Практическое испытание: как конструкция монтажа влияет на скорость реакции датчиков перегрева

Введение

Для точного и надежного регулирования холодильного контура важна скорость реакции датчика температуры, измеряющего перегрев. Запаздывание сигнала может привести к неэффективной работе системы или даже к выходу оборудования из строя. В этом материале мы представляем результаты натурных испытаний, проведенных инженерами «ТехноВатт», которые сравнивали поведение различных датчиков в реалистичных условиях.

Методика испытаний

Для создания контролируемых переходных процессов был создан участок трубопровода из нержавеющей трубы диаметром 50 мм, в который заливалась теплая вода в момент старта эксперимента. Начальная температура всех датчиков и участка трубопровода равнялась комнатной температуре.

Измерения температуры осуществлялись одновременно посредством 10 датчиков с помощью одного контроллера c.pCO mini. Визуализация данных в режиме реального времени осуществлялась в системе мониторинга Carel Boss, что позволило фиксировать динамику изменения температур с инженерной точностью с шагом в одну секунду.

Испытуемые образцы и способы установки:

1. Carel WF в латунной гильзе Carel *

2. Carel WF в стальной гильзе *

3. Carel WF в накладной (приварной) трубке *

4. Danfoss AKS11 с креплением на стенку трубы

5. Carel WF с креплением на стенку трубы *

6. Carel HF с креплением на стенку трубы *

7. Danfoss AKS11 непосредственно в воде

8. Carel WF непосредственно в воде (эталонный)

9. Carel HF непосредственно в воде

10. Carel HP непосредственно в воде

Основной интерес представляли датчики Carel WF и HF (отмечены *), предназначенные для измерения перегрева. Остальные датчики выступали в качестве референсных.

Внешний вид экспериментального участка трубы показан на рисунке. Перед испытанием стенд был теплоизолирован.

Ход испытаний

• Старт измерений в 13:23:33. В участок трубопровода заливается подготовленная теплая вода.
  Показания датчика №8 (Carel WF в воде) принят за образцовый, так как показал наивысшую скорость реакции благодаря прямому контакту со средой.

  

• Точка 1 (+24 секунды от старта эксперимента). Датчик №3 (Carel WF в приварной трубке) уже демонстрирует значительное запаздывание.

  

• Точка 2 (+57 секунд от старта эксперимента). Отставание Датчика №3 (Carel WF в приварной трубке) становится критическим. Его время реакции оказалось неприемлемым для задач измерения перегрева.

  

Анализ результатов для практического применения

Мы сфокусировались на датчиках, которые обычно рассматриваются для монтажа в полевых условиях (кроме заведомо неподходящего варианта с приварной трубкой).

1. Carel WF в латунной гильзе и Carel WF в стальной гильзе показали близкие и вполне удовлетворительные результаты.

2. Carel WF с креплением на стенку трубы (накладной монтаж) показал наихудший результат из приемлемых, но все же с заметным запаздыванием по сравнению с гильзами.

Выводы и рекомендации

Проведенные испытания наглядно подтверждают ключевой принцип, указанный в руководствах ведущих производителей холодильного оборудования:

1. Для измерения перегрева на трубах большого диаметра необходимо использовать датчики, установленные в гильзы. Накладной монтаж на стенку трубы неприемлем для точного и быстрого регулирования.

2. Конструкция гильзы имеет значение. Оптимальным решением является использование специально адаптированных гильз. Для датчиков типа Carel WF рекомендуется изготовление латунной гильзы с каналом под датчик 4.2–4.5 мм и толщиной стенки 1-2 мм. Это обеспечивает оптимальный баланс между механической прочностью, хорошим тепловым контактом и минимальным временем реакции.

3. Вариант с датчиком в приварной трубке (кармане) абсолютно не подходит для систем, где важна динамика процесса.