Automatische inregelafsluiter

Regelafsluiters in koelwatersystemen met variabel debietEdit

Zoals hydronische systemen zijn veranderd, zijn ook de noodzakelijke berekeningen voor de dimensionering van afsluiters veranderd.

Variabele debietsystemen vereisen nieuwe berekeningen, nieuwe terminologie en, het belangrijkst, nieuwe technologie. Het doel bij de dimensionering van regelkleppen is om de perfecte klepoplossing voor het systeem te vinden. Het vinden van dat perfecte ventiel impliceert het begrijpen van de hydronica van het project en het erkennen van het belang van een perfecte regelstroming.

Selectie van regelkleppenEdit

Het effect dat een variabel debietsysteem had op de selectie van regelkleppen, werd aanvankelijk niet beseft. Een regelklep werd geselecteerd door gebruik te maken van dezelfde Kv berekening, en de bypass op een 3-poorts klep te blokkeren, wat een 2-poorts klep opleverde. Helaas was het niet zo eenvoudig. Onze Kv berekening

Kv = debiet / ΔP

was namelijk gebaseerd op een constante druk en een constante Kv, waardoor een constant debiet werd verkregen. Naarmate delen van het systeem met variabel debiet echter werden gesloten, nam het drukverschil toe, waardoor het debiet toenam en er in de open circuits overloop ontstond.

Overloop in een circuit is kostbaar. Helaas maken traditionele regelkleppen het onvermijdelijk. Bij de dimensionering van een regelklep zal de berekende Kv vrijwel zeker niet overeenkomen met de Kv van de dichtstbijzijnde geschikte klep. Bijvoorbeeld, een Kv berekening van 4,5 m3/h zou hoogstwaarschijnlijk leiden tot de keuze van een ventiel met een Kv = 6,3 m3/h. Dit betekent dat de klep in staat is 40% meer debiet te leveren dan nodig is. Wanneer de druk in ons variabel debietsysteem toeneemt, zal onze klep deze extra drukdebiet leveren.

Dit teveel aan debiet zal ertoe leiden dat de temperatuur het instelpunt overschrijdt. Zodra de ruimtesensor deze overloop heeft gedetecteerd, zal hij de actuator sluiten, waardoor het debiet scherp daalt. Het proces zal zich herhalen in een fenomeen dat wordt beschreven als “jagen”.

JagenEdit

Jagen veroorzaakt dat de kamertemperatuur constant fluctueert, wat een grote kostenpost oplevert voor klanten met een slechte omgevingskwaliteit en meer onderhoud. Meer dan driekwart van de klachten aan beheerders zijn van thermische gevoelsmatige aard. Deze klachten zijn zelden te wijten aan inter-individuele verschillen in voorkeurstemperatuur, maar integendeel aan toenames naarmate de temperatuurafwijking groter wordt. De oplossing die meer dan tweederde van de gebouwbeheerders gebruikt om dit soort klachten te beantwoorden is het wijzigen van het instelpunt. Door het set-point in een koelsysteem met gemiddeld 1 °C te verlagen, verhogen we het energieverbruik met maximaal 10%. De oplossing voor de problemen van “hunting” en overflow in koelwatersystemen ligt in het gebruik van drukonafhankelijke regelkleppen.

Drukonafhankelijke regelkleppenEdit

Drukonafhankelijke regelkleppen worden gebruikt om het debiet naar de ventilatorconvector en de luchtbehandelingskast te beperken. Dit debiet wordt niet beïnvloed door veranderingen in de inlaatdruk. Een membraan in de klep houdt de uitlaatdruk constant, en dit levert een constant debiet naar de ventilatorconvector. Het bijkomende voordeel van drukonafhankelijke regelkleppen is dat ze, wanneer uitgerust met een actuator, de handbediende balanceerklep en gemotoriseerde regelklep vervangen door één enkele klep, waardoor de installatiekosten worden verlaagd.

Elektronische drukonafhankelijke regelkleppenEdit

Elektronische drukonafhankelijke regelkleppen gebruiken een debietmeter of een drukval over een opening om debietgegevens te verstrekken aan een actuator die werkt om het juiste debiet downstream te leveren. Deze kleppen bieden veel lagere drukvereisten aangezien een drukregelaar een druk binnen een bereik nodig heeft om te kunnen werken. Ze verhogen de flexibiliteit omdat hun instelbaar debietbereik vaak aanzienlijk groter is dan dat van hun mechanische tegenhangers, ze bieden ook een betere vuiltolerantie dankzij een vereenvoudigde waterweg en sommige de mogelijkheid om debieten te rapporteren aan het gebouwbeheersysteem.

Strategie voor regelkleppenEdit

Drukonafhankelijke regelkleppen kunnen met elk regelsysteem worden gebruikt. De actuator opties geven een keuze uit thermische, 3-punts regeling, of modulerende regeling. Dit zal werken met gebouwbeheersystemen en individuele kamerregelingen, op dezelfde manier als traditionele regelkleppen. De actuators kunnen ook worden gebruikt om de klep in te stellen door het debiet te beperken. In 3-punts regeltoepassingen kan dit worden gedaan met behulp van een looptijdbegrenzing. Bijvoorbeeld, voor 70% ontwerpdebiet geven we de actuator 70% van zijn totale looptijd. Met een modulerende actuator, om ons voorbeeld van 70% te bereiken, stellen we de regelaar in om te regelen tussen 0 V en 7 V van het 0-10 V signaal.

ConclusieEdit

Overflow beïnvloedt het vermogen van het regelsysteem om de ingestelde temperatuur te bereiken. Het hoeft niet onvermijdelijk te zijn. Sommige drukonafhankelijke regelkleppen stellen fan coils en luchtbehandelingskasten in staat om het maximale debiet precies op het ontwerpdebiet in te stellen. Het omschakelen van een traditionele regelklep naar een drukonafhankelijk type moet niet alleen gezien worden als een voordeel voor de mechanische aannemer, door het verlagen van de installatiekosten. Het is in het voordeel van de systeemintegrator en bovenal van de klant, die zowel een verbeterd comfortniveau als een lager energieverbruik garandeert. Drukonafhankelijke regelkleppen zijn een essentieel onderdeel van de hydronische regeling in koelwatertoepassingen. Ze zijn eenvoudig te selecteren en in te stellen. Ze zorgen voor een constante druk, een constant debiet en, het belangrijkste, een constante ruimtetemperatuur.