r />