Давления в системе отопления перепад: Перепад давления в системе отопления, зачем нужен и какой должен быть

Содержание

видео-инструкция по монтажу своими руками, почему происходит падение, цена, фото





За счет чего создается перепад давлений в системах отопления и водоснабжения? Для чего он нужен? Как регулировать перепад? В силу каких причин в системе отопления падает давление? В статье мы постараемся ответить на эти вопросы.

Тепловой узел дома. Его работа невозможна без разницы давлений между нитками теплотрассы.

Тепловой узел дома. Его работа невозможна без разницы давлений между нитками теплотрассы.

Функции

Для начала выясним, зачем создается перепад. Его главная функция – обеспечение циркуляции теплоносителя. Вода всегда будет двигаться из точки с большим давлением в точку, где давление меньше. Чем больше перепад – чем больше скорость.

Полезно: ограничивающим фактором становится растущее с увеличением скорости потока гидравлическое сопротивление.

Кроме того, перепад искусственно создается между циркуляционными врезками горячего водоснабжения в одну нитку (подачу или обратку).

Циркуляция в данном случае выполняет две функции:

  1. Обеспечивает стабильно высокую температуру полотенцесушителей, которые во всех современных домах размыкают собой один из соединенных попарно стояков ГВС.
  2. Гарантирует быстрое поступление горячей воды к смесителю вне зависимости от времени суток и водоразбора по стояку. В старых домах без циркуляционных врезок воду по утрам приходится подолгу сливать до ее нагрева.

Наконец, перепад создается современными приборами учета расхода воды и тепла.

Электронный теплосчетчик.

Электронный теплосчетчик.

Как и для чего? Для ответа на этот вопрос нужно отослать читателя к закону Бернулли, согласно которому статическое давление потока обратно пропорционально скорости его движения.

Это дает нам возможность сконструировать прибор, регистрирующий расход воды без использования ненадежных крыльчаток:

  • Пропускаем поток через переход сечения.
  • Регистрируем давления в узкой части счетчика и в основной трубе.

Зная давления и диаметры, при помощи электроники можно рассчитывать в реальном времени скорость потока и расход воды; при использовании же термодатчиков на входе и выходе из контура отопления несложно вычислить количество оставшегося в системе отопления тепла. Заодно по разнице расхода на подающем и обратном трубопроводах рассчитывается потребление горячей воды.

Создание перепада

Как создается перепад давлений?

Элеватор

Главный элемент системы отопления многоквартирного дома – элеваторный узел. Его сердцем является сам элеватор – невзрачная чугунная трубка с тремя фланцами и соплом внутри.Прежде, чем объяснить принцип работы элеватора, стоит упомянуть одну из проблем центрального отопления.

Существует такое понятие, как температурный график – таблица зависимости температур трасс подачи и обратки от погодных условий. Приведем небольшую выдержку из него.

Температура наружного воздуха, С Подача, С Обратка, С
+5 65 42,55
0 66,39 40,99
-5 65,6 51,6
-10 76,62 48,57
-15 96,55 52,11
-20 106,31 55,52

Отклонения от графика в большую и меньшую сторону одинаково нежелательны. В первом случае в квартирах будет холодно, во втором – резко растут затраты энергоносителя на ТЭЦ или котельной.

Открытое в морозы окно означает увеличение расходов для энергетиков.

Открытое в морозы окно означает увеличение расходов для энергетиков.

При этом, как легко заметить, разброс между подачей и обратным трубопроводом достаточно велик. При циркуляции, достаточно медленной для такой дельты температур, температура отопительных приборов будет распределена неравномерно. Жители квартир, чьи батареи подключены к стоякам подачи, будут страдать от жары, а владельцы радиаторов на обратке – мерзнуть.

Элеватор обеспечивает частичную рециркуляцию теплоносителя из обратного трубопровода. Впрыскивая через сопло быструю струю горячей воды, он в полном соответствии с законом Бернулли создает быстрый поток с низким статическим давлением, который затягивает дополнительную массу воды через подсос.

Температура смеси заметно ниже, чем у подачи, и несколько выше, чем на обратном трубопроводе. Скорость циркуляции оказывается высокой, а разница температур между батареями – минимальной.

Схема работы элеватора.

Схема работы элеватора.

Подпорная шайба

Это несложное приспособление представляет собой диск из стали толщиной не менее миллиметра с просверленным в нем отверстием. Оно ставится на фланец элеваторного узла между циркуляционными врезками. Шайбы ставятся и на подающем, и на обратном трубопроводе.

Важно: для нормальной работы элеваторного узла диаметр отверстий подпорных шайб должен быть больше диаметра сопла.
Обычно разница составляет 1-2 миллиметра.

Циркуляционный насос

В автономных системах отопления напор создается одним или несколькими (по числу независимых контуров) циркуляционными насосами. Наиболее распространенные устройства – с мокрым ротором – представляют собой конструкцию с общим валом для крыльчатки и ротора электромотора. Теплоноситель выполняет функции охлаждения и смазки подшипников.

Циркуляционный насос с мокрым ротором.

Циркуляционный насос с мокрым ротором.

Значения

Каков перепад давлений между разными участками отопительной системы?

  • Между подающей и обратной нитками теплотрассы он составляет примерно 20 – 30 метров, или 2 – 3 кгс/см2.

Справка: избыточное давление в одну атмосферу поднимает водяной столб на высоту 10 метров.

  • Перепад между смесью после элеватора и обратным трубопроводом – всего 2 метра, или 0,2 кгс/см2.
  • Перепад на подпорной шайбе между циркуляционными врезками элеваторного узла редко превышает 1 метр.
  • Напор, создаваемый циркуляционным насосом с мокрым ротором, обычно варьируется от 2 до 6 метров (0,2 – 0,6 кгс/см2).

Этот насос создает напор в 3, 5 и 6 метров в зависимости от выбранного режима.

Этот насос создает напор в 3, 5 и 6 метров в зависимости от выбранного режима.

Регулировка

Как отрегулировать напор в элеваторном узле?

Подпорная шайба

Если быть точным, в случае подпорной шайбы требуется не регулировка напора, а периодическая замена шайбы на аналогичнуюиз-за абразивного износа тонкого стального листа в технической воде. Как своими руками заменить шайбу?

Инструкция, в общем, довольно проста:

  1. Все задвижки или вентиля в элеваторе перекрываются.
  2. Открывается по одному сброснику на обратке и подаче для осушения узла.
  3. Раскручиваются болты на фланце.
  4. Вместо старой шайбы устанавливается новая, снабженная парой прокладок – по одной с каждой стороны.

Совет: в отсутствие паронита шайбы вырезаются из старой автомобильной камеры.
Не забудьте вырезать ушко, которое позволит завести шайбу в паз фланца.

  1. Болты стягиваются попарно, крест-накрест. После того, как прокладки прижаты, гайки закручиваются до упора не более чем на пол-оборота за раз. Если поспешить, неравномерное сжатие рано или поздно приведет к тому, что прокладку вырвет давлением с одной стороны фланца.

Система отопления

Перепад между смесью и обраткой штатно регулируется только заменой, завариванием или рассверливанием сопла. Однако иногда возникает необходимость убрать перепад, не останавливая отопления (как правило, при серьезных отклонениях от температурного графика в пик холодов).

Это делается регулировкой входной задвижки на обратном трубопроводе; тем самым мы убираем перепад между прямой и обратной нитками и, соответственно, между смесью и обраткой.

Для регулировки используется нижняя задвижка под номером 1.

Для регулировки используется нижняя задвижка под номером 1.

  1. Замеряем давление на подаче после входной задвижки.
  2. Переключаем ГВС на подающую нитку.
  3. Вкручиваем манометр в сбросник на обратке.
  4. Полностью закрываем входную обратную задвижку и потом постепенно открываем ее до тех пор, пока перепад не уменьшится от первоначального на 0,2 кгс/см2. Манипуляция с закрытием и последующим открытием задвижки нужна для того, чтобы ее щечки максимально опустились на штоке. Если просто прикрыть задвижку, щечки могут просесть в дальнейшем; цена смехотворной экономии времени – как минимум размороженное подъездное отопление.
  5. Температура обратного трубопровода контролируется с интервалом в сутки. При необходимости ее дальнейшего снижения перепад убирается по 0,2 атмосферы за раз.

Давление в автономном контуре

Непосредственное значение слова “перепад” – изменение уровня, падение. В рамках статьи мы затронем и его. Итак, почему падает давление в системе отопления, если она представляет собой замкнутый контур?

Для начала вспомним: вода практически несжимаема.

Избыточное давление в контуре создается за счет двух факторов:

  • Наличия в системе мембранного расширительного бака с его воздушной подушкой.

Устройство мембранного расширительного бачка.

Устройство мембранного расширительного бачка.

  • Упругости труб и радиаторов отопления. Их эластичность стремится к нулю, но при значительной площади внутренней поверхности контура этот фактор тоже сказывается на внутреннем давлении.

С практической стороны это означает, что регистрируемое манометром падение давления в системе отопления обычно вызвано крайне незначительным изменением объема контура или уменьшением количества теплоносителя.

А вот возможный список того и другого:

  • При нагреве полипропилен расширяется сильнее, чем вода. При запуске собранной из полипропилена системы отопления давление в ней может незначительно упасть.
  • Многие материалы (в том числе алюминий) достаточно пластичны для того, чтобы при длительном воздействии умеренных давлений менять форму. Алюминиевые радиаторы могут просто-напросто раздуваться со временем.
  • Растворенные в воде газы постепенно покидают контур через воздухоотводчик, влияя на реальный объем воды в нем.
  • Значительный нагрев теплоносителя при заниженном объеме расширительного бака отопления может вызывать срабатывание предохранительного клапана.

