C sa ograničenjem i fiksiranjem podešavanja temperature (za radijatore i konvektore koji nisu dostupni korisniku).

Daljinski senzor se mora koristiti ako će ugrađeni senzor biti pod utjecajem propuha ili će biti skriven iza zavjesa ili ukrasnih rešetki.

Pričvršćivanje same termostatske glave na ventil se lako vrši pomoću preklopne matice. Glava se može osigurati od neovlaštenog uklanjanja vijkom (posebno se naručuje kao dodatak).


Ventili RTD-N i RTD-G

Kada je Danfoss počeo da se širi na vanjska tržišta zapadna evropa, tada su stručnjaci kompanije izvršili brojne analize kvaliteta vode u različite zemlje. Kao rezultat ovog iskustva, postalo je jasno da se u sistemima grijanja nekih zemalja često nalazi niska kvaliteta vode. Iz tog razloga je razvijena nova serija ventili za tržišta istočne Evrope- RTD serija.

Materijali korišćeni u RTD-u ostaju posebno otporni na loš kvalitet vode koja se koristi (u poređenju sa ventilima za zapadnoevropska tržišta, sve delove od kalaj-bronze zamenili smo trajnijim mesinganim delovima). A to znači da je vijek trajanja ventila značajno povećan, čak iu teškim uvjetima u Ukrajini. To znamo iz iskustva prosečan rok vijek trajanja ventila dostiže 20 godina.

Tip regulacijski ventiliRTD-N(prečnika 10-25 mm) su namenjene za upotrebu u dvocevnim pumpni sistemi grijanje vode i opremljeni su uređajem za prethodno (instalacijsko) podešavanje njihove propusnosti.

U 2-cijevnom sistemu grijanja, dodavanje vode iznad izračunate zapremine dovodi do povećanja prijenosa topline i neravnoteže u sistemu. Funkcija predpodešavanja ventila omogućava instalateru da ograniči kapacitet ventila tako da hidraulički otpor u svim krugovima radijatora bila je ista i na taj način regulirana količina protoka.

Jednostavno i precizno podešavanje propusnog opsega se lako radi bez dodatni alat. Broj utisnut na skali za podešavanje mora biti poravnat sa oznakom koja se nalazi nasuprot izlaza ventila. Kapacitet ventila će se mijenjati prema brojevima na skali za podešavanje. U položaju "N", ventil je potpuno otvoren.

Zaštitu od neovlaštene promjene podešavanja osigurava termostatski element postavljen na ventil.

Kontrolni ventili sa povećanim propusnost tipRTD-G(promjera 15-25 mm) namijenjeni su za upotrebu u pumpnim jednocijevnim sistemima za grijanje vode. Mogu se koristiti i u dvocevnim gravitacioni sistemi. Ventili imaju fiksne vrijednosti kapaciteta u zavisnosti od prečnika ventila.

Primjer izračunavanja radijatorskog termostata:

Potreba za toplotom Q = 2000 kcal/h

temperaturna razlika D T = 20°C

postojeći gubitak pritiska D P = 0,05 bara

Odredite količinu protoka (protok vode) kroz uređaj:

Potrošnja vode G = 2 000/20 = 100 l/h

Odredite kapacitet ventila:


Kapacitet ventila Kv = 0,1/C 0,05 = 0,45 m3/bar



Kv vrijednost od 0,45 m3/h označava da za 15 mm RTD-N ventil možete odabrati predpodešavanje “7” ili “N”.

Prilikom odabira radijatorskog termostata potrebno je osigurati podešavanje u rasponu od 0,5°C do 2°C na datoj veličini, što će osigurati dobre uvjete upravljanja. U našem slučaju, potrebno je odabrati preset “7” ili “N”. Međutim, ako postoji opasnost od zagađene vode u sistemu grijanja, ne preporučujemo korištenje unaprijed podešenog broja ispod “3”.

Koristeći naš tehnički list “RTD radijatorski termostati”, moći ćete da izaberete veličinu ventila direktno iz dijagrama u smislu pada pritiska na D P ventilu, ili u smislu brzine protoka kroz G ventil. RTD-G ventili (za 1-cijevni sistem) se izvode identično.


Novogradnja

U novogradnji preporučamo korištenje 2-cijevnog sistema sa unaprijed podesivim RTD-N ventilima za održavanje hidrauličke ravnoteže u sistemu, DN 10-25 mm, prave i ugaone verzije.



Rekonstrukcija

Velika većina starih zgrada koristi 1-cevni sistem, za koji preporučujemo RTD-G ventile povećanog kapaciteta (fiksni kapaciteti u zavisnosti od prečnika), DN 15-25 mm, ravne i ugaone verzije.

