Регулятор термодинамических параметров газообразной среды

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .НсснснсссннснсРЕСПУБЛИК ЗСЮ 6 05 Р 22 РЕТ ТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО н свтснсссснн саннствь(54)(57) РЕГУЛЯТОР ТЕРМОДИЙАИИЧЕСКИХПАРАИЕТРОВ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ, содержащий датчики относительной влажно- .сти и температуры и последовательносоединенные импульсный прерыватель,усилитель и исполнительный механизм,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, он содержит задатчик теплосодержания, блок,801081626 А сравнения, два умножителя, четыре масштабных блока, сумматор и квадратор, вход которого связан с выходом датчика температуры, а выход - с одним входом первого умножителя, другой вход которого подключен к выходу датчика относительной влажности, а выход через первый масштабный блок соединен с первым входом сумматора, .один вход второго умножителя связан с выходом датчика температуры, дру.гой - с датчиком относительной влажностиа выход через второй масштабный блок - с вторым выходом сумматора, третий и четвертый входы которо" го .соединены соответственно через третий и четвертый масштабные блоки с выходом датчика относительной влажности и температуры, а выход сумматора связан с одним входом блока сравнениядругой вход которого под-. ключен к выходу задатчика теплосодержания.1081Изобретение относится к техническим средствам автоматического регулирования .систем вентиляции и конди" ционирования воздуха в промышленных и общественных сооружениях. 5 Известно устройство для контролятеплосодержанияэнтальпии )кондиционеров воздуха, включающее в себядатчик относительной влажности воздуха, определяющий значение выходнойвеличины, и датчик температуры воздуха, предназначенный для коррекции влияния датчика относительной влажности с целью получения выходной величины, отражающей термодинамическиесвойства воздуха Г 1 3.Это устройство вследствие того,что выходная величина отражает толькоотносительную влажность, а датчик температуры используется для коррекциидатчика относительной влажности, непригодно для прецизионных систем автоматического регулирования из-зазначительной погрешности при определе.25нии теплосодержания,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является регулятор термодинамических параметровгазообразной среды, состоящий из ис 30полнительного механизма, усилителя,импульсного прерывателя, двух мостовпеременного тока с потенциометрамикоррекции их питания, с включеннымв одно из плеч первого моста сухимдатчиком влажности, а в одно из плечвторого моста датчиКом температуры.С целью прямого измерения и регулирования теплосодержания газообразнойсреды, в одну из диагоналей первогомоста подключен потенциометр коррекции фаз, средняя точка которого через конденсатор подключена к общейшине питания, одна из точек другойдиагонали соединена с входом усилителя, а другая - со средней точкой потенциометра, включенного в диагональвторого моста.Принцип работы прототипа основанна прямой пропорциональной зависимости теплосодержания от относитель Оной влажности и температуры. Это следует из того, что регулирование теплосодержания производится по отклонению относительной влажности и температуры от установленных значений).2 355Известное устройство при значительных изменениях относительной влажности и температуры вносит существен 626 2ную погрешность в регулирование вследствие того, что в нем используются неуравновешенные мосты, создающие принципиальную нелинейность измерительных преобразователей относительной влажности и температуры.Целью изобретения является повышение точности измерения и регулирования теплосодержания газообразной среды.Эта цель достигается тем, что в регулятор термодинамических параметров газообразной среды, содержащий датчики относительной влажности и температуры и последовательно соединенные импульсный прерыватель, усилитель и исполнительный механизм, вве-; дены задатчик теплосодержания, блок сравнения, два умножителя, четыре масштабных блока, сумматор и квадра" тор, вход которого связан с выходом датчика температуры, а выход - с одним входом первого умножителя, другой вход которого подключен к выходу датчика относительной влажности, а выход через первый масштабный блок соединен с первым входом сумматора, один вход второго умножителя связан с выходом датчика температуры, другой - с датчиком относительной влажности, а выход через второй масштабный блокс вторым выходом сумматора, третий и четвертый входы которого соединены соответственно через третий и четвертый масштабные блоки с выходом датчика относительной влажности и температуры, а выход сумматора связан с одним входом блока сравнения, другой вход которого подключен к выходу задатчика теплосодержания.