Наконец, нельзя исключать и вполне реальные неисправности: незначительные течи по стыкам секций и швам сварки, травящий ниппель расширительного бака и микротрещины в теплообменнике котла.

На фото - межсекционная течь на чугунном радиаторе. Зачастую ее можно заметить лишь по следам ржавчины.

На фото – межсекционная течь на чугунном радиаторе. Зачастую ее можно заметить лишь по следам ржавчины.

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на накопившиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео, как обычно, предложит его вниманию дополнительные тематические материалы. Успехов!

Как убрать повышения и потери давления в системе отопления?

Перепады давления в системе отопления

Для чего нужно давление в системе отопления?

Из этой статьи вы узнаете о важности давления, методах его повышения или понижения и причинах, вызывающих перепады давления в системе отопления. Также ознакомитесь с оборудованием, которое используется для регулировки и контроля давления в отоплении.

Зачем нужно давление в системе отопления?

В трубах и радиаторах отопления происходит циркуляция рабочей среды. В этом качестве чаще всего выступает вода. Для того чтобы она равномерно циркулировала, необходимо наличие постоянного давления. Перепады могут привести к неисправностям и полной остановке процесса. В расчет берется только избыточное давление (ИзД). В отличие от абсолютного (АбД), оно не учитывает атмосферное (АтД). Чем выше его значение, тем больше КПД.

Обратите внимание! Формула, как рассчитать избыточное давление в системе отопления:

ИзД = АбД – АтД

АтД – это не постоянная величина. Она варьируется в зависимости от высоты над уровнем моря и погодных условий. В среднем она составляет один бар.

Как создать давление в системе отопления?

Давление бывает статическим и динамическим.

Статические системы монтируются без применения насосов. Обычно это одноконтурные схемы. Давление создаётся в результате перепада высоты. Под собственным весом с высоты десяти метров вода давит с силой в один бар.

В динамических системах применяются насосы для повышения давления в системе отопления. Это более сложные схемы, которые позволяют произвести монтаж двух и трех контуров циркуляции. Иными словами, они одновременно включают в себя:

  • теплый водяной пол;
  • радиаторы;
  • накопительные бойлеры.

Самое важное в отоплении – это правильная циркуляция воды. Для того чтобы жидкость двигалась в нужном направлении устанавливают обратные клапаны. Обратный клапан являет собой соединительную муфту с пружиной и заслонкой. Он пропускает жидкость только в одном направлении, гарантируя правильную ее циркуляцию и высокое давление в отопительной системе.

Методы контроля

Датчик давления воды в системе отопления

Контролировать давление в системе можно с помощью датчика

Для контроля устанавливаются датчики давления воды в системе отопления. Это манометры с трубкой Бредана, являющий собой измерительный прибор со шкалой и стрелкой. Он показывает избыточное давление. Его устанавливают в контрольных узловых точках, определенных нормативными документами. При помощи датчика давления системы отопления можно определить не только количественный показатель, но и участки с возможными утечками и другими неполадками.

Поток рабочей среды не проходит напрямую через манометр, так как измерительный прибор устанавливается посредством трехходовых кранов. Они позволяют выполнить продувку манометра или сброс показателей. Также этот кран позволяет заменить манометр путем несложных манипуляций.

Манометры устанавливаются до и после элементов, которые могут влиять на потери и повышение давления в системе отопления. Также при помощи него можно определить исправность того или иного агрегата.

Ключевые узлы

  1. Котел: газовый, электрический или на твердом топливе

Каждый из них имеет определенные характеристики. От этих величин зависит объем жидкости, которую он способен нагревать, а также допустимое давление.

  1. Расширительный бачок

Используется в динамических системах замкнутого типа. Состоит из двух камер: в одной воздух, а во второй жидкость. Камеры разделены мембраной. В отсеке с воздухом есть клапан, через который, в случае необходимости, происходит стравливание. Основное предназначение – это регулировка перепадов давления в системе отопление.

  1. Электрический нагнетатель давления

Специалисты рекомендуют использовать насосы иностранного производства в ценовой категории не ниже средней.

  1. Приборы регулирования отопления
  2. Фильтры

Перепады и их причины

Скачки давления свидетельствуют о неправильной работе системы. Расчет потерь давления в системе отопления определяется суммированием потерь на отдельных промежутках, из которых состоит весь цикл. Своевременное выявление причины и ее устранение может предотвратить более серьезные проблемы, которые приводят к дорогостоящему ремонту.

Если падает давление в системе отопления, это может быть вызвано такими причинами:

  • появление течи;
  • сбой настроек расширительного бака;
  • выход из строя насосов;
  • появление микротрещин в теплообменнике котла;
  • отключение электричества.

Как повысить давление в системе отопления?

Как повысить давление в системе отопления?

Расширительный бачок регулирует перепады давления

В случае появления течи надо проверить все места соединений. Если причина визуально не выявлена, надо обследовать каждый участок по отдельности. Для этого поочередно перекрываются клапаны кранов. По манометрам будет видно изменение давления после отсекания того или иного участка. Обнаружив проблемное соединение, его нужно поджать, предварительно дополнительно уплотнив. В случае необходимости узел или часть трубы заменяется.

Расширительный бачок регулирует перепады вследствие нагревания и охлаждения жидкости. Признаком неисправности бачка или недостаточного его объёма является повышение давления и дальнейший спад.

Расчет давления в системе отопления обязательно включает в себя расчет объёма расширительного бачка:

(Температурное расширение для воды (%)*Общий объем в системе (л)*(Максимальный уровень давления + 1))/(Максимальный уровень давление – Давление для газа в самом бачке)

К полученному результату следует добавить зазор в 1,25%. Нагретая жидкость, расширившись, вытеснит воздух из бака через клапан в воздушном отсеке. После того как вода остынет, она уменьшится в объёме и давление в системе будет меньше необходимого. Если расширительный бачек меньше необходимого, его следует заменить.

Повышение давления может быть вызвано повреждением мембраны или неправильной настройкой регулятора давления системы отопления. При повреждении мембраны надо заменить ниппель. Это быстро и легко. Чтобы настроить бачек, его нужно отсоединить от системы. Затем насосом накачать необходимое количество атмосфер в воздушную камеру и установить его обратно.

Определить неисправность насоса можно, отключив его. Если после отключения ничего не произошло, значит, насос не работает. Причиной может быть неисправность его механизмов или отсутствие питания. Нужно убедиться в том, что он подключен к сети.

Если возникли проблемы с теплообменником, то его нужно заменить. В процессе эксплуатации могут появляться микротрещины в структуре металла. Это устранить нельзя, только замена.

Почему повышается давление в системе отопления?

Причинами такого явления может быть неправильная циркуляция жидкости или полная ее остановка вследствие:

  • образования воздушной пробки;
  • засорения трубопровода или фильтров;
  • работы регулятора давления отопления;
  • непрекращающейся подпитки;
  • перекрытия запорной арматуры.

Как устранить перепады?

Воздушная пробка в системе не пропускает жидкость. Воздух можно только стравить. Для этого во время монтажа следует предусмотреть установку регулятора давления системы отопления – пружинного воздухоотводчика. Он работает в автоматическом режиме. Радиаторы нового образца укомплектованы похожими элементами. Они находятся вверху батареи и работают в ручном режиме.

Почему растет давление в системе отопления при скоплении грязи и накипи в фильтрах и на стенках труб? Потому что затрудняется проток жидкости. Фильтр воды можно почистить, вынув фильтрующий элемент. Избавиться от накипи и засорения в трубах сложнее. В некоторых случаях помогает промывка специальными средствами. Иногда устранить неполадку можно только путем замены участка трубы.

Регулятор давления отопления в случае повышения температуры перекрывает клапаны, по которым жидкость поступает в систему. Если это необоснованно с технической точки зрения, то устранить неполадку можно путем регулировки. В случае невозможности данной процедуры следует заменить узел. В случае выхода из строя системы электронного управления подпитки, ее следует отрегулировать или поменять.

Пресловутый человеческий фактор еще никто не отменял. Поэтому на практике случается перекрытие запорной арматуры, которое приводит к появлению повышенного давления в системе отопления. Чтобы нормализовать этот показатель, нужно просто открыть вентили.

Какой должен быть перепад давления в системе отопления

Перепад давления при отоплении правильное функционирование системы

Зачастую нормальное функционирование гидравлической системы подачи воды, сантехнического оборудования, устройств и узлов, комфортное принятие ванны и осуществление иных гигиенических процедур зависит от оптимального давления. Большинство обывателей полагают, что работа системы заключается в простой подаче жидкости, стоит только открыть кран. В реальности эта система представляет достаточно сложную систему коммуникаций со своими техническими параметрами и характеристиками. Например, перепад напряжения при отоплении очень частое явление, иногда даже взрываются трубы.

Определение оптимального давления отопления

Параметром измерения уровня давления является 1 атмосфера или 1 бар, по своему значению они очень близки. Оптимальное давление воды в центральных городских магистралях регулируется специальными правилам, строительными нормативами (СНиП).

Такой средний показатель составляет 4 атмосферы. Узнать в отоплении перепад можно по приборам специализированного учета водного потребления. Данные параметры могут колебаться в диапазоне от 3 до 7 Бар. Следует помнить, что приближение уровня давления к максимальной отметке (7 и выше атмосфер) может негативно сказаться на работе высокочувствительной бытовой техники, сбоям в работе и даже поломкам. В этом случае также возможно повреждение трубопроводных соединений и вентилей, изготовленных их керамики.