Posebno za unaprijed podešene RTD-N ventile, vrlo je važno koristiti filter kako bi se spriječilo ometanje normalnog funkcionisanja ventila.


Balansni (balansni) ventili serije ASV

Budući da su sistemi radijatorskog grijanja dinamički sistemi (različiti padovi tlaka zbog smanjenog toplinskog opterećenja), radijatorski termostati se moraju kombinirati s regulatorima tlaka (automatski). balansni ventili ASV-P za 2-cijevni sistem) i zaporni ventil MV-FN.

ASV serija regulatora uključuje dvije vrste automatskih i ručnih balansnih ventila:

automatski ventil ASV-PV - podesivi regulator diferencijalnog pritiska 5 - 25 kPa

ventil ASV-P - regulator sa fiksnom postavkom od 10 kPa

ASV-M - ručni zaporni i mjerni ventil

ASV-Í - zaporni i mjerni ventil sa podešavanjem kapaciteta

ASV osigurava optimalnu distribuciju nosača topline duž uspona sistema grijanja i normalno funkcioniranje potonjeg, bez obzira na fluktuacije tlaka u sistemu. Takođe vam omogućavaju da zatvorite i ispraznite uspon. Maksimum radni pritisak postaje 10 kPa, maksimalna radna temperatura 120°C.

Ambalaža od stiropora, u kojoj se ventil transportuje, može se koristiti kao toplotnoizolacioni omotač na temperaturi nosača toplote do 80°C. Radna temperatura rashladna tekućina 120 ° C, koristi se posebna toplotnoizolacijska školjka, koja se isporučuje uz dodatnu narudžbu.



Automatski regulator protoka ASV-Q

Za hidrauličko balansiranje jednocevnih sistema grejanja koriste se automatski ventili za ograničavanje protoka ASV-Q - prečnika 15, 20, 25 i 32 mm (opseg podešavanja od 0,1-0,8 m3/h do 0,5-2,5 m3/sat). Koriste se za automatsko ograničavanje maksimalne vrijednosti protoka vode kroz uspon, bez obzira na fluktuacije tlaka i protoka rashladne tekućine u sistemu i za optimalnu distribuciju rashladne tekućine preko uspona sistema grijanja.

Ovi ventili su posebno korisni za balansiranje sistema grijanja za koje podaci nisu dostupni. hidraulične karakteristike. ASV-Q uvijek isporučuje brzinu protoka na koju je ventil podešen. Kada se karakteristike sistema promene, kontroler se automatski prilagođava.

Ugradnja ASV-Q ventila eliminiše tradicionalno složene poslove podešavanja u novogradnji i renoviranju sistema grijanja, uključujući proširenje sistema bez hidraulički proračun cjevovodi.



Primjena (primjeri 1-2 cijevnih sistema)

Prilikom rekonstrukcije jednocevnog sistema bez bajpasa (protočnog sistema) potrebno je ugraditi radijatorske termostate na izvore toplote (RTD-G i RTD glave) i ugraditi bajpas vod (bypass) čiji poprečni presek treba da bude jedan veličina manja od glavne cijevi sistema (bajpas u 1/2" za glavnu u 3/4").

Uz pomoć premosnice, protok rashladne tečnosti kroz izvor toplotnog zračenja se smanjuje na 35 - 30%, što takođe zavisi od prečnika glavnih cevi u sistemu. Proučavajući krivulju prijenosa topline radijatora jednocijevnog sistema, uvjereni smo da će smanjenje protoka rashladne tekućine sa 100% čak na 30% dovesti do smanjenja prijenosa topline radijatora za samo 10%.

To znači da će u velikoj većini slučajeva ugradnja premosnice imati zanemarljiv učinak na rasipanje topline. U mnogim slučajevima, dimenzije emitera topline (radijator, konvektor) su već odabrane s marginom, te stoga emiteri topline mogu nastaviti davati potrebnu količinu topline. Ako je radijator male snage, tada je za rješavanje problema potrebno:

- Povećajte temperaturu rashladne tečnosti

- Povećajte performanse cirkulacijske pumpe

- Povećati grejne površine radijatora

-Izolacija omotača zgrade (zidova)

RTD-G ventili velikog kapaciteta koriste se u jednocevnim sistemima grejanja sa cirkulacijske pumpe i u dvocevnim gravitacionim (gravitacionim) sistemima.

