صمامات وأنظمة التحكم الذاتي النموذجية في درجة الحرارة

أنظمة التحكم الذاتي النموذجية في درجة الحرارة

تُضبط درجة الحرارة المطلوبة للنظام في الشكل 7.2.1 عند المستشعر. وهو النوع الأكثر شيوعًا من تكوينات التحكم الذاتي في درجة الحرارة، ومعظم تصاميم التحكم الذاتي الأخرى مُشتقة منه. يوضح الشكل 7.2.2 تصميمًا يُضبط عند طرف المُنشِّئ في النظام. ראוי بالذكر أن هذا النظام مُقيَّد بصمامات تحكم حراري بحجم 1 بوصة (DN25). هذا التكوين مفيد عندما يكون موضع صمام التحكم أكثر سهولة في الوصول من موضع المستشعر. يصور الشكل 7.2.3 تكوينًا ثالثًا مشابهًا للشكل 7.2.1 لكن الضبط موجود بين المستشعر وتنشيط صمام التحكم الحراري. يُشار إلى هذا النوع من الأنظمة بالتعديل عن بُعد، وهو مفيد عندما يكون إما صمام التحكم أو المستشعر، أو كليهما، من المحتمل أن يكونا غير قابلين للوصول بمجرد تركيب صمام التحكم. الأنابيب الشعرية ينبغي ملاحظة أن الأنبوبية الشعرية بطول 10 أمتار أو أكثر قد تؤثر قليلًا على دقة التحكم. هذا لأن كمية أكبر من السائل الشعري تتعرض لدرجة حرارة المحيط.

عندما تتغير درجة حرارة المحيط كثيرًا، يمكن أن يؤثر على ضبط درجة الحرارة. إذا كانت أطوال طويلة من الأنبوبية الشعرية تعمل في الخارج، يُوصى بلفها لتقليل هذا التأثير. الأغلفة

الأغلفة (تُسمى أحيانًا آبار الحرارة) يمكن تركيبها في الأنابيب أو الأوعية. تُمكّن هذه من سهولة إزالة المستشعر من الوسيط المُتحكَّم فيه دون الحاجة إلى تصريف النظام. تميل الأغلفة إلى إبطاء استجابة النظام، وعندما يمكن أن يتغير الحمل الحراري بسرعة، يجب ملؤها بوسيط توصيل مناسب لزيادة نقل الحرارة إلى المستشعر. الأغلفة المُثبَّتة على أنظمة ذات ظروف حمولة مستقرة نسبيًا أو بطيئة التغير لا تحتاج عادةً إلى وسيط توصيل. تتوفر الأغلفة من الفولاذ اللين أو النحاس أو النحاس الأصفر أو الفولاذ المقاوم للصدأ. تتوفر أغلفة طويلة بطول يصل إلى 1 متر للتطبيقات الخاصة وزجاجية للتطبيقات الآكلة. ومع ذلك، هذه الأغلفة الأطول مناسبة فقط للاستخدام عندما لا يكون رأس الضبط مُثبَّتًا عند طرف المستشعر.

