Sterowanie i regulacja klimakonwektorów

Podstawowym parametrem i zadaniem klimakonwektora jest utrzymanie temperatury na zadanej z poziomu sterownika wartości. Aby tak było wydajność instalacji musi zmieniać się w czasie.

 

Za te zmiany odpowiada pośrednio system automatyki, a bezpośrednio wymiennik ciepła i zamontowane na instalacji hydraulicznej zawory regulacyjne. Reakcja instalacji nadążająca za zmieniającym się obciążeniem chłodniczym lub cieplnym odbywa się poprzez dostosowywanie ilości lub temperatury czynnika.

 

Sposoby regulacji:

 

• REGULACJA ILOŚCIOWA – wydajność odbiornika jest regulowana poprzez zmianę ilości przepływającego czynnika
• REGULACJA JAKOŚCIOWA – wydajność odbiornika jest regulowana poprzez zmianę temperatury przepływającego czynnika.

 

W systemach wykorzystujących zawory dwudrogowe regulacja wydajności chłodnicy lub nagrzewnicy odbywa się dzięki pracy zaworu, który w zależności od rodzaju regulacji zmienia ilość wody przepływającej przez wymiennik, albo poprzez wykorzystanie dwóch stanów: przepływu i braku przepływu. Z kolei w instalacjach wykorzystujących zawory 3-drogowe w celu regulacjiwydajności klimakonwektorów, w okresach, w których nie ma potrzeby grzania lub chłodzenia, strumień wody kierowany jest poprzez obejście(bypass) zaworu, dlatego całkowity strumień wody w instalacji jest stały.

Układ regulacji temperatury pomieszczenia polega na ciągłym pomiarze i porównywaniu jej z wartością zadaną. Jeżeli zmierzona temperatura pomieszczenia różni się od wartości zadanej, wówczas regulator koryguje pozycję zaworu. Wpływa to na zmianę ilości czynnika, a tym samym wydajność instalacji, czego skutkiem jest oczywiście zmiana temperatury w pomieszczeniu. W ten sposób kompensowane są wpływy wielkości zakłócających jak np.: zmiana temperatury zewnętrznej, otwarcie okna, dodatkowe zyski od ludzi itp. Efektem końcowym jest natomiast odczuwalna stała temperatura w pomieszczeniu. To na ile temperatura ta jest stabilna i na ile precyzyjnie układ potrafi korygować zakłócenia, w dużej mierze zależy oczywiście od doboru armatury, ale także m.in. od założonego rodzaju regulacji. Wymienione powyżej sposoby regulacji kilku zdaniach zostaną opisane od następnego akapitu.

• Regulacja ON/OFF

Sygnał regulacji może przyjmować jeden z dostępnych dwóch stanów – ON lub OFF. Oznacza to że zawór regulacyjny jest albo całkowicie zamknięty albo całkowicie otwarty. Jest to najprostszy sposób regulacji a co za tym idzie najmniej dokładny. W zależności od stanu zaworu dostarczamy zbyt mało albo zbyt dużo energii cieplnej bądź chłodniczej. Powoduje to że stan pracy jest daleki od stabilności co powoduje dosyć znaczne wahanie temperatury w stosunku do temperatury zadanej.

• Regulacja typu PWM

Szczególną postacią regulacji włącz/wyłącz jest regulacja PWM (pulse width modulation). Regulacja polega na modulacji szerokości impulsu i jest polepszoną regulacją dwustawną .

Sygnał „włącz” jest utrzymywany przez czas proporcjonalny do uchybu regulacyjnego i czasu jego trwania. W efekcie zawór może osiągać również pośrednie stany otwarcia. Odpowiednie dostosowanie szerokości impulsu, czyli ogrzewania cieczy oraz przerw pomiędzy impulsami, pozwala utrzymywać pozycję siłownika w pewnym zakresie pomiędzy minimum a maksimum otwarcia. Tym samym przyczynia się to do zmniejszenia oscylacji temperatury, jaka występuje w standardowym procesie ON/OFF.

• Regulacja 3-punktowa

Innym typem regulacji jest regulacja 3-punktowa, w której sygnał regulacyjny może przyjmować

3 stany – otwieranie zaworu, zamykanie i postój. Polega najczęściej na zmianie pozycji zaworu

3-drogowego co powoduje modyfikację proporcji strumienia wlotowego  i bajpasu. Reakcja w wyniku korekty położenia grzybka zaworu jest natychmiastowa w postaci zmiany temperatury strumienia wody zmieszanej. Szybka odpowiedź układu pozwala na niewielkie korekty w ustawieniu zaworu. Układ ten wymaga szybko reagujących systemów, w przeciwnym razie będzie działać, jak system ON/OFF.

• Regulacja ciągła

Większe żądania i/lub większy stopień skomplikowania sterowania wymagają regulacji, która daje możliwość zmiany rezultatu w więcej niż kilku krokach. Regulacja modulacyjna działa poprzez ciągłe kroki, które czynią ją bardziej poprawną. Regulacja ciągła jest pojęciem o szerokim znaczeniu, zawierającym zarówno raczej proste tryby regulacji, takie jak regulacja proporcjonalna (np. termostaty), jak również bardziej kompleksowe np. PID. Przykładem regulacji ciągłej jest regulacja wydajności nagrzewnic oraz chłodnic w centralach wentylacyjnych w celu uzyskania zadanych para-metrów powietrza nawiewanego.

 

W odniesieniu do powyższego i tematu klimakonwektorów dystrybuowanych przez KLIMA-THERM, informujemy że w naszych urządzeniach (CLINT, SABIANA) występuje sposób regulacji ON/OFF.