Za održavanje hidrauličke ravnoteže u sistemu grijanja, na svaki uspon mora biti instaliran ASV-Q automatski regulator protoka, koji će ograničiti protok kroz svaki uspon. Na taj način će se toplina ravnomjerno raspodijeliti na sve uspone, posebno u slučaju promjenjivog toplinskog opterećenja ili ako nema dovoljno topline. Zaporni i mjerni ventil ASV-M omogućava vam da zatvorite svaki pojedinačni uspon i, ako je potrebno, ispustite vodu iz njega, uz istovremeno mjerenje protoka kroz uspon.

Emiteri toplote (radijatori i konvektori) mogu biti opremljeni radijatorskim termostatima (RTD-G i RTD glave) bez ikakvih ograničenja. Odabir RTD-G ventila se vrši u skladu s prethodnim primjerom (vidi i primjer odabira RTD-G u tehničkom opisu). U tom slučaju, usponi moraju biti opremljeni ograničavačima protoka ASV-Q i ASV-M sa zapornim i mjernim ventilom.

U slučaju dvocevnog sistema, radijatori mogu biti opremljeni radijatorskim termostatima (RTD-N i RTD senzori) bez ikakvih ograničenja. Odabir RTD-N ventila se vrši prema gore navedenim primjerima RTD-N. U tom slučaju svaki uspon bi trebao biti opremljen ASV-P regulatorom pritiska (i zapornim ventilom ASV-M) koji će osigurati konstantan D P u svakom usponu, koji će kompenzirati promjene toplinskog opterećenja i promjenu D P Štaviše, smanjenje buke rizika u radijatorski termostati, regulator diferencijalnog pritiska će na taj način osigurati njihovu trajnost


Time je riješeno pitanje regulacije temperature u pojedinim prostorijama.

U članku ćemo saznati koji mogu biti termostati za grijanje doma. Analiziraćemo osnovne principe rada različiti uređaji ovog tipa i reći vam kako da ih pravilno instalirate. Počnimo, međutim, s nekoliko općih koncepata.

Zašto je to potrebno

Ali zapravo, zašto vam je potreban termostat za grijanje? Naši djedovi i bake su se dobro snašli i bez toga i uopće nisu patili...

Saving

Sjećate li se kakva je bila stanarina u vrijeme bake i djeda? Krajem sedamdesetih godina, u dvosoban stan na Daleki istok gdje je autor odrastao, bilo je oko 15 rubalja. Zimi zajedno sa grijanjem i strujom.

Za poređenje: mlađa plata istraživač na lokalnom institutu tada je iznosio oko 120 rubalja. Prosječna plata u gradu, zahvaljujući sjevernom i regionalnom koeficijentu, iznosi više od dvije stotine. Nikome nije palo na pamet da brine o dvije ili tri rublje, koje su preplaćene za višak topline: bilo je lakše otvoriti prozor.

Međutim: čak i na nivou projekta, svi radijatori su bili snabdjeveni pradjedom trenutnih termostata - trosmjernim ventilom. Omogućio je smanjenje protoka rashladne tekućine kroz radijator potpuno ili djelomično usmjeravajući protok vode u kratkospojnik.

Sada se većina državnih inicijativa svodi na dvije glavne teze:

  1. Građanima to ne treba.
  2. I oni to moraju sami da plate.

Nema više subvencija za održavanje stanova, stambeno-komunalne usluge su u padu, rente rastu, ali mi se... prilagođavamo kako možemo.

Termostati za radijatore grijanja u kombinaciji s mjeračima topline jedan su od načina za smanjenje troškova grijanja doma. Toplota se troši tačno onoliko koliko je potrebno za održavanje ugodne temperature u kući. Ne više.

Pogodnost

Da, termostati nisu jedini način za uštedu topline. Radijatori grijanja se također mogu podešavati ručno - pomoću prigušnice ili konvencionalnog ventila.

Ali, kao i obično, postoje nijanse:

  • Gas reguliše prohodnost olovke za oči. S fluktuacijama temperature rashladne tekućine, promijenit će se i prijenos topline grijača.
  • Potreba za toplinom varira ovisno o vanjskoj temperaturi. Ručno podešavanje prohodnosti gasa ili ventila nekoliko puta dnevno je pomalo zamorno.

Alternativa gasu - termostatu - je potpuno automatski i vremenski kompenzirani regulator grijanja. Ako prostorija postane vruća zbog povećane temperature vode u bateriji, to će smanjiti protok vode kroz nju.

Ako je hladno, otvoriće se. I sve će se to dogoditi bez vašeg učešća.

Princip rada

Postoji beskonačan broj specifičnih implementacija regulatora grijanja. U osnovi, postoje samo dva osnovni principi prilagođavanja.