Для избегания подобных неприятностей, как перепад, необходима установка и подключение к центральной водопроводной магистрали соответствующего сантехнического оборудования, способное выдержать скачки водяного напряжения, так называемые гидротехнические удары, с соответствующим прочностным резервом.

Таким образом, желательна установка смесителей, кранов, труб и иных водопроводных элементов, способных выдерживать давление в 6 атмосфер, а при сезонной опрессовке водопроводной магистрали – 10 Бар.

Влияние водяного давления на работу системы

Приобретая соответствующее сантехническое оборудование или бытовую технику, подключаемую к системе водопровода, нужно заранее ознакомиться с их техническими характеристиками. Одним из параметров является оптимальный уровень давления, при котором устройства будут работать в нормальном режиме, и перепад не будет наблюдаться.

Если в отоплении перепад происходит, то начинаются проблемы с обогревом помещения. Таким показателем для стиральных и посудомоечных машин считается давление в 2 атмосферы. Однако для ванн с автоматикой и поливочного оборудования для огорода или сада такое значение составляет уже 4 атмосферы.

Минимальный показатель водяного давления для водопроводных сетей автономного режима в частных домах должен быть не менее 1,5 – 2 атмосферы. При этом необходимо учесть, что к источнику водоснабжения может быть подключено несколько объектов потребления воды одновременно.

Также, создание необходимого напора воды особо актуально для частных домовладельцев на случай возникновения пожароопасной ситуации.

Регулировка давления в отоплении

В многоквартирных домах основной проблемой, связанной с функционированием водопровода, является маленький напор воды. Особенно это имеет важное значение для квартирантов верхних этажей и частных домовладельцев. При слабой подаче воды плохо работает бытовая техника – стиральные и посудомоечные машины, ванны со встроенной автоматикой, поливочная техника.





Повысить в отоплении перепад напряжения:

  • установка и монтаж насосного оборудования, которое повышает интенсивность поступаемого водяного потока;
  • оборудование специальной насосной станции, установление бака – накопителя.

Выбор способа увеличения водяного напряжения осуществляется с учетом потребностей в определенном суточном объеме подаваемой воды ее потребителем и лиц, проживающих с ним.

Врезка насосного оборудования для увеличения напора подачи воды в квартиру осуществляется в систему холодного водоснабжения, после чего производится его регулировка.

Для повышения водяного напряжения в отдельных узлах автономного водопровода можно установить дополнительные насосы в местах разбора.

Особенности использования систем автономного водоснабжения

К специфическим особенностям функционирования автономной водозаборной системы следует отнести необходимости забора и подачи воды с глубины из скважины или колодца, а также обеспечение нормального водоснабжения всех точек и узлов водопроводной системы даже в удаленных местах.

Выбирая насос для автономного водозабора, необходимо учитывать его производительность, а также производительность самой скважины. При малой скважинной производительности напор волы, естественно, будет недостаточен для удовлетворения бытовых и хозяйственных нужд частного домовладельца, а при большой – привести к порче оборудования и бытовой техники, а также возникновению течи.

Установка насосной автономной станции предполагает наличие бака – накопителя, который вкупе с гидроаккумулятором, обеспечивает нормальную потребность в воде при низком давлении системы или при полном ее отсутствии в водопроводной системе.

В отоплении регулировка давления до оптимального уровня осуществляется путем прокручивания специальных винтов – регуляторов, расположенных под крышкой реле давления, чтобы перепад напряжения не произошел.

Следует помнить, что насосная станция требует соответствующего обслуживания, необходимо регулярно проверять работу насоса и иных гидравлических элементов и узлов, чистить накопительный бак. При установке такого оборудования необходимо заранее позаботиться о достаточном пространстве для ее размещения, удобства обслуживания и ремонта. Сам аккумулятор гидравлического типа большого размера можно закопать в землю, предварительно сделав необходимую гидроизоляцию, установить в подвале или на чердаке загородного дома.

 

Нормальное рабочее давление в системе отопления

Централизованные системы отопления, подающие тепло в квартиры многоэтажек — сложны технически, проектируются с учетом всех норм и требований, и монтируются профессионалами. И все же в процессе эксплуатации отопительной системы нередки накладки, одна из которых, не вызывающая аварий, но крайне неприятная — это холод в квартире, подключенной к центральному отоплению. Так или иначе все аварии и снижение эффективности системы связаны с давлением. Нормальное рабочее давление системы — залог полноценной циркуляции теплоносителя и обеспечение требуемой отдачи тепла в квартиру, но не менее важен факт, что только при постоянном нормальном давлении система будет работать безаварийно и надежно. Возможна ли проверка нормы давления, выяснения причин понижения и повышения фактического давления в системе? Эти вопросы начинают волновать владельцев квартир, обогреваемых централизованным отоплением, когда этот обогрев становится явно недостаточным для комфорта жизни.

Автономная отопительная система индивидуального дома требует полного контроля со стороны владельца, с этой целью в системы интегрирован блок контроля: самое простое — это обязательные манометры и термометры, датчики параметров и система сигнализации, но современные системы значительно ближе к автоматической регулировке. Контуры, в которых давление создается естественно — за счет разниц удельного веса нагретого и остывшего теплоносителя — для частных домов все еще не редкость, но более современные системы с циркуляционными насосами, или с принудительной циркуляцией, постепенно вытесняют старую схему, и одна из причин — возможности контроля системы.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4917

Кратко о норме давления отопительной системы

Норму давления в системе подразделяют на рабочую и опрессовочную.

Централизованная система проверяется после завершения монтажа и/или ремонта и восстановления созданием давления теплоносителя, которое называется опрессовочным давлением. Кроме того, опрессовку проводят и перед очередным отопительным сезоном. Опрессовка — меры, включающие создание повышенного давления теплоносителя в системе на нормативный период времени. Система и каждый ее элемент должны эту повышенную нагрузку выдержать; результат проверки покажет, насколько отопление работоспособно; соединения контуров надежны; трубы и радиаторы целы; снижения проходимости нет. Возможность перепадов давления и гидравлических ударов при работе отопления возможна, и проверка опрессовочным давлением служит испытательным мероприятием.

Рабочее давление — это постоянное давление в системе весь отопительный период. Причем система испытывает и статическое и динамическое давление:

  1. Статическая составляющая — это результат естественного напора теплоносителя, который поднимается по стоякам, и зависит от высоты здания, от его этажности.
  2. Динамическое давление — это результат и «цель» работы системы; динамическую составляющую рабочего давления создают циркуляционные насосы.

Многоэтажные дома имеют сложные отопительные системы, часто с подпиткой снизу первых этажей при верхней разводке, или состоящие из двух и более поэтажных контуров. Верхняя разводка встречается чаще, при этом теплоноситель подается насосами на верхний этаж, и давление со скоростью потока при этом немалые. К примеру, отопление девятиэтажного дома проектируется по норме давления 0,5-0,7 МПа, или шесть и более атмосфер. Дома выше девяти этажей имеют центральные системы отопления, работающие с давлением свыше 8-9 атм. При этом показатель рабочего давления в трубопроводах первого и самого высокого этажа также нормируется, и разница не должна быть больше чем на 1/10. Аналогично разница величин давлений опрессовки не должна быть больше 1/5.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4915

Понятно, что давление в подающем и обратном трубопроводах контура отопления многоэтажки значительно отличается — если на подачу идет давление в 6,0 атм, то обратка работает при давлении всего 4,0-4,5 атм. Но эти показатели — всего лишь статистика, на конкретную цифру влияют многие факторы, один из важнейших — пропускная способность системы. Например, у черных водогазопроводных труб, применяемых и сегодня наряду с современными металлопластиковыми, полиэтиленовыми и РРR-трубами, немало достоинств, но их коррозия крайне негативно влияет на чистоту внутренних проходов в магистралях и контурах, и соответственно — на рабочее давление системы в целом.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4919

Причины перепадов давления в отопительной системе:

  • Банальная и самая распространенная причина снижения давления, с которой трудно бороться — это известковые наслоения на стенках труб и приборов отопления и засоры теплоносителя.
  • Циркуляционный насос или группа насосов — устарели, котельную давно пора переоборудовать: износ оборудования снижает КПД всего отопительного механизма. Возможен и форс-мажор, когда насосы выходят из строя и циркуляция замирает, или — как вариант, надолго отключена электроэнергия.
  • Давление неминуемо упадет при разгерметизации системы, в результате утечки теплоносителя.
  • Централизованные отопительные системы оборудуются элеваторными узлами, главная цель которых — распределить теплоноситель по стоякам. Если помещение элеватора холодное, и температура воздуха часто снижается до отрицательной, то реакция элеваторного узла возможна такая — повышение рабочего давления системы.
  • Тот участок отопительной системы, что находится в квартире (по сути, цель всей работы обогрева) так же требует внимания и ответственности. Если трубы заменены самовольно и неграмотно, например, врезаны участки трубопровода с расширением или сужением сечения прохода, или на радиаторах установлены запорные вентили без байпасной перемычки (в квартире верхнего этажа было жарко по причине наличия схемы с верхней разводкой), или на существующий байпас был поставлен кран — все это вызовет реакцию системы, то есть снижение и (реже) повышение давления. Подобные действия неправомерны и смешны, но удивляет то, что до сих пор находятся люди, которые живя в многоквартирном доме предпринимают поистине удивительные меры, чтобы повысить свой комфорт. Один из анекдотов сантехника — установка в квартире нескольких батарей отопления с выводом для обогрева балкона; или монтаж прибора с заведомо завышенной тепловой мощностью; или — как минимум, добавление значительного числа секций на радиаторы.
  • Воздух в отопительной системе — враг нормального давления и работы. Радиаторы должны быть снабжены воздухоотводчиками, воздух должен своевременно стравливаться, а обязанность хозяев — своевременная проверка и «сброс воздуха». Сейчас радиатор, не оборудованный даже элементарным, проверенным временем краном Маевского, сложно встретить и в старых домах, а новые системы обогрева высоток проектируются с автоматическими воздухоотводчиками, регулировочными (балансировочными) клапанами, или редукторами давления, и конечно, с терморегуляторами и счетчиками тепловой энергии.
  • Очень важен теплоноситель, его вид и качество. При низком качестве и засорах очень возможна нестабильность давления.

