Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Dlaczego elektronicznie sterowany zawór rozprężny? (cz. 2) Precyzja modulacji przepływu czynnika chłodniczego i sterowanie mikroprocesowe
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 07.01.2010

Niniejszy artykuł jest kontynuacją tematu podejmowanego w sierpniowym wydaniu CH&K. Tym razem autorzy skupili uwagę na korzyściach wynikających z modulacji przepływu czynnika chłodniczego i zaletach sterowania mikroprocesorowego.


Cechą mechaniczną elektronicznie sterowanego zaworu rozprężnego, która pozwala na szeroki zakres regulacji wydajności (w najbardziej zaawansowanych modelach ze sterowaniem proporcjonalnym) jest duży skok dyszy, który osiąga dziesiątki (a nawet więcej) milimetrów. W ten sposób sterowanie jest bardziej precyzyjne, a nawet lepsze, niż przy zastosowaniu tradycyjnych zaworów termostatycznych.

Dzięki znacznej rozdzielczości i precyzji funkcjonowania zaworu i  kontroli przepływu czynnika bardzo zyskujemy na jakości regulacji. We wszystkich systemach chłodniczych jak i  klimatyzacyjnych, osiągnięcie bardziej stabilnej kontroli przegrzania czynnika (a gdy jest to potrzebne jego niższej wartości) jest niewątpliwie znaczną korzyścią.

Specjalną uwagę należy poświęcić zaworom dwukierunkowym, które zapewniają liniowy przepływ czynnika w obu jego kierunkach: wykres poniżej (rys. 1) pokazuje dane eksperymentalne uzyskane z badań przeprowadzonych na zaworze E2V24 firmy Carel.


Rys. 1.
Rys. 1.


Dla obydwu stopni otwarcia zaworu – największego i najmniejszego – widoczna jest niemal idealna liniowość przepływu czynnika chłodniczego. Szczegółowa analiza korzyści uzyskanych dzięki precyzyjnej modulacji przepływu czynnika, mającego wpływ na kontrolę jego przegrzania, została opisana poniżej.


Korzyści z modulacji przepływu czynnika

Stabilne przegrzanie czynnika

 

Kontrola przegrzania czynnika osiągana dzięki wykorzystaniu elektronicznie sterowanych zaworów rozprężnych w większości przypadków jest bardziej stabilna i bardziej precyzyjna niż w układach z zaworami termostatycznymi. Punkt nastawy jest regulowany w zależności od: warunków pracy, sezonu, oraz od zmiany cyklu pracy urządzenia chłodniczego. W związku z tym uzyskuje się stałą wydajność chłodniczą urządzenia z błyskawiczną stabilizacją warunków po jego uruchomieniu. Nie ma też konieczności ponownego programowania punktu nastawy po zmianie warunków pracy.


Niska wartość przegrzania

Oprócz stabilności można także uzyskać obniżenie wartości przegrzania czynnika poprzez zmniejszenie punktu nastawy do odpowiedniej wielkości. Ta cecha elektronicznie sterowanych zaworów rozprężnych nie niesie ze sobą ryzyka powstania wahań (lub niestabilności) parametrów pracy systemu, co jest typowe dla zaworów termostatycznych. Wykres na rysunku 2 pokazuje efekt przełączenia pracy chillera z termostatycznego na elektronicznie sterowany zawór rozprężny. Oczywiste jest obniżenie i ustabilizowanie średniej wartości przegrzania czynnika, oraz ciśnienia pracy. Obniżenie punktu nastawy przegrzania czynnika oznacza wzrost wydajności urządzenia, co wynika ze zwiększenia ciśnienia parowania, oraz lepszego wykorzystania powierzchni wymiany ciepła parownika.

 


Rys. 2.



Dwa kierunki przepływu czynnika

Jeżeli zostanie zastosowany dwukierunkowy elektroniczny zawór rozprężny (np.: E2V firmy Carel – rys. 3) dla systemu z rewersyjną pompą ciepła to wystarczy tylko jeden zawór zamiast dwóch termostatycznych w rozwiązaniu tradycyjnym. W przypadku rewersyjnej pompy ciepła elektroniczny zawór rozprężny sprawdzi się idealnie. Oprócz uzyskania korzyści ekonomicznych i technicznych, które są wspólne dla wszystkich aplikacji, redukuje się koszty instalacji, ponieważ jest wykorzystywany tylko jeden zawór, oraz upraszcza się układ chłodniczy.

 

Rys. 3. 

 

Sterowanie mikroprocesorowe

Elektronicznie sterowany zawór rozprężny kontrolowany jest przez sterownik mikroprocesorowy, który działa zarówno jako generator sekwencyjny poszczególnych kroków operacyjnych, oraz jako urządzenie inteligentne, decydujące o bieżącej ilości czynnika wtryskiwanego do parownika. Stwierdzenie powyższe może wydać się zbyt oczywiste i zbędne, ponieważ opisywane zawory są w istocie sterowane elektronicznie. W rzeczywistości ze względu na fakt, że zawory te ustawiane są wyłącznie w położeniu ustalanym przez sterownik ich możliwości wykraczają poza prostą kontrolę przegrzania czynnika oferowaną przez tradycyjne zawory termostatyczne. W związku z tym stwierdzenie „...jako urządzenie inteligentne decydujące o  bieżącej i użytecznej ilości wtryskiwanego czynnika...”. oznacza, że wykorzystanie przegrzania jedynie jako sygnału sterującego nie zawsze jest poszukiwanym najlepszym rozwiązaniem. Procedury regulacji, takie jak MOP (Maksymalne Ciśnienie Pracy) i LOP (Najniższe Ciśnienie Pracy) to pierwsze, które przychodzą na myśl, natomiast są jeszcze liczne inne funkcje, które można zastosować za pomocą sterowania mikroprocesorowego. W każdym przypadku można to znacznie uprościć poprzez wykorzystanie elektronicznie sterowanego zaworu rozprężnego zamiast termostatycznego. Dodatkowo możliwość ustawienia zaworu w wymaganym położeniu pozwala na wykorzystanie opisanej techniki na wiele innych sposobów, według określonych wymagań technicznych (dwa punkty nastawy, specjalne procedury załączenia lub wyłączenia, specjalne funkcje, takie jak praca układu z zalanym parownikiem, itd.). Rzeczywiście nie ma ograniczeń, jeżeli chodzi o możliwości rozwijania programów sterujących.
(...)


Korzyści z zastosowania elektronicznie sterowanego zaworu rozprężnego

MOP (Maksymalne Ciśnienie Pracy)
(...)

LOP (Najniższe Ciśnienie Pracy)
(...)

Funkcja „HiTcond”
(...)

Niski poziom hałasu
(...)


***

Artykuł został opracowany na podstawie materiałów firmy Carel.

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.