Mehanički regulator

Hajde da vidimo kako radi Danfoss RAW-K 5030 termostatska glava.

  • Mehanizam se zasniva na posudi s tekućinom ili plinom s visokim koeficijentom toplinskog širenja. Kontejner teži da pritisne ventil, blokirajući protok vode; suprotstavlja mu se konvencionalna opruga.
  • Grubo podešavanje se vrši najjednostavnijim vijčanim mehanizmom. Što je bliži početni položaj temperaturno osjetljivog elementa ventilu, to mu je potrebno manje hoda da bi blokirao protok vode.
  • Osim toga, mnogi termostati za radijatore za grijanje uključuju dodatni mehanizam za podešavanje - jednostavnu prigušnicu. Pomaže u kalibraciji termostata tako da skala konvencionalnih vrijednosti ​​na njemu odgovara stvarnim temperaturama u rasponu od 7 do 28 stepeni.

Međutim: fino podešavanje se može izvršiti i sa običnim gasom montiranim na drugom dovodu grijača bez termostata.

Isti princip koristi, inače, automatski regulator propuha za kotlove na čvrsto gorivo. Problem neslaganja između hoda klapne i promjene dimenzija temperaturno osjetljivog spremnika riješen je krajnje jednostavno - pomoću poluge s krakovima različite dužine.

Električni regulator

Svi električni termostati za grijanje koriste sposobnost određenih materijala da mijenjaju svoje karakteristike s promjenama temperature.

Naravno, u ovom slučaju govorimo o električnim karakteristikama:

  • Termistor mijenja svoj otpor kako se temperatura mijenja. Shodno tome, pri konstantnom naponu, kroz njega će teći više ili manje struje. Tako, na primjer, regulator brzine ventilatora grijača često radi. Uz malu ulaznu snagu, sva struja može teći direktno kroz termistor.

Složenija shema, međutim, omogućit će vam kontrolu i velike struje. Tako da radi sobni regulator grijanje VRT 40 od ​​Vaillant-a: sa strujom kroz termistor u dijelovima ampera, može kontrolirati električni bojler snage od desetine kilovata.

  • Termopar je još zanimljiviji uređaj. Ako zalemite dvije ploče od različitih metala - na primjer, od nikroma i legure aluminijum-nikl - na spoju će se pojaviti potencijalna razlika. Štaviše, on će se dinamički mijenjati s fluktuacijama temperature na mjestu lemljenja.

Rezultirajuća struja će biti u milivoltima i sama po sebi nije dovoljna za pokretanje bilo kojeg ventila; međutim, postoje tranzistori za to. Kontrolni signal može biti proizvoljno mali i još uvijek kontrolira velike struje.

Kaskada tranzistora će teoretski omogućiti običnom termoelementu da kontrolira opskrbu toplinom ne samo radijatora, već čak i cijele stambene zgrade.

At opšti princip rad električnih termostata može biti analogni ili digitalni. Samo prva dozvola najjednostavnija postavka temperature i najčešće su opremljeni jednostavnim indikatorom, u kombinaciji s kontrolom - kotačićem sa skalom. Potonji ne samo da može podesiti trenutnu temperaturu, već se može i programirati za dan ili sedmicu.

Osim toga, digitalni indikatori su dalje podijeljeni u dvije kategorije:

  • Uređaji sa zatvorenom logikom dozvoljavaju samo postavljanje osnovnih parametara unutar fabričkog firmvera. Relativno ih je lako postaviti, ali imaju ograničene mogućnosti proizvođača. Tipičan primjer je automatski regulator grijanja Calormatic 430 iz Vaillant-a.

  • Otvoreni logički uređaji mogu se potpuno reprogramirati. Umjesto takozvanih one-shotova - čipova koji se ne mogu brisati sa firmverom - oni su opremljeni konvencionalnom fleš memorijom sa otvorenim interfejsom.

Ovi uređaji se rijetko koriste u sustavima grijanja privatnih kuća: složenost postavljanja i visoka cijena plaše kupce. Ali mogućnosti koje ima otvoreni logički termostat za grijanje su impresivne.

Evo liste funkcija ukrajinskog regulatora grijanja Rise RO-2:

  • Regulacija temperature uzimajući u obzir toplinsku inerciju zgrade.
  • Kalkulacija temperaturni graf kompenzacija naglih temperaturnih fluktuacija napolju.
  • Zaštita toplovodne mreže od preopterećenja racionalizacijom protoka tople vode.
  • Izrada grafikona temperature za administrativne zgrade prema njihovom načinu rada.
  • Proračun protoka nosača toplote u skladu sa važećim ugovorom sa dobavljačem toplote.