Гидравлические удары — это реакция системы, предвидеть время и локализацию которой невозможно. Давление повышается местно и резко, но на краткое время. При покупке новых радиаторов следует уточнить все их параметры, и убедиться в имеющемся запасе прочности приборов. К примеру, если опрессовочное давление системы дома 10 атм ( эти данные общедомовые и в доступе), то радиатор рациональнее брать с характеристикой давления, равной 14-15 атм, то есть с запасом.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4920

Еще один, «законный» перепад давления — это опрессовка. Когда проводятся подготовительные работы и систему готовят к отопительному сезону, то обязательно проверяют ее на повышенное нормативное опрессовочное давление. Выясняя уязвимость системы по участкам и отсутствие в ней слабых звеньев по теплу, до морозов — снимают глобальную проблему зимних ремонтов и отключений жилья от тепла. Так же будут перепады в результате испытательной нагрузки (и значительные — от 0,5 до 1,5 раза и более) в тех случаях, если систему проверяют после ремонта или модернизации.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4914

Контролируют давление и температуру системы общедомовые КИПы (контрольно-измерительные приборы) теплового пункта, установленные в элеваторных узлах. Для квартиры контроль состояния личного участка теплораздачи возможен и приветствуется — специальные контрольные приборы монтируют по согласованию, обычно на входы теплоносителя в радиаторы.

Централизованное отопление. Меры против перепадов давления в индивидуальном тепловом пункте с элеваторным узлом

Основные мероприятия по стабилизации давления центрального домового отопления — задача управляющих компаний. Понятно, что от теплоэлектроцентрали в домовую котельную приходит теплоноситель с высокой температурой и под высоким давлением, в квартиру же подается теплоноситель со сниженными до безопасных параметрами, по нормативам. Все настройки производятся в тепловых пунктах, точнее в элеваторных узлах. В элеваторах магистральная горячая вода смешивается с остывшей водой из обратного трубопровода, для непрерывной подачи в отопительный контур. Кратко о конструкции элеваторного узла: состоит узел из смесительной камеры, имеющей сопло определенного размера, от этих размеров и зависит подача тепла в систему домового отопления. Кроме того, магистральный теплоноситель высокой температуры попадает в систему обогрева дома только после смешивания с «холодной» обраткой — эти операции также выполняются в элеваторе.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4908

Работа теплосетей, устройство теплового пункта многоэтажного дома и элеваторного узла — сфера специалистов и для непрофессионала «темный лес», но принцип работы теплопункта и его упрощенная схема знакомы практически всем. Основные узлы, трубопроводы и детали:

  • Подача и обратка центрального магистрального трубопровода.
  • Для отключения внутридомовой системы от магистрального теплоносителя — задвижки, ручные и автоматические, работающие на электроприводах.
  • Соединения — фланцы.
  • Чтобы предотвратить засор циркулирующего в домовом контуре теплоносителя, включают в систему фильтры, или грязевики. Центральная магистраль имеет большее сечение труб, чем внутренняя теплосеть, и нерастворимый мусор и включения могут стать проблемой для трубопровода домовой сети. Система фильтров эту проблему решает.
  • Для контроля давления — группы манометров, причем отдельно на магистральную трубу до элеватора, и отдельно — после элеватора (после раздачи). Разница показаний и дает значение уровня давления внутридомовой теплосети.
  • Для контроля температуры — группы термометров, также установленные на подающий и возвратный трубопроводы.
  • Собственно водоструйный элеваторный узел со смесительной камерой, для приведения параметров теплоносителя к нормативным для конкретного здания. Остывший теплоноситель направляется по трубе-перемычке из обратного трубопровода в смесительную камеру элеватора. чтобы отключить элеватор от внутридомового теплового контура, в случае необходимости профилактики или ремонта, имеется группа задвижек.
  • Подающая и обратная трубы внутридомового теплового контура.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4909

Основные проблемы недостатка, избытка и стабилизации рабочего давления должны решаться специалистами, для этого существуют плановые техосмотры и профилактика, замена КИПов в случае из повреждения или износа. Инновационные регулировочные системы в наше время внедряются стремительно, но, тем не менее, проверенные временем несложные и надежные элеваторы проектируются и строятся. Правильная регулировка элеваторных узлов и контроль их работы — основной метод стабилизации давления в отопительной системе, но владельцы квартир также могут повлиять на данный процесс, как негативно, так и очень грамотно и позитивно:

  • По стандарту внутридомовая отопительная сеть имеет стояки с Ду (диаметр условного прохода) от 25 до 33 мм. И трубы отопления в квартире должны быть того же диаметра, что и подающий и обратный стояки. При ремонтах и врезках новых труб нельзя сужать или расширять сечение прохода на локальном участке — трубу следует приобретать точно такую же, как основной трубопровод.
  • Регулярный осмотр всех труб внутриквартирной разводки, соединений с радиаторами, приборов контроля и их соединений — необходим.
  • Удаление воздуха из отопительных приборов с теплоносителем. Для квартиры на верхнем этаже это крайне важно. Современный радиатор оснащен встроенным воздухоотводчиком, ручным или автоматическим, но если по какой-либо причине крана или вентиля для стравливания воздуха нет — его следует поставить, хотя бы самый бюджетный вариант кран Маевского.
  • Гидравлические удары возможны и случаются, в основном при опрессовке и пробном пуске системы в порядке испытания перед отопительными сезонами. Если вмонтировать на подающий стояк при входе в квартиру редуктор давления, то негатив в виде резкого скачка давления и гидроудара, опасный для соединений труб и радиаторов, будет минимизирован.

Автономная система отопления для квартиры в многоэтажке — сложный технически, дорогостоящий, трудный и долгий в контексте узаконивания, но реально выгодный шаг; и опыт владельцев квартир это подтверждает. Главное преимущество автономных методов обогрева квартиры — оплачивать придется только то тепло, которое необходимо и подключено лично хозяевами, то есть по факту потребления. Важно и то, что холодным летом или весной при отключенной центральной системе можно жить в тепле и комфорте.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4916

Регулировка и учет тепла реализуются, в числе прочих мер, и установкой дополнительного оборудования — счетчиков тепла, терморегуляторов на каждый радиатор и необходимых для корректной работы автоматических (динамических) балансировочных клапанов. Новое поколение клапанов с оптимальным сочетанием технических характеристик, надежности и цены, позволяет выполнить несложную наладку отопительной системы квартиры посредством монтажа балансировочных клапанов на каждом поэтажном коллекторе.

Нормальное рабочее давление в системе отопления 4910

Далее — о контроле и стабилизации давления в автономных системах частных домов и квартир.

Перепад давления — Delta P

ΔP обозначает разницу между двумя измеренными значениями давления. Это может быть измерено либо в разное время / дату, либо в разных позициях в системе. Измерение в разное время может быть непрерывным изо дня в день, чтобы увидеть тенденцию изменения ΔP в течение более длительного периода времени. Измерение в разных точках системы, т.е. вы сравниваете давление на входе с давлением на выходе из машины. И получите перепад давления — Delta P.
Измерение давления с помощью аналогового манометра или электрического датчика, который передает его значение в центральную систему данных.

В трубопроводной системе или теплообменнике с движущейся жидкостью давление обычно падает из-за трения. Трение происходит между водой и контактирующими поверхностями, например стенка трубы. Чем выше разница, тем больше вероятность засорения системы.
Это падение давления будет увеличиваться по мере увеличения количества отложений на пути потока.Отложения в водной системе вызваны известковым налетом, взвешенными твердыми частицами, биологическим ростом или другими видами загрязнения. Отложения накапливаются в трубе и мешают потоку воды. Следовательно, ΔP можно использовать для измерения гидравлического сопротивления. Можно рассчитать количество отложений в трубе или теплообменнике. Единица измерения давления — миллипаскаль / МПа. Что указывает на силу, действующую на поверхность.

Значение ΔP в теплообменнике слева можно рассчитать очень просто.Вычтите давление на входе (P1) в точке B из давления на выходе (P2) на выходе A, и вы получите Delta P.

Уравнение для перепада давления: ΔP = P2 — P1

Очевидно, что высокая концентрация отложений в трубе или теплообменнике приводит к высокому перепаду давления ΔP. Если есть отложения, вода не может течь свободно. Следовательно, давление на выходе намного ниже, чем давление на входе.

Примеры о дельте P перепада давления

Если вы сидите в самолете и пьете из пластиковой бутылки, то давление в бутылке такое же, как в самолете.Как только вы приземлитесь, вы заметите, что бутылка толкнута внутрь. Это потому, что давление в самолете намного ниже, чем атмосферное давление у земли. Этот перепад давления можно увидеть на баллоне. Дельта P будет разницей между более низким давлением в самолете и нормальным давлением на землю.

Мы в Merus используем дельту P для мониторинга производительности. После установки Merus Rings дельта P уменьшается, если все работает до проектного уровня.

.

Реле дифференциального давления Принцип работы Контрольно-измерительные приборы

Реле дифференциального давления, как и обычный реле давления, представляет собой простое электромеханическое устройство, которое работает на основных принципах рычагов и противоположных сил. В основном они используются для определения разницы между двумя точками процесса. Три ключевых элемента используются в различных комбинациях для производства различных типов реле дифференциального и стандартного давления для удовлетворения уникальных промышленных потребностей.