На чертеже изображен регулятор термодинамических параметров газообразной среды.Регулятор содержит исполнительный механизм 1, усилитель 2, импульсный прерыватель 3, блок 4 сравнения, задатчик 5 теплосодержания, сумматор 6, масштабные блоки 7-10, умножители 11 и 12, квадратор 13, датчик 14 от- носительной влажности, датчик 15 температуры.На основе аппроксимации табличных значений термодинамических свойств влажного воздуха зависимость тепло- содержания от относительной влажности и температуры квадратичная и определяется по формулеЭ =а 1 У+ Ь 1 Ч+ с 1+ЗЧ, (421081626 Эгде с 1Ь, С, д - коэффицйенты аппроксимирующегомногочлена,полученные расчетомпо стандартной программе на ЭВМ;У - относительная влаж-ность воздуха- температура воздухапо сухому термометру 10Устройство работает следующим образом.Датчик 14 относительной влажности прЕобразует относительную влажность в напряжение постоянного тока, дат 15 чик 15 температуры преобразует температуру, Сигнал от него поступает на вход квадратора 13, на вход умно- жителя 12 и на .вход масштабного блока , 10. Сигнал от датчика 14 относитель"20 ной влажности поступает на вход умно- жителя 11, на вход умножителя 12 и на вход масштабного блока 9. На вход умножителя 11 поступает сигнал с квадратора 13, пропорциональный квад 25 рату .температуры. С выхода умножителя 11 сигнал, пропорциональный произведению квадрата температуры и относительной влажности, поступает на вход масштабного блока 7. С выхода умножителя 12 сигнал, пропорциональ. ный произведению температуръ и относительной влажности, поступает на вход масштабного блока 8. Коэффициенты умножения масштабных блоков 7-10 З 5 соответствуют коэффициентам ц, .Ъ о, д уравнения (1). Выходные сигналы масштабных блоков поступают на вход сумматора 6, суммарный сигнал с которого поступает на один вход 40 блока 4 сравнения, на другой вход которого подан сигнал от задатчикае5 тенлосодержания задающего оптимальное теплосодержание в обслуживаемом системой кондиционирования поме Лщении. Сигнал рассогласования измеренного и заданного значения тепло- содержания с выхода блока 4 сравнения поступает на вход усилителя 2, на другой вход которого подан сигнал от импульсного прерывателя 3. С выхода усилителя 2 сигнал поступает на вход исполнительного механизма 1, регулирующего термодинамические параметры газообразной среды, 55 4По описанной структурной схеме быпа разработана и экспериментально исследована принципиальная электрическая схема регулятора термодинамических параметров газообразной среды. В качестве элементов и узлов принци-. пиальной электрической схемы для построения квадратора, умножителей, масштабных блоков, сумматора, блока .сравнения, задатчика теплосодержания быпи использованы интегральные схемы серии К 140, в частности К 140 УД 7 и К 140 МА 1. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях показали, что предлагаемый регулятор поддерживает теплосодержание в жилых и общест" венных помещениях в,пределах,установленных санитарными нормами и правилами дляжилых и общественных помещений. Проверка работы системы вычисления теплосодержания, состоящей из блоков 6-13, показала, что различие в значениях теплосодержания газообразной среды, определенных по температуре и относительной влажности системы и по таблицам термодинамических свойств влажного воздуха, не превышает +0,4 ккал/кг. Общая погрешность системы вычисления теплосодержания определяется в первую очередь существенной погрешностью современных промышленных датчиков температуры и относительной влажности. Диапазон регулирования теплосодержания находится в прямой зависимостиот типа. используемых датчиков температуры и относительной влажности. Система вычисления теплосодержания позволяет вычислять этот параметр при изменении температуры от -40 до +40 С, относительной влажности от 0 до 1002 при использовании датчиков, работающих в этих диапазонах.Предлагаемый регулятор термодинамических параметров газообразйой среды может быть использован при автоматизации любой системы вентиляции и кондиционирования воздуха.Применение регулятора позволяет снизить потребление электрической и тепловой энергии системами конди" ционирования воздуха на 15-303, что по расчетам на тысячу систем составит годовой экономический эффект 4.1 млн.руб.1081626 Лазаренк едакт орректор И. Муска Заказ" 1550/ Тираж 842 Под арственного комитета СССР зобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. сное ПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Фил ВНИИПИ Госуд по делам и113035, Москва ставитель Л. Птенцовкред ЛЛартяшова