Lakše je reći šta ovaj termostat ne može. Osim toga, ako je potrebno dodatne funkcije- može se preflašiti.

Pravila instalacije

termostatske glave

Ako se radijatori za grijanje s termostatom isporučuju spremni za spajanje, onda se termostat koji se kupuje zasebno mora i dalje montirati.

Kako to učiniti sami?

  • Sam način instalacije ne razlikuje se od montaže drugih navojnih spojeva. Budite svjesni krhkosti tijela od mesinga: prilikom sastavljanja navojnih spojeva izbjegavajte korištenje prevelike sile. Najbolji uložak konca koji je lako pronaći u svakoj trgovini je sanitarni lan; da biste ga učinili izdržljivijim - natopite pramen lana bilo kojom bojom.
  • Termostat za radijatore za grijanje uvijek se nalazi na dovodnom vodu. Na obrnutoj niti će odlicna ideja umetnite ventil koji vam omogućava da potpuno isključite grijač. Ako prigušnica za ručnu kalibraciju nije ugrađena u termostatsku glavu, ventil se može zamijeniti zasebnom leptirkom.

Pažnja: prisustvo kratkospojnika prilikom ugradnje BILO KOGA leptira za gas ili termostata je obavezno. Bez toga ćete regulirati prohodnost uspona ili cijelog kruga grijanja privatne kuće.

  • Kada dvocevni sistem grijanje, upotreba prigušnica je obavezna. Oni su potrebni za balansiranje kruga: baterije koje su najbliže kotlu ili liftu morat će se pritisnuti, smanjujući protok rashladne tekućine kroz njih. U suprotnom, udaljeni radijatori se jednostavno neće zagrijati - do odmrzavanja u ekstremnoj hladnoći.

Balansiranje se vrši sa potpuno otvorenim termostatskim glavama (maksimalna vrijednost temperature na brojčaniku). Tek nakon što se svi grijači počnu zagrijavati na približno istu temperaturu, možete podesiti i kalibrirati termostate.

  • Ako instalirate sistem grijanja u jednokatnoj privatnoj kući, najbolji izbor Leningradka će postati - jednocijevni krug duž perimetra kuće, paralelno s kojim se, bez otvaranja, razbijaju uređaji za grijanje.

Dijagram povezivanja - donji ili dijagonalni. Na jednom od priključaka se postavlja gas (ovdje balansiranje nije potrebno, ali poželjno). Drugi je termostat.

  • Glava je obično postavljena horizontalno. Čemu služe upute? Činjenica je da će kod vertikalne instalacije element osjetljiv na toplinu često pasti u tok vrućeg zraka koji se diže iz radijatora. Jasno je da će njegova temperatura imati malo veze sa PROSJEČNOM temperaturom u prostoriji.

Elektronski regulatori

Pravila instalacije zavise od toga gdje se nalazi senzor temperature regulatora.

Ako je ugrađen u kontrolnu ploču, mora se montirati prema sasvim razumljivim ograničenjima:

  • Visina iznad nivoa poda - ne manje od 80 centimetara. Blizu poda, temperatura je osjetno niža. Pogotovo s otvorenim prozorom ili vratima u hodnik.
  • Iz bilo kojeg uzlaznog zraka uređaji za grijanje i općenito grijane konstrukcije. Toplota sa zadnje strane frižidera će uticati na kalibraciju senzora jednako kao i na radijator.
  • Direktno sunčeve zrake takođe utiču na performanse uređaja. Postavite ploču sa senzorom u hlad.
  • Konačno, ne bi bilo mudro postaviti elektronsku kontrolnu tablu tamo gde stanovnici kuće koji prolaze u blizini često dodiruju zid.

Ako termostat koristi daljinski senzor, sve stavke osim posljednjeg će se odnositi posebno na lokaciju senzora. Panel se montira tamo gde Vama odgovara.

Zaključak

U videu na kraju članka možete pobliže pogledati neke vrste termostata i pravila za njihovu ugradnju. Različiti proizvođači mogu imati prilično različite zahtjeve za instalaciju, stoga svakako pročitajte upute.

Po principu regulacije sistemi automatskog upravljanja podijeljeni su u četiri klase.

1. Sistem automatske stabilizacije - sistem u kojem regulator održava konstantnu zadatu vrijednost kontroliranog parametra.

2. Programski kontrolni sistem - sistem koji obezbeđuje promenu kontrolisanog parametra prema unapred određenom zakonu (u vremenu).