Этими элементами являются:

  • Чувствительный элемент из сильфона или диафрагмы, металлический или эластомерный
  • Закаленная пружина для определения уставки диапазона
  • Микропереключатель мгновенного действия, доступный в широком ассортименте, SPDT, DPDT и т. д.

Принцип

Назначение реле перепада давления — определять разницу в давлении между двумя источниками давления в процессе управления. Когда давление
из двух разных источников подается через чувствительную диафрагму, разница давлений создает силу, которая затем действует на предварительно напряженную пружину.Это действие перемещает балансировочный рычаг или механизм для достижения минимального движения, необходимого для активации микровыключателя. Differential Pressure Switch

Differential Pressure Switch

Высокое и низкое давление прикладываются по обе стороны от чувствительной диафрагмы специальной формы. Эта функция помогает устранить ошибки из-за разницы в площади, которая обычно является проблемой для двухэлементных переключателей дифференциального давления.

Порты давления для высокого и низкого давления разделены эластичной диафрагмой.Разница давлений между двумя портами вызывает осевое перемещение диафрагмы, также известное как ход измерения, относительно пружины диапазона измерения. Перепад давления, который пропорционален измеряемому уровню, передается через шатун с небольшим трением на поршни микровыключателя.

Микропереключатель содержит электрические контакты переключателя, и электрические контакты срабатывают в зависимости от точек переключения и уставок. Повышенное давление защищено фигурными металлическими подпорками эластичной диафрагмы.

Регулировка уставок

Регулировка точки переключения или уставки может быть выполнена с помощью винтов уставки, доступных с передней стороны реле перепада давления. Градуированные шкалы позволяют относительно точно настраивать точки переключения и показывают, что уставка была изменена.

Короче говоря, реле перепада давления работают на основе разницы давления между двумя нижними и верхними точками. Разница преобразуется в осевое перемещение, которое используется для приведения в действие контактов микровыключателя в зависимости от заданных значений.

Принцип работы

Differential Pressure Switch Working Principle

Differential Pressure Switch Working Principle

Давление процесса измеряется комбинацией мембрана-поршень. Давление на стороне нагнетания действует на поршень, создавая силу Fh. Ему противодействуют усилие пружины Fs с регулируемым диапазоном и давление системы на стороне Lo, действующее на заднюю часть поршня, создавая силу Fl. Результирующая сила Fd действует на поршень и преодолевает силу пружины регулируемого диапазона [Fd = Fh — (Fl + Fs)] и перемещает вал, который приводит в действие (отключает) электрический переключающий элемент, создавая замыкающий или замыкающий контакт.

Differential Pressure Switch Principle

Differential Pressure Switch Principle

Также прочтите: Основы коммутаторов и приложений

.

Исследование по применению перепада давления для определения расхода в системе кондиционирования и отопления

Транскрипция

1 Исследование по применению перепада давления для определения расхода в системе кондиционирования и отопления Юнг-Чунг Чанг, Чунг-Лян Чен, Цзюнь-Тинг Лу, Ченг-Вен Ли, Чинг-Вей Чен, Департамент воздуха Цзинь-Квей Ли -Кондиционирование и охлаждение, Национальный Тайбэйский технологический университет, Тайвань, ROC Jyun-Ting Lu, Abstract.Основная цель этого исследования — применить регрессионный анализ для построения взаимосвязи между расходом и перепадом давления путем моделирования на основе экспериментальных данных и, в частности, использовать такое соотношение при интерпретации расхода воды в системе кондиционирования воздуха, чтобы установить более низкие значения. стоить альтернативный расход, интерпретация которого более удобна для получения информации. Для экспериментального способа мы установили датчики давления и расходомеры с крыльчаткой на стороне конденсатора чиллера, в вентиляционной установке, а также на входе и выходе насоса небольшой системы кондиционирования воздуха соответственно, а затем записали значения такое устройство, как насос, воздухообрабатывающий агрегат и конденсатор, в различных условиях использования, например, при работе одного насоса, работы нескольких насосов в параллельном режиме и работы нескольких насосов с переменной частотой, для моделирования зависимости между перепадом давления и расходом оценить по фактическим данным эксплуатации и проанализировать результаты.На основании экспериментальных результатов уравнения моделирования, полученные для вентиляционной установки и конденсатора, применимы к работе с одним насосом, параллельной работе нескольких насосов и работе нескольких насосов с переменной частотой. Перепад давления, полученный для интерпретации расхода, имеет высокую точность, а значение ошибки составляет менее 2%. Согласно результатам исследования этого эксперимента, 1

2 удобство интерпретации расхода может быть значительно увеличено, чтобы облегчить формулировку стратегии энергосбережения кондиционирования воздуха.Ключевые слова: чиллер с воздушным охлаждением; Комфорт; Переменная частота; Энергосбережение 1 Введение В последние годы вопросы энергетики всегда были в центре внимания мирового сообщества; Согласно анализу в стране и за рубежом, потребление энергии в здании является основным проектом потребления энергии людьми в обществе, а центральная система кондиционирования воздуха в зданиях — это ядро ​​потребления энергии для большинства зданий. Система кондиционирования оказывает большое влияние на нашу повседневную жизнь и работу, особенно если вы живете в субтропическом климате.В частности, быстро развивается промышленность бытовой электроники, полностью чистые помещения с наружным воздухом — это очень энергозатратное здание, и как снизить потребление энергии на кондиционирование воздуха и снизить эксплуатационные расходы, всегда будет основной задачей практикующих специалистов по кондиционированию воздуха. Усовершенствованная система кондиционирования воздуха нуждается в соответствующем дизайне, отличной конструкции, правильной настройке и надлежащем техническом обслуживании для достижения такой общей цели строительства, как снижение стоимости строительства, удобство и удобство использования и недорогие эксплуатационные расходы.Текущая стратегия энергосбережения для кондиционирования воздуха разработана достаточно продуманно, но с точки зрения реализации стратегии энергосбережения для кондиционирования воздуха целесообразное распределение и использование расхода воды в системе будет ключом к тому, будет ли общая энергетическая стратегия успешной или нет. Чтобы достичь вышеуказанной цели, это может быть достигнуто с помощью хороших программ управления; при этом, однако, необходимо иметь достаточную информацию о расходе воды. Чем удобнее получить информацию о расходе воды, тем выше вероятность успеха стратегии управления кондиционером.Для существующей информации о расходе чиллера для кондиционирования воздуха, значение которой в основном достигается за счет установки расходомера; однако цена расходомера не из дешевых, и его установка затруднительна, и это требуется при соответствующем расположении. Следовательно, в большинстве систем кондиционирования воздуха 2

3 расходомер будет установлен только на узле управления главного устройства в соответствии с потребностями общего контроля воды; однако различные типы существующих расходомеров трудно удовлетворить цели, поскольку требуется больше информации о расходе, полученной на разных концах нагрузки.В дополнение к коммерческому строительству, завершенному с регулировкой баланса системы, если требуется часто проводить корректировку использования пространства для удовлетворения коммерческих потребностей, после того, как замена отсека и перестановка системы кондиционирования здания завершена на Для достижения цели, наличие информации о расходе, которую легко получить в качестве справочной информации для регулировки повторного баланса всей системы, будет ключом к эффективности кондиционирования воздуха в здании для поддержания первоначального расчетного значения.Для таких систем кондиционирования воздуха, как чиллер, кондиционер, насос и другое оборудование, производительность устройства должна снизиться после трех или пяти лет эксплуатации; однако большая часть системы кондиционирования воздуха из-за стоимости и удобства установки не будет оснащена расходомерами для одного оборудования для кондиционирования воздуха, поэтому она должна эффективно и легко получать информацию о расходе для определения одного устройства. С учетом вышеизложенного практические потребности найти разумный альтернативный способ получения информации о расходе и принять во внимание более низкие затраты на строительство и удобство информации о расходе являются основной мотивацией для этого исследования.2. Экспериментальные методы. Требуемый объем теплопередачи для центральной системы кондиционирования воздуха для проведения оценки эффективности включает тепловыделение конденсатора и охлаждающую способность чиллера. Таким образом, в этом эксперименте проводятся измерения на впускном и выпускном концах воды таких трех комплектов оборудования, как сторона змеевика охлажденной воды вентиляционной установки, сторона конденсатора охладителя и сторона входа / выхода насосов. изучить взаимосвязь между перепадом давления и расходом.Во время эксперимента мы используем преобразователь частоты и балансировочный клапан трубопровода для регулировки расхода, записи перепада давления, полученного при измерении, и изменения данных 3

4 расхода один за другим. Наконец, с помощью уравнения регрессии проведите обучение двух наборов данных, чтобы получить коэффициенты регрессии, а затем завершите моделирование, чтобы установить связь обоих наборов. 2.1 Установление взаимосвязи между расходом и перепадом давления змеевиков воздухообрабатывающего агрегата Вентиляционный агрегат — важное оборудование, используемое для теплообмена с помощью охлажденной воды, подаваемой чиллером, и внутренней охлаждающей нагрузкой.Чтобы понять величину теплопередачи и эффективность оборудования, мы можем рассчитать разницу температур на входе и выходе из змеевика охлажденной воды, а также объем охлажденной воды, протекающей через змеевик. Таким образом, в этом эксперименте датчики давления устанавливаются на входной и выходной сторонах теплообменника вентиляционной установки, вместе с расходомером с приводным колесом контура охлажденной воды для регистрации измеренного перепада давления и расхода, а также для моделирования изменения расход путем регулировки преобразователя частоты и открытия балансировочного клапана.Схема его экспериментальной конфигурации показана на Рисунке 1. Из-за практических изменений в расходе теплообменника вентиляционной установки, в основном достигается регулировка пропорционального двухходового клапана, поэтому в этом эксперименте мы сравниваем два способа регулировки расход, и попробуйте использовать модель перепада давления и расхода, созданную путем настройки преобразователя частоты, для прогнозирования расхода, полученного путем регулировки открытия балансировочного клапана. 4

