Практика показывает, что универсального расположения датчиков и способа управления вентилятором нет. Нужно рассматривать варианты.Чтобы сократить их количество, я не буду рассматривать вариантов расположения насоса на горячей линии и вариантов установки насоса до расширительной емкости.
Есть еще разные варианты обвязки расширительной емкости, их тоже надо рассмотреть и обсудить.
| Правильный (с точки зрения управления охлаждением) вариант - вот такой. При такой обвязке объем расширителя не влияет на задержки изменения температур, что и требуется для нормального управления, но имеет важный недостаток. |
Пузырек воздуха, дойдя до расширителя, скорее пойдет на второй круг, чем уйдет в расширитель и атмосферу. Поэтому схему надо немного доработать.
| Небольшой барьер на пути потока воды отправляет воздушный пузырек в нужном направлении. Такая схема опробована на практике и хорошо себя зарекомендовала. |
Оба варианта - это непроточные расширители, в которых объем жидкости в расширителе не участвует в циркуляции.
Имеют право на жизнь и многочисленные варианты проточных расширителей разного объема, в которых объем запаса участвует в циркуляции.
Вот один из вариантов системы с проточным расширителем.
На этой схеме обозначены все варианты установки датчиков температуры кроме варианта установки датчика температуры холодной воды в проточной расширительной емкости. Такой вариант мало информативен.
Интуитивно понятно, что температуру горячей воды нужно измерять поближе к дефлегматору (Тг1), а холодной - поближе к радиатору (Тх1). Однако установка датчиков далеко друг от друга - это дополнительные провода, которых и без того у нас достаточно.Как показывает практика, место установки датчика на "горячей" линии мало влияет на качество регулирования. Удаление датчика от регулятора требует только увеличения "нулевой" скорости насоса в режиме ожидания.
С "холодным" датчиком ситуация аналогична, но только если расширительная емкость не проточная. Если емкость не проточная, то температура воды на входе в дефлегматор равна ее температуре на выходе из автономки. Если же емкость проточная, эти температуры не равны, и чтобы понять что к чему, чтобы выбрать правильное решение, придется углубиться в дебри алгоритма управления.
Ныряем.
ПИД-управление требует цели, задачи. Например, теплица или инкубатор. В таком примере цель - отсутствие разницы между заданной и фактической температурой. Если разница существует, мозг управления изменяет нагрев так,чтобы эта разница исчезала. Тут все ясно.
В автономке задача сложнее. Целей две, и управляемых элемента тоже два - вентилятор и насос.
Я уже писал об алгоритмах такого управления, которые выбрал для своей компоновки (непроточный расширитель и оба датчика на фанкойле).
| Насос "отвечает" за разницу температур входа и выхода. Задача его управления-отсутствие разницы между заданной и фактической дельтой. В результате такого управления кривые двух температур становятся параллельными и одинаково плавают вверх-вниз в зависимости от избыточности или недостаточности обдува. |
Чтобы устранить эти колебания, система управляет обдувом (вентилятором). Перед вентилятором можно поставить одну из нескольких целей.
| Вентилятор может изменять обороты так, чтобы стремилось к нулю отклонение от задания горячей температуры. Можно управлять по холодной температуре. Я выбрал третий вариант - привожу к нулю разность между заданной и фактической средней температурой. |
Для моего варианта компоновки системы такая комбинация управления оказалась приемлемой, но это не значит, что такая привязка оборотов к температурам, такой алгоритм управления даст удовлетворительные результаты при других вариантах установки датчиков, особенно если расширительная емкость проточная и имеет значительный объем.
Допустим (крайний вариант), в качестве расширительной емкости используется бочка на 200 литров воды.
Если датчик температуры холодной воды будет стоять у дефлегматора, температура воды на входе долго будет равна температуре в бочке. Насос исправно выставит температуру на выходе из дефа на заданное в настройках расстояние. Но при этом дефлегматор будет переохлажден. Вентилятор остановится и не запустится до тех пор, пока вся вода в бочке не прогреется и хоть на йоту не превысит заданного для нижней температуры значения. В принципе ничего страшного, но зачем нам переохлаждение?
В этом случае - возможно – лучше будет поставить перед насосом другую цель - поддерживать верхнюю (горячую) температуру, а вентилятору предложить держать дельту...
Рассуждать что и как получится можно долго, да и практика может показать совсем другие результаты. Поэтому в управляющей программе я сделаю возможность менять цели для насоса и вентилятора.
Целей может быть четыре, и любую из них можно будет выбрать как для насоса, так и для вентилятора.
- Стабилизация дельты.
- Стабилизация средней температуры.
- Стабилизация горячей температуры.
- Стабилизация холодной температуры.
Её Величество Практика покажет какое сочетание вариантов даст лучшие результаты для разных компоновок оборудования - мест установки датчиков и разных вариантов расширительных емкостей.