التحسينات لأنظمة التحكم الذاتي في درجة الحرارة

الحماية من الحرارة الزائدة بجهاز قاطع حد عالٍ نظام حماية منفصل من الحرارة الزائدة، كما هو موضح في الشكل 7.2.4، متوفر للامتثال للوائح الصحة والسلامة المحلية أو لمنع تلف المنتج. الغرض من جهاز قاطع الحد العالي هو قطع تدفق وسيلة التدفئة في الأنبوب، ومنع ارتفاع درجة حرارة العملية بشكل مفرط. طُوِّر في الأصل لمنع ارتفاع درجة الحرارة في خدمات المياه الساخنة المنزلية (DHWS) التي تُزود مستخدمي المياه الساخنة العامة، مثل المستشفيات والسجون والمدارس. ومع ذلك، يُستخدم أيضًا في تطبيقات العمليات الصناعية. يُشغَّل النظام بنظام تحكم ذاتي، يُطلق نابضًا مضغوطًا في وحدة قاطع الحد العالي ويُغلق صمام العزل بسرعة إذا تجاوزت درجة الحرارة المُعيَّنة سقفها. لا تُشغّل وحدة المُنشِّئ الآمن صمام التحكم مباشرة، بل آلية نقل في وحدة قاطع الحد العالي. عندما تكون درجة الحرارة أقل من نقطة التعيين، تبقى الآلية خاملة. يُسمح بقدر معين من حركة النقل في أي اتجاه، لتجنب التنشيط الوهمي للنظام. ومع ذلك، عندما يرتفع درجة حرارة النظام فوق درجة الحرارة القصوى القابلة للتعديل، يُشغّل المُنشِّئ آلية النقل، مما يُزيل المُزِن، الذي يُطلق بعد ذلك النابض في وحدة قاطع الحد العالي. هذا يُسبب إغلاق صمام التحكم بسرعة. بمجرد تصحيح العيب، وبعد تبريد النظام أسفل درجة الحرارة المُعيَّنة، يمكن إعادة ضبط قاطع الحد العالي يدويًا، باستخدام رافعة صغيرة. يمكن أيضًا توصيل النظام بنظام إنذار عبر مفتاح مايكرو اختياري. يحتوي نظام الحد العالي أيضًا على ميزة أمان. إذا تلف الأنبوب الشعري وفقد سائله، يُطلق نابض خلف آلية النقل، دافعًا إياها بالاتجاه الآخر. هذا سينشّط أيضًا القاطع ويغلق صمام التحكم. يمكن ضبط درجة حرارة المُزِن بين 0 درجة مئوية و 100 درجة مئوية. وحدة المُنشِّئ الآمن الموضحة في الشكل 7.2.5 مناسبة فقط للاستخدام مع وحدة قاطع الحد العالي. يمكن أيضًا استخدام الأنظمة الموضحة في الأشكال 7.2.1 و 7.2.2 و 7.2.3 مع وحدة القاطع لكنها لن تكون آمنة. يُظهر الشكل 7.2.5 وحدة قاطع الحد العالي مُثبَّتة على صمام منفصل عن صمام التحكم الحراري. هذا مُفضَّل لأن صمام الحد العالي يبقى مفتوحًا تمامًا أثناء التشغيل العادي وأقل عرضة لتراكم الأوساخ تحت مقعد الصمام. يجب أن يكون صمام الحد العالي بحجم الخط لتقليل انخفاض الضغط في الاستخدام العادي، ويجب تركيبه قبل صمام التحكم الذاتي (أو غيره) وأقرب ما يكون إليه.

ملحقات التحكم الذاتي في درجة الحرارة

****محول المستشعر المزدوج ****يسمح محول المستشعر المزدوج، الشكل 7.2.7، بتشغيل صمام واحد بنظام تحكم مع خيار وجود مرافق عزل يدوي. يمكن استخدام المحول مع صمامات التحكم ثنائية وثلاثية المنفذ. الميزة التي يقدمها المحول هي توفير تكلفة صمام منفصل. ومع ذلك، لا يُوصى بتوفير التحكم في درجة الحرارة وحماية الحد العالي مع صمام مشترك، حيث لا توجد حماية ضد فشل الصمام نفسه. المُنشِّئ اليدوي ****مُنشِّئ يدوي كما هو موضح في الشكل 7.2.8، مصمم للاستخدام مع صمامات التحكم ثنائية وثلاثية المنفذ. يمكن أيضًا استخدامه مع محول المستشعر المزدوج ونظام التحكم الذاتي في درجة الحرارة، مما يسمح بالإغلاق اليدوي دون التدخل في إعدادات التحكم، كما هو موضح في الشكل 7.2.7 فاصل المسافات ****فاصل المسافات (الشكل 7.2.9) يتيح للنظام العمل بدرجات حرارة أعلى. لكل صمام تحكم ونظام تحكم حراري ظروفه الحدية الخاصة. فاصل المسافات، عند تركيبه بين نظام التحكم وأي صمام تحكم ثنائي أو ثلاثي المنفذ (باستثناء صمامات DN80 و DN100 ثلاثية المنفذ)، يتيح للنظام العمل بحد أقصى 350 درجة مئوية، شريطة أن يكون صمام التحكم نفسه قادرًا على تحمل هذه الدرجات الحرارية العالية.