3. Sistem praćenja - sistem koji obezbeđuje promenu kontrolisanog parametra u zavisnosti od neke druge vrednosti.

4. Ekstremni upravljački sistem – sistem u kome regulator održava vrednost kontrolisane varijable koja je optimalna za promenljive uslove.

Za regulaciju temperaturni režim električne instalacije grijanja, uglavnom se koriste sistemi prve dvije klase.

Automatski sistemi za kontrolu temperature mogu se podijeliti u dvije grupe prema vrsti djelovanja: povremena i kontinuirana regulacija.

Automatski regulatori za funkcionalne karakteristike dijele se na pet tipova: pozicione (relejne), proporcionalne (statičke), integralne (astatičke), izodromne (proporcionalno-integralne), izodromne sa unaprijed i sa prvim izvodom.

Pozicioni regulatori se nazivaju intermitentnim ACS, a drugi tipovi regulatora se nazivaju kontinuiranim ACS. Ispod su glavne karakteristike pozicionih, proporcionalnih, integralnih i izodromskih regulatora sa najveća primena u sistemima za automatsku kontrolu temperature.

(Sl. 1) sastoji se od kontrolnog objekta 1, temperaturnog senzora 2, uređaja za programiranje ili regulatora nivoa temperature 4, kontrolera 5 i aktuatora 8. U mnogim slučajevima, primarno pojačalo 3 se postavlja između senzora i senzora. uređaj za programiranje, a između kontrolera i aktuatora - sekundarno pojačalo 6. Dodatni senzor 7 se koristi u izodromskim kontrolnim sistemima.

Rice. 1. Funkcionalni dijagram automatske regulacije temperature

Pozicioni (relejni) regulatori temperature

Pozicioni regulatori su oni u kojima regulatorno tijelo može zauzeti dvije ili tri određene pozicije. U instalacijama električnog grijanja koriste se dvo- i tropoložajni regulatori. Jednostavni su i pouzdani u radu.

Na sl. 2 prikazano dijagram strujnog kola dvopoložajna regulacija temperature vazduha.


Rice. Slika 2. Šematski dijagram on-off kontrole temperature vazduha: 1 - kontrolni objekat, 2 - merni most, 3 - polarizovani relej, 4 - pobudni namotaji motora, 5 - armatura motora, 6 - reduktor, 7 - kalorifikator.

Za kontrolu temperature u regulisanom objektu koristi se toplotni otpor TS koji je uključen u jedan od krakova mernog mosta 2. Vrednosti ​​otpora mosta se biraju tako da na datoj temperaturi most je balansiran, odnosno napon u dijagonali mosta je nula. Kada temperatura poraste, polarizirani relej 3, uključen u dijagonalu mjernog mosta, uključuje jedan od namotaja 4 elektromotora jednosmerna struja, koji se uz pomoć reduktora 6 zatvara vazdušni ventil ispred grejača 7. Kada temperatura padne, vazdušni ventil se potpuno otvara.

Sa regulacijom temperature u dva položaja, količina dovedene topline može se podesiti samo na dva nivoa - maksimalnom i minimalnom. Maksimalna količina topline mora biti veća od potrebne za održavanje željene kontrolirane temperature, a minimalna mora biti manja. U tom slučaju temperatura zraka varira oko zadate vrijednosti, odnosno tzv autooscilatorni mod(Sl. 3, a).

Linije koje odgovaraju temperaturama τ n i τ in definiraju donju i gornju granicu mrtve zone. Kada temperatura reguliranog objekta, opadajući, dostigne vrijednost τ n, količina dovedene topline trenutno se povećava i temperatura objekta počinje rasti. Postigavši ​​vrijednost τ in, regulator smanjuje dovod topline, a temperatura pada.


Rice. 3. Vremenski odziv on-off kontrole (a) i statički odgovor on-off kontrolera (b).

Brzina porasta i pada temperature zavisi od svojstava regulisanog objekta i od njegove vremenske karakteristike (kriva ubrzanja). Temperaturne fluktuacije ne prelaze mrtvu zonu ako promjene u opskrbi toplinom odmah uzrokuju promjene temperature, odnosno ako nema kašnjenje kontrolisanog objekta.

Sa smanjenjem mrtve zone, amplituda temperaturnih fluktuacija opada na nulu pri τ n = τ c. Međutim, to zahtijeva da se opskrba toplinom mijenja na beskonačno visokoj frekvenciji, što je izuzetno teško implementirati u praksi. U svim stvarnim objektima regulacije postoji kašnjenje. Proces regulacije u njima teče otprilike na sljedeći način.