5 Рисунок 1.Схема экспериментальной конфигурации перепада давления и расхода в вентиляционной установке 2.2. Установление взаимосвязи между расходом и перепадом давления змеевиков конденсатора. Конденсатор охладителя — это элемент теплопередачи, отводящий тепло, поглощаемое определенным пространством, и отходящее тепло компрессора в атмосферу. Чтобы понять величину теплопередачи, мы можем рассчитать разницу температур на входе и выходе из змеевика охлажденной воды, а также объем охлажденной воды, протекающей через змеевик.Таким образом, в этом эксперименте датчики давления устанавливаются на входной и выходной сторонах змеевика конденсатора, с измерителем потока охлаждающей воды с приводным колесом в контуре охлажденной воды, чтобы соответственно регистрировать расход, и с помощью нескольких насосов охлаждающей воды, включенных параллельно, и регулирования инвертор частоты насосов для записи соотношения между перепадом давления на входе и выходе конденсатора и расходом при изменении расхода. Схема его экспериментальной конфигурации показана на рисунке 2.5

6 Рис. 2. Схема экспериментальной конфигурации перепада давления и расхода в конденсаторе 2.3 Чтобы установить взаимосвязь между расходом и перепадом давления на входе и выходе насоса Насос — это оборудование в системе кондиционирования воздуха для управления потоком жидкости. ; В настоящее время в рамках преобладающей стратегии энергосбережения и вторичный насос охлажденной воды, и насос охлаждающей воды могут регулировать изменения нагрузки с помощью преобразователей частоты.Следовательно, чтобы понять охлаждающую способность или количество тепла, рассеиваемого системой, можно узнать, изучив расход насосов. Следовательно, в этом эксперименте датчики давления устанавливаются на входной и выходной сторонах змеевика насосов, чтобы анализировать взаимосвязь между перепадом давления на входе и выходе каждого насоса и изменениями расхода при работе одного насоса и нескольких параллельных насосов. Схема его экспериментальной конфигурации показана на рисунке 3.6

7 Рис. 3. Схема экспериментальной конфигурации дифференциального давления и расхода на сторонах насоса 3. Результаты и обсуждение Экспериментальное оборудование, используемое в этом исследовании, представляет собой небольшую систему кондиционирования воздуха, включающую чиллер, вентиляционную установку, систему охлаждения. градирня, насос охлажденной воды и насос охлаждающей воды. Что касается силовых и управляющих частей, то они включают источник питания 110 В и 220 В, а также панель управления преобразователем частоты. Подробные характеристики оборудования приведены в Таблице 1.Диапазон использования и точность расходомеров с разносным колесом, использованных в этом эксперименте, показаны в таблице 2. Диапазон использования и точность датчиков давления, использованных в этом эксперименте, показаны в таблице 3. Таблица 1 Технические характеристики элементов экспериментального оборудования Технические характеристики Холодопроизводительность 21 кВт Хладагент R-22 Чиллер Компрессор Мощность спирали компрессора 4,8 кВт COP 4,38 Расход охлажденной воды 3,66 м3 / ч 7

8 Насос Вентиляционная установка Расход охлаждающей воды Расход охлаждающей воды мощность первичного насоса охлажденной воды Мощность насоса вторичной охлажденной воды мощность насоса охлаждающей воды Холодопроизводительность вентилятора Скорость потока воздуха Тип Холодопроизводительность Скорость потока воздуха 4.44 м3 / час 1 л.с. 1 л.с. 1 л.с. 21 кВт 0,75 л.с. 2210 м3 / час Противоток 28 кВт 4500 м3 / час Таблица 2 Технические характеристики расходомера с разносным колесом Технические характеристики расход 0,3 ~ 0,6 м / с Основной корпус — cpvc, ptfe, sus316l Материалы 6-лепестковый вращатель — фторопласт ectfe Ось и подшипник — Керамика высокой плотности Точность ± 0,5% давление в пределах 10 бар Таблица 3. Позиция Технические характеристики датчика давления 8

9 Диапазон давления Чувствительный к давлению компонент -1 ~ 10 бар Керамический пьезорезистивный чувствительный к давлению сердечник Точность ± 0.5% диапазон температур -10 ~ Вентиляционная установка Для зависимости (как показано в Формуле 1) между перепадом давления потока PAHU QAHU и установленным на входе и выходе воды из воздухозаборника, коэффициент, полученный из результатов моделирования, равен показано в Таблице 4; сравнивая перепад давления, который рассчитывается путем управления преобразователем частоты после моделирования, с данными, собранными расходомером на колесном ходу, средняя частота ошибок составляет 1,7%. Q AHU a a P a P AHU 2 AHU (1) Таблица 4.Результаты моделирования перепада давления и расхода змеевиков вентиляционной установки Методы регулировки расхода a0 a1 a2 R 2 Средняя частота ошибок Регулировка частотного преобразователя% 9

10 Регулировка балансировочного клапана% В эксперименте есть два способа регулировки расхода: использование преобразователя частоты для управления скоростью потока и регулировка балансировочного клапана для управления скоростью потока. Соотношение между смоделированными значениями и фактическими значениями преобразователя частоты показано на рисунке 4.Рис. 4. Соотношение расхода между фактическими значениями и смоделированными значениями после настройки преобразователя частоты. При управлении расходом с помощью преобразователя частоты необходимо было настроить частоту вращения насоса охлажденной воды от 60 Гц для сбора данных расхода на входе и выходе. концы вентиляционной установки, а затем путем постепенного уменьшения на 5 Гц для сбора данных о различных стадиях потока в 55 Гц, 50 Гц, 45 Гц, 40 Гц, 35 Гц и 30 Гц. Оно не будет уменьшено после 30 Гц, потому что на практике редко снижают частоту ниже 50% от номинальной при управлении преобразователем частоты.10

11 Соотношение между смоделированными значениями и фактическими значениями балансировочного клапана показано на рисунке 5. Во время работы сначала отрегулировал расход при открытии 4-х кольцевого балансировочного клапана, а затем постепенно увеличил до 1,5 кольца наполовину. кольцо как интервал. Тогда скорость потока была очень низкой, примерно 2,5 ~ 3 см / ч. Когда расход регулировался уравновешивающим клапаном, открытие клапана и расход не изменялись пропорционально тому, что расход немного уменьшился при первоначальной настройке одного кольца, а изменения расхода значительно увеличились после регулировки изменения открытия клапана. посередине.Когда коэффициенты, полученные в результате моделирования всего перепада давления, используются для сравнения расхода расходомера, средняя частота ошибок составляет 1,2%. Рисунок 5. Соотношение расхода между фактическими и смоделированными значениями после регулировки балансировочного клапана Поскольку регулируемое энергосберегающее управление вентиляционной установкой осуществляется с помощью пропорционального двухходового клапана с преобразователем частоты для управления расходом охлажденной воды в воздухе -обрабатывающий блок для достижения эффекта энергосбережения, поэтому модель перепада давления и расхода, созданная посредством настройки преобразователя частоты, может использоваться для прогнозирования расхода, полученного посредством регулировки степени открытия балансировочного клапана.График тенденции фактических значений и смоделированных 11

12 значений показан на рисунке 6, а средняя частота ошибок этого значения прогнозирования составляет 1,8%. Рисунок 6. Фактические и моделируемые изменения расхода после регулировки степени открытия балансировочного клапана 3.2 Змеевики конденсатора Взаимосвязь между расходом давления в змеевиках конденсатора Qcond и перепадом Pcond (2) устанавливается путем регулирования расхода через рабочую охлаждающую воду насосы параллельно с преобразователем частоты.Q cond aa P a P cond 2 cond Коэффициент, полученный на основе результатов моделирования, показан в таблице 5. (2) Его можно узнать из таблицы, независимо от того, работает ли один насос или несколько насосов работают параллельно, насосы охлаждающей воды все еще присутствует такая же линейная зависимость между перепадом давления змеевиков охлаждающей воды и расходом; модельный анализ фактических и смоделированных значений показан на рисунке 7. Таблица 5 Результаты моделирования перепада давления и расхода в змеевиках конденсатора a 0 a 1 a 2 R 2 Средняя частота ошибок 12

13% Для сбора данные о расходе со сторон конденсатора, сначала регулировалась частота вращения насосов охлаждающей воды от 60 Гц для сбора данных о расходе на входе и выходе конденсатора, а затем путем постепенного уменьшения на 5 Гц для сбора данных различных ступеней потока при 55 Гц, 50 Гц , 45 Гц, 40 Гц, 35 Гц и 30 Гц.Он не будет уменьшен после 30 Гц. Рисунок 7. Связь между смоделированными значениями и фактическими значениями конденсаторов. Данные, представленные на рисунке 7, включают условия работы одного насоса и работы нескольких насосов параллельно. Используя коэффициенты, полученные при моделировании перепада давления сторон конденсатора, для сравнения расхода расходомера, средний коэффициент погрешности составляет 1,2%. 3.3 Насосы 13

The relationship between differential pressure and flow rate in pumps of parallel operation must be discussed separately under various combinations.

14 Взаимосвязь между перепадом давления и расходом в насосах, работающих в параллельном режиме, должна обсуждаться отдельно при различных комбинациях.На рисунке 8 показана взаимосвязь между общим расходом трех насосов, работающих параллельно, и индивидуальным расходом трех насосов, работающих, соответственно, показывающая взаимосвязь между расходом, управляемым путем регулировки преобразователя частоты, с индивидуальной работой каждого насоса, двумя насосами, работающими параллельно, и тремя. насосы в параллельной работе. Общий расход трех насосов, работающих одновременно, составлял около 5 см / час, но расход отдельного насоса был приблизительно менее 2 см / час. Такая же ситуация отображается в двух насосах, работающих параллельно: общий расход составляет 5 см / час, а расход отдельного насоса немного превышает 2 см / час.Сравнивая общий расход двух насосов, работающих параллельно, с одним и тем же из трех насосов, работающих параллельно, мы обнаруживаем почти одинаковое между двумя насосами, потому что общий расход, ограниченный диаметром, почти достиг насыщения в двух насосах, подключенных параллельно, и трех насосах. параллельно увеличит только потребление энергии; более того, это не приведет к увеличению количества перекачиваемой охлаждающей воды. В практических приложениях передаваемая информация об общем расходе, полученная посредством этого измерения, доступна для справки по работе, чтобы избежать работы с потреблением энергии.Рисунок 8. Взаимосвязь изменений расхода в трех насосах при параллельной работе 14

15 Из рисунков 9–11 видно, что при параллельной работе насосов соотношение между перепадом давления и расходом отражается в условиях различных комбинаций по количеству насосов разные. Следовательно, чтобы применить перепад давления для определения расхода, необходимо установить модель расхода при изменении перепада давления для каждого насоса в сочетании с различным количеством насосов.Результаты моделирования показаны в таблице 6, согласно которой для приложений, работающих в параллельном режиме, с использованием дифференциального давления для определения расхода необходимо выбирать модель по типам комбинации. Рис. 9. Зависимость между расходом и перепадом давления при параллельной работе насоса охлаждающей воды 1 15

16 Рис. 10. Зависимость между расходом и перепадом давления при параллельной работе насоса охлаждающей воды 2 Рис.Зависимость между расходом и перепадом давления при параллельной работе насоса охлаждающей воды 3 Q Зависимость между расходом насоса 1 P и насосом дифференциального давления 1 (бар), устанавливаемая при работе одного насоса охлаждающей воды с преобразователем частоты для регулировки расхода скорость показана в Формуле (3). Q aa P a P 0,5 насос1 0 1 насос2 2 насос1 Коэффициент, полученный по результатам моделирования работы одного насоса, показан в таблице 6. Распределение, полученное при моделировании работы одного насоса для трех насосов охлаждающей воды, соответственно, показано на рисунке 12, 15 и 18, а средняя частота ошибок равна 1.07%, 0,93% и 0,85% соответственно. Взаимосвязь между насосом 2 P расхода Q и насосом 2 (3) перепада давления, установленная двумя насосами охлаждающей воды, работающими с преобразователем частоты для регулирования расхода, показана в формуле (4). Q aa P a P 0,5 насос2 0 1 насос2 3 насос2 (4) 16

17 Коэффициент, полученный по результатам моделирования работы одного насоса, показан в таблице 6. Распределение, полученное путем моделирования работы двух насосов для трех насосов охлаждающей воды соответственно показан на рисунках 13, 16 и 19, а средний коэффициент ошибок равен 1.06%, 1,96% и 1,99% соответственно. Взаимосвязь между насосом 3 P расхода Q и насосом 3 дифференциального давления, установленная тремя насосами охлаждающей воды, работающими с преобразователем частоты для регулирования расхода, показана в формуле (5). Q aa P a P 0,5 pump3 0 1 pump3 2 pump3 Коэффициент, полученный по результатам моделирования работы с тремя насосами, показан в таблице 6. Распределение, полученное путем моделирования работы трех насосов для трех насосов охлаждающей воды, соответственно, показано на рисунках 14 , 17 и 20, а средняя частота ошибок равна 1.9%, 1,6% и 1,19% соответственно. (5) Таблица 6. Результаты моделирования перепада давления и расхода на входе и выходе насоса Комбинированный насос № a 0 a 1 a 2 R 2 Средняя частота ошибок% одиночный режим%%% Двухнасосный режим%% % Работа с тремя насосами%% 17

18 Рисунок 12. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 1 при работе с одним насосом Рисунок 13. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 1 при работе с двумя насосами 18

19 Рисунок 14.Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 1 при работе с тремя насосами Рисунок 15. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 2 при работе с одним насосом 19

20 Рисунок 16. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 2 при работе с двумя насосами Рисунок 17. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 2 при работе с тремя насосами 20

21 Рисунок 18.Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 3 при работе с одним насосом Рисунок 19. Модельный анализ моделирования перепада давления и расхода насоса охлаждающей воды 3 при работе с двумя насосами 21

22 Рисунок 20. Модельный анализ рабочего перепада давления и моделирование расхода насоса охлаждающей воды 3 в трех насосах 4. Выводы С помощью датчика давления, который намного дешевле ультразвукового расходомера, применили перепад давления в центральной системе кондиционирования воздуха для выполнения расчет расхода и на основе полученных фактических данных с использованием моделирования регрессионного анализа для сравнения значений расходомера с приводным колесом, который имеет очень высокую точность в применении.В этом исследовании измерительные испытания проводятся на месте критического оборудования, влияющего на энергопотребление центральной системы кондиционирования воздуха, а также на оборудовании, на котором обычно должен устанавливаться расходомер. Были получены следующие выводы: (1) Для данных моделирования, заполненных датчиками давления, будь то на входе и выходе вентиляционной установки, на стороне конденсатора чиллера или на входе и выходе насоса охлаждающей воды под одинарным насосом. работа и работа нескольких насосов параллельно, сравнивая полученные значения расхода с фактическим расходомером, средняя частота ошибок находится в пределах 2%, поэтому существует 22

23 очень высокая точность.(2) Для данных моделирования, выполненных датчиками давления, используя моделирование данных, полученных при работе преобразователя частоты при 60 Гц и 30 Гц, чтобы провести сравнение ошибок со всеми данными о том, находится ли на входе и выходе блока кондиционирования воздуха конденсатор чиллера. стороны, или впускной и выпускной концы насоса охлаждающей воды, при работе с одним насосом и при работе нескольких насосов параллельно, сравнивая полученные значения расхода с фактическим расходомером, средняя частота ошибок составляет примерно 2%, поэтому что есть еще очень высокая точность.(3) В эксперименте с применением дифференциального давления для определения скорости потока в змеевике конденсатора чиллера или змеевике испарителя, то же самое может собирать данные моделирования, управляя преобразователем частоты насоса для регулировки расхода. Результаты испытаний показывают, что независимо от того, сколько насосов работает в параллельном режиме, моделирование, завершенное зависимостью между перепадом давления змеевика конденсатора и расходом, применимо к разному числу работающих насосов. (4) Чтобы использовать перепад давления на входе и выходе насоса для моделирования зависимости расхода, необходимо учитывать, есть ли настройка режима параллельной работы насоса.Так как насосы, включенные параллельно, иногда создают эффект сопротивления трубопровода, моделирование должно выполняться соответственно для разного количества работающих насосов; коэффициент моделирования, полученный для одного насоса и нескольких насосов, работающих параллельно, не совпадает. 5. Ссылки [1] CT Chen, Промышленная ассоциация Японских электрических измерительных приборов, Правильное использование расходомера, Япония: Центр производительности Китая, [2] CT Chen, Промышленная ассоциация Японских электрических измерительных приборов, Правильное использование дифференциала Датчик давления, Япония: Китай 23

24 Центр производительности, [3] Справочник ASHRAE, Тестирование, регулировка и балансировка, CH.37, [4] ASHRAE Handbook, Measurement and Instruments, CH. 14, [5] М.Ф. Лай, Обсуждение и анализ характеристик при тестировании, регулировке и балансировке системы водоснабжения для кондиционирования воздуха, диссертация, Национальный Тайбэйский технологический университет, [6] Тайбэйская ассоциация специалистов по холодильному оборудованию и кондиционированию воздуха, Руководство по процедурам эксплуатации кондиционирования воздуха System Testing, Adjusting and Balancing (TAB), Тайбэй: Тайбэйская ассоциация технических специалистов по холодильной технике и кондиционированию воздуха, [7] CY Chen, Исследование повышения производительности чиллера и метода проверки энергосбережения, Национальный технологический университет Тайбэя, [8] Тайваньский фонд экологической производительности, Руководство по управлению системами кондиционирования воздуха и энергосбережению, [9] Л.П Чоу, Тестирование, регулировка и балансировка системы водных путей, Taiwan Thermal Science and Technology Co., Ltd. [10] Перевод: F.C Tu, Fluid Mechanics, Gau Lih Book Co., Ltd., [11] Перевод: K.H Hsu et. al, Fluid Mechanics, Gau Lih Book Co., Ltd., [12] FC Chen, Sensing and Converter, Gau Lih Book Co., Ltd., [13] Перевод TL Wang, Промышленный метод измерения давления, Xushi Culture & Education Foundation, [14] SJ Fang, Введение в статистику, Книжный магазин Huatai, [15] YC Yen, Современная статистика, Книжный магазин Sanmin, [16] Перевод Х.Х Чанг, Многомерный анализ и его применение, издательство Jianxing,

.

Общие сведения о датчиках расхода при перепаде давления

Система измерения расхода при перепаде давления состоит из первичного расходомера дифференциального давления и датчика расхода при перепаде давления.

Когда поток текучей среды в трубе преодолевает ограничение в системе трубопроводов, давление в системе трубопроводов снижается. Большинство элементов первичного потока с перепадом давления спроектированы, сконструированы и эксплуатируются таким образом, что скорость потока пропорциональна корню квадратному из падения давления на дросселе.Эти элементы первичного потока с перепадом давления включают в себя диафрагмы, трубки Вентури, колена, сопла, расходомеры с низкими потерями, однопортовые и многопортовые трубки Пито, сегментные клинья и расходомеры с V-образным конусом.

Некоторые элементы первичного потока с перепадом давления, такие как элементы критического потока и элементы ламинарного потока, не подчиняются этому (возведенному в квадрат) соотношению. Поэтому некоторые разделы этой статьи не относятся к этим технологиям.

Расход

Как упоминалось выше, расход через элемент первичного потока дифференциального давления пропорционален квадратному корню из перепада давления на ограничении.Таблица 1 иллюстрирует эту взаимосвязь.

Расход
(в единицах расхода)
Падение давления
(в единицах дифференциального давления)
100 100
50 25
31,6 10
25 6,25
10 10

Это соотношение может ограничить способность расходомера дифференциального давления измерять большие диапазоны расхода.В таблице для «разумного» диапазона измерения расхода в 10–100 единиц расхода (диапазон изменения расхода 10: 1) потребуется диапазон датчика расхода для дифференциального давления в 1–100 единиц дифференциального давления (диапазон изменения дифференциального давления 100: 1). Следовательно, «разумный» диапазон изменения расхода 10: 1 требует диапазона изменения расхода датчика перепада давления 100: 1.

Поскольку многие расходомеры перепада давления измеряют точно с диапазоном изменения перепада давления приблизительно 10: 1, технология расходомера перепада давления часто считалась точной при приблизительно 30-100 единицах расхода.Благодаря улучшенным характеристикам датчиков расхода по перепаду давления диапазон изменения перепада давления увеличился, поэтому возможны несколько большие отклонения расхода.

Давления на входе и выходе, связанные с элементом первичного потока с перепадом давления, доступны на отводах элемента. Оба эти крана подключены к портам датчика расхода дифференциального давления, который измеряет перепад давления. Преобразователь потока перепада давления — это устройство, которое преобразует перепад давления на своих портах в аналоговый сигнал.Когда расходомер дифференциального давления имеет функцию интегрального квадратного корня, его выходной сигнал может быть линейным с расходом.

Некоторые (многопараметрические) расходомеры перепада давления могут выполнять несколько измерений, таких как перепад давления, давления и / или температуры, на основании которых можно рассчитать расход. Эти передатчики выходят за рамки данной статьи.

Конструкции

Как правило, смачиваемые части (например, диафрагмы), которые контактируют с жидкостью, создают движение или силу, которая связана с перепадом давления на портах давления датчика.Датчики расхода с перепадом давления были разработаны с использованием множества технологий, включая емкость, дифференциальный трансформатор, баланс сил, пьезоэлектрический датчик, потенциометр, тензодатчик и вибрирующую проволоку.

Качество сигнала датчика расхода дифференциального давления можно описать его рабочими характеристиками. Следовательно, с учетом технических характеристик (внутренняя) сенсорная технология и детали (внутренней) работы не являются слишком важными соображениями при рассмотрении вопроса о покупке расходомеров дифференциального давления (хотя некоторые сенсорные технологии могут иметь лучшую репутацию).

Из-за характера нелинейной зависимости между расходом и перепадом давления относительно небольшие изменения перепада давления могут привести к относительно большим изменениям расхода при низких расходах. Чтобы уменьшить шум, связанный с сигналом расхода при этих расходах, некоторые датчики перепада давления устанавливают свой выходной сигнал на нулевой расход, когда сигнал падает ниже определенного (предварительно установленного) перепада давления. Некоторые преобразователи с извлечением интегрального квадратного корня используют линейную зависимость между расходом и перепадом давления ниже определенного (заданного) расхода.Могут быть доступны другие алгоритмы для стабилизации выходного сигнала при малых расходах.

Строительство

Конструкция измерительных преобразователей дифференциального давления такова, что смачиваемые части могут быть изготовлены из материалов, устойчивых к коррозии. В типичных установках импульсные трубки устанавливаются таким образом, чтобы на датчике не было потока, поэтому абразивный износ и износ обычно не являются серьезными проблемами. Однако истирание и износ могут повлиять на характеристики первичного расходомера с дифференциальным давлением, влияя на его геометрию.Датчики расхода с перепадом давления могут измерять расход многих агрессивных жидкостей, газов и паров. Элементы первичного потока с перепадом давления соответствующей геометрии и из материалов конструкции могут выдерживать абразивные жидкости.

Датчики расхода с перепадом давления

могут быть изготовлены из материалов, не загрязняющих жидкость. Однако они обычно не применяются в санитарных службах из-за ограничений на возможность их очистки.

Для большинства первичных расходомеров дифференциального давления требуется прямолинейный участок, поэтому они обычно не применяются там, где доступен ограниченный прямой участок.Кроме того, технология первичного элемента потока с дифференциальным давлением имеет ограничения числа Рейнольдса, поэтому она может найти ограниченное применение в приложениях с низким расходом и там, где жидкость имеет высокую или изменяющуюся вязкость.

Расходомеры перепада давления измеряют скоростной напор, на основании которого определяется скорость жидкости, после чего вычисляется объемный расход. Создаваемый перепад давления является функцией квадрата скорости, поэтому эта технология демонстрирует относительно небольшой диапазон изменения расхода по сравнению с другими технологиями расходомеров.Однако в рамках ограничений числа Рейнольдса диапазон точного измерения расхода относительно легко изменить после установки.

Плотность жидкости

Измерения расходомером перепада давления по своей природе зависят от плотности жидкости. Изменения плотности в жидких средах обычно небольшие из-за их несжимаемой природы и потому, что (во многих случаях) температура процесса относительно мало влияет на плотность. В системах с газом и паром как температура, так и давление могут влиять на плотность и значительно ухудшать качество измерения расхода.Несмотря на вышесказанное, обратите внимание, что изменения в составе жидкости могут повлиять на плотность жидкости.

Вычислители расхода

можно использовать для компенсации плотности и других рабочих параметров в приложениях, где ухудшение измерения расхода приводит к неприемлемым характеристикам измерения расхода. Вычислитель расхода может быть реализован как отдельное аппаратное устройство, которое вычисляет измерения компенсированного расхода от полевых устройств, таких как приборы дифференциального давления, давления и / или температуры.Эти расчеты также могут быть выполнены в системе управления технологическим процессом. В дополнение к измерению расхода, температуры и давления некоторые преобразователи расхода с многопараметрическим перепадом давления могут выполнять эти расчеты внутренне.

Многопараметрические расходомеры, такие как многопараметрические расходомеры перепада давления и другие технологии многопараметрических расходомеров, выходят за рамки данной статьи, поскольку, несмотря на некоторое совпадение с информацией, содержащейся здесь, для оценки относительной производительности различных технологий используются дополнительные параметры.

Датчики расхода с перепадом давления генерируют электрический сигнал, который представляет собой перепад давления на своих портах. Важно то, насколько хорошо датчик расхода дифференциального давления выполняет эту функцию. Поскольку производительность является основной задачей во многих приложениях, технология, используемая для проведения измерений, обычно является второстепенным или третичным вопросом. VM


Дэвид В. Спитцер, ЧП, является директором Spitzer Boyes, LLC и имеет более чем 30-летний опыт работы в области КИПиА, управления технологическими процессами, электротехники и инженерных сетей.Он является автором нескольких учебников, используемых в отрасли, и провел множество обучающих семинаров. Свяжитесь с ним на www.spitzerandboyes.com. Эта статья была взята из «Руководства для потребителей по датчикам дифференциального давления».


Конструкция преобразователя дифференциального давления

При разработке измерительных преобразователей дифференциального давления используются следующие принципы:

Емкость . Перепад давления в портах заставляет смоченную диафрагму перемещать внутреннюю диафрагму, расположенную между двумя неподвижными пластинами.Движение внутренней диафрагмы вызывает изменение емкости, которое может быть преобразовано в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

Дифференциальный трансформатор . Перепад давления в портах заставляет смоченную мембрану (или сильфон) перемещать магнитный сердечник в трансформаторе. Движение сердечника вызывает электрический дисбаланс, который может быть преобразован в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

Силовой баланс .Перепад давления в портах заставляет смоченный сильфон создавать силу, которой противодействует сила, создаваемая электромагнитом (или, возможно, серводвигателем). Измерение созданной противодействующей силы может быть преобразовано в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

Пьезоэлектрический . Перепад давления в портах заставляет смоченную диафрагму прикладывать силу к кристаллу. Эта сила вызывает генерирование электрического сигнала, который может быть преобразован в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

Потенциометр . Перепад давления на портах заставляет смоченную мембрану (или сильфон) перемещать грязесъемник переменного резистора (потенциометра). Движение стеклоочистителя вызывает изменение сопротивления, которое может быть преобразовано в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

Кремниевый резонанс . Кремниевый резонансный датчик представляет собой полупроводниковую структуру, подвергнутую микромеханической обработке, изготовленную на кристалле кремния. Структура имеет такую ​​форму, что она может колебаться и резонировать на высоких частотах.Когда применяется перепад давления, часть конструкции испытывает сжатие, а другая часть — растяжение. Силы сжатия и растяжения изменяют резонансную частоту конструкции пропорционально приложенному перепаду давления.

Тензодатчик . Перепад давления в портах заставляет смоченную диафрагму прикладывать силу к тензодатчику. Эта сила растягивает тензодатчик и вызывает изменение сопротивления тензодатчика.Изменение сопротивления вызывает генерирование электрического сигнала, который может быть преобразован в сигнал, пропорциональный приложенному перепаду давления.

.