البيئات والتطبيقات النموذجية

بيئات مناسبة ل أدوات التحكم الذاتية في درجة الحرارة:

أي بيئة لا يُطلب فيها تعقيد أدوات التحكم الكهربائية والهوائية. مناسبة بشكل خاص للمناطق المتسخة والخطرة.
مناطق بعيدة عن أي مصدر طاقة.
للتحكم الدقيق في تطبيقات التخزين أو الحمل الثابت، أو لتطبيقات الحمل المتغير حيث لا يُشترط دقة عالية. الصناعات التي تستخدم أدوات التحكم الذاتية في درجة الحرارة: الأغذية
الطحن، التحكم في درجة حرارة بطارية التدفئة (غير خطرة).
المذابح - غسل الأرضيات وما إلى ذلك.
تصنيع الزيوت والدهون - تدفئة خزانات التخزين. الصناعات
طلاء المعادن - تدفئة الأحواض.
مزارع الخزانات - التدئة.
مصافي التكرير.
الغسيل الصناعي.
أنظمة البخار والمكثف.
غسيل الملابس. التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)
خدمات المياه الساخنة والتدفئة المنزلية في دور رعاية المسنين والمستشفيات ومراكز الترفيه والمدارس والسجون وفي البستنة للحماية من الصقيع. التطبيقات الأكثر شيوعًا ل أدوات التحكم الذاتية في درجة الحرارة: بيوت الغلايات
معالجة مياه تغذية الغلاية أو حقن البخار المباشر للتدفئة إلى خزان تغذية الغلاية.
أنظمة تبريد مولدات الاحتياط. مسخنات غير مخزنة
تحكم حراري ثنائي المنفذ وحماية من الحرارة الزائدة، (بخار أو ماء).
تحكم حراري ثلاثي المنفذ وحماية من الحرارة الزائدة (ماء فقط).
تحكم بالوقت/الحرارة ثنائي المنفذ (بخار فقط). مسخنات مخزنة
تحكم بالحرارة أو الوقت/الحرارة ثنائي المنفذ وحماية من الحرارة الزائدة (بخار أو ماء).
تحكم ثلاثي المنفذ وحماية من الحرارة الزائدة (ماء فقط). أنظمة الحقن (أو النزح)
نظام حقن ثنائي أو ثلاثي المنفذ. أنظمة التدفئة
صمام خلط أساسي وتحكم تعويضي.
تحكم تعويضي مُنقسم المناطق.
تعويضي أساسي مع تحكم داخلي للمناطق.
التحكم في شريط إشعاعي علوي أو ألواح إشعاعية. أنظمة الهواء الدافئ
تحكم بطارية التدفئة عبر مستشعر الغرفة، أو مستشعر الهواء الخارج، أو مستشعر الهواء المرتجع.
تحكم تعويضي على وحدة إدخال الهواء.
تحكم بالحد الأدنى والحد الأقصى.
حماية من الصقيع لبطارية التدفئة. التحكم في زيت الوقود
تحكم لفائف تدفئة الخزان السائب.
التحكم في مسخنات الخطوط.
التحكم في خطوط التدفئة بالبخار. التحكم في العمليات
حوض تنقية حمضية.
حوض طلاء بالكهرباء.
حوض غليان سائل العملية.
حوض منظف مصنع تخمير.
معدات التجفيف، على سبيل المثال، خزانة غسيل أو مجفف صوف، فرن تجفيف مصنع كيميائي للمساحيق والكعك، فرن تجفيف مصنع دباغة.
وعاء تفاعل عملية مستمرة أو دفعية.
وعاء مغلق لصناعة الأغذية. تطبيقات التبريد
تبريد محرك الديزل.
التحكم في مبرد زيت ضاغط الشفرة الدوارة.
مبردات الزيوت الهيدروليكية والتشحيم.
تحكم التبريد على مياه باردة لضاغط أحادي المرحلة.
تحكم تبريد ضاغط الدائرة المغلقة.
تحكم مبرد الهواء اللاحق.
تحكم بطارية مبرد الهواء.
تحكم تبريد مياه الوعاء المغلق.
تحكم مياه تبريد منزّع الشحوم. تطبيقات خاصة
تحكم لتقليل تآكل جانب اللهب والإجهاد الحراري في غلايات LTHW.
تحكم أسطوانة مياه ساخنة.
تحديد درجة الحرارة. تطبيقات نظام حماية الحد العالي
منع تجاوز درجة الحرارة في خدمات المياه الساخنة، أو مسخنات التدفئة، وفقًا للعديد من لوائح الصحة والسلامة. أمثلة جيدة تشمل السجون والمستشفيات والمدارس. يتوفر واجهة BMS/EMS اختيارية لتنبيه رحلة درجة الحرارة العالية.