Kada temperatura reguliranog objekta padne na vrijednost τ n, dovod topline se trenutno mijenja, međutim, zbog kašnjenja, temperatura nastavlja opadati još neko vrijeme. Zatim raste do vrijednosti τ na kojoj se dovod topline trenutno smanjuje. Temperatura nastavlja da raste još neko vrijeme, a zatim zbog smanjene opskrbe toplinom temperatura pada i proces se ponovo ponavlja.

Na sl. 3, b je prikazano statička karakteristika on/off kontrolera. Iz toga proizilazi da regulatorni utjecaj na objekt može imati samo dvije vrijednosti: maksimalnu i minimalnu. U razmatranom primjeru, maksimum odgovara položaju u kojem je ventil za zrak (vidi sliku 2) potpuno otvoren, minimum - kada je ventil zatvoren.

Predznak regulacionog dejstva je određen predznakom odstupanja regulisane vrednosti (temperature) od njene zadate vrednosti. Veličina kontrolnog djelovanja je konstantna. Svi dvopoložajni regulatori imaju zonu histereze α, koja nastaje zbog razlike u radnim i otpuštajućim strujama elektromagnetnog releja.

Primjer korištenja on/off kontrole temperature:

Proporcionalni (statički) regulatori temperature

U slučajevima kada je potrebna visoka preciznost upravljanja ili kada je samooscilirajući proces neprihvatljiv, primijeniti kontroleri sa kontinuiranim procesom upravljanja. To uključuje proporcionalni regulatori (P-regulatori) pogodan za upravljanje širokim spektrom tehnoloških procesa.

U slučajevima kada je potrebna visoka preciznost upravljanja ili kada je samooscilirajući proces neprihvatljiv, koriste se regulatori sa kontinuiranim procesom upravljanja. To uključuje proporcionalne regulatore (P-regulatore), pogodne za regulaciju širokog spektra tehnoloških procesa.

U sistemima automatskog upravljanja sa P-regulatorima, pozicija regulatornog tela (y) je direktno proporcionalna vrednosti kontrolisanog parametra (x):

y=k1h,

gdje je k1 faktor proporcionalnosti (pojačanje regulatora).

Ova proporcionalnost se odvija sve dok regulaciono telo ne dostigne svoje krajnje položaje (granični prekidači).

Brzina kretanja regulacionog tela je direktno proporcionalna brzini promene kontrolisanog parametra.

Na sl. 4 prikazuje shematski dijagram sistema za automatsko upravljanje sobnom temperaturom pomoću proporcionalnog regulatora. Temperatura prostorije se mjeri otpornim termometrom TC koji je uključen u mjerni most 1.


Rice. 4. Šema proporcionalne regulacije temperature vazduha: 1 - mjerni most, 2 - kontrolni objekt, 3 - izmjenjivač topline, 4 - kondenzatorski motor, 5 - fazno osjetljivo pojačalo.

Na datoj temperaturi, most je uravnotežen. Kada kontrolisana temperatura odstupi od zadate vrednosti, na dijagonali mosta se pojavljuje neravnotežni napon čija veličina i predznak zavise od veličine i predznaka odstupanja temperature. Ovaj napon se pojačava fazno osjetljivim pojačalom 5, na čijem izlazu se uključuje namotaj dvofaznog kondenzatorskog motora 4 aktuatora.

Pogon pomera upravljački element, menjajući protok rashladne tečnosti u izmenjivač toplote 3. Istovremeno sa kretanjem kontrolnog elementa menja se i otpor jednog od krakova mernog mosta, usled čega se menja temperatura, na kojim je most uravnotežen.

Dakle, svaka odredba regulatornog tijela, zbog rigidnosti povratne informacije odgovara njegovoj ravnotežnoj vrijednosti kontrolirane temperature.

Proporcionalni (statički) regulator karakteriše zaostala neravnomjerna regulacija.

U slučaju naglog odstupanja opterećenja od zadate vrijednosti (u trenutku t1), kontrolirani parametar će nakon određenog vremenskog perioda (trenutak t2) doći na novu stabilnu vrijednost (slika 4). Međutim, to je moguće samo sa novom pozicijom regulatornog tela, odnosno novom vrednošću kontrolisanog parametra, koja se od zadate vrednosti razlikuje za δ.

Rice. 5. Vremenske karakteristike proporcionalne kontrole

Nedostatak proporcionalnih regulatora je što svaka vrijednost parametra odgovara samo jednoj specifičnoj poziciji regulatora. Za održavanje podešene vrijednosti parametra (temperature) kada se opterećenje (potrošnja topline) promijeni, potrebno je da regulaciono tijelo zauzme drugačiji položaj koji odgovara novoj vrijednosti opterećenja. AT proporcionalni kontroler ovo se ne dešava, što rezultira rezidualnim odstupanjem kontrolisane varijable.

Integralni (astatički regulatori)

Integral (astatičan) nazivaju se takvi regulatori kod kojih se, kada parametar odstupi od zadate vrijednosti, tijelo za regulaciju kreće manje-više sporo i cijelo vrijeme u jednom smjeru (unutar radnog hoda) sve dok parametar ponovo ne zauzme zadanu vrijednost. Smjer hoda regulacionog tijela se mijenja samo kada parametar prođe kroz zadatu vrijednost.

Kod integralnih regulatora električnog djelovanja obično se umjetno stvara mrtva zona unutar koje promjena parametra ne uzrokuje pomicanje regulatornog tijela.

Brzina kretanja regulacionog tijela u integralnom regulatoru može biti konstantna i promjenjiva. Karakteristika integralnog regulatora je nepostojanje proporcionalnog odnosa između utvrđenih vrijednosti kontroliranog parametra i položaja regulatornog tijela.

Na sl. 6 prikazuje shematski dijagram automatskog sistema za kontrolu temperature pomoću integriranog kontrolera. U njemu, za razliku od proporcionalnog kruga za kontrolu temperature (vidi sliku 4), nema čvrste povratne informacije.


Rice. 6. Šema integrirane kontrole temperature zraka

U integralnom regulatoru brzina regulacionog tijela je direktno proporcionalna odstupanju kontroliranog parametra.

Proces integralne regulacije temperature sa naglom promjenom opterećenja (potrošnja topline) prikazan je na sl. 7 uz pomoć vremenskih karakteristika. Kao što se vidi iz grafikona, kontrolisana varijabla sa integralnom kontrolom polako se vraća na zadatu vrijednost.

Rice. 7. Vremenske karakteristike integralne regulacije

Izodromski (proporcionalno-integralni) regulatori

Izodromna regulacija ima svojstva i proporcionalne i integralne regulacije. Brzina kretanja regulacionog tela zavisi od veličine i brzine odstupanja kontrolisanog parametra.

Ako kontrolirani parametar odstupa od zadane vrijednosti, regulacija se provodi na sljedeći način. U početku se regulaciono telo kreće u zavisnosti od veličine odstupanja kontrolisanog parametra, odnosno odvija se proporcionalna regulacija. Tada regulaciono tijelo vrši dodatni pokret, koji je neophodan da bi se otklonila zaostala neujednačenost (integralna regulacija).

Izodromski sistem kontrole temperature vazduha (slika 8) može se dobiti zamenom krute povratne sprege u proporcionalnom upravljačkom kolu (vidi sliku 5) sa elastičnom povratnom spregom (od regulatora do klizača otpora povratne sprege). Električna povratna sprega u izodromnom sistemu vrši se potenciometrom i uvodi se u upravljački sistem kroz kolo koje sadrži otpor R i kapacitivnost C.

Tokom prelaznih procesa, povratni signal, zajedno sa signalom odstupanja parametara, utiče na naknadne elemente sistema (pojačalo, elektromotor). Kada regulaciono tijelo miruje, u kojem god položaju da se nalazi, dok se kondenzator C puni, povratni signal opada (u stacionarnom stanju jednak je nuli).

Rice. 8. Šema izodromne kontrole temperature zraka

Za izodromnu kontrolu je tipično da se neujednačenost upravljanja (relativna greška) smanjuje sa povećanjem vremena, približavajući se nuli. U tom slučaju povratna informacija neće uzrokovati zaostala odstupanja kontrolirane vrijednosti.

Dakle, izodromna regulacija dovodi do značajnog najbolji rezultati nego proporcionalni ili integralni (da ne spominjemo pozicionu kontrolu). Proporcionalna kontrola zbog prisustva krutih povratnih informacija javlja se gotovo trenutno, izodromna - polako.

Softverski sistemi za automatsku kontrolu temperature

Za implementaciju programske kontrole potrebno je kontinuirano utjecati na postavku (set point) regulatora tako da se kontrolirana vrijednost mijenja po unaprijed određenom zakonu. U tu svrhu, jedinica za podešavanje kontrolera se isporučuje sa softverskim elementom. Ovaj uređaj služi za uspostavljanje zakona promjene date vrijednosti.

Prilikom električnog grijanja, ACS aktuator može djelovati na uključivanje ili isključivanje dijelova električnih grijaćih elemenata, čime se mijenja temperatura grijane instalacije u skladu sa zadatim programom. Softverska kontrola temperature i vlažnosti zraka ima široku primjenu u instalacijama umjetne klime.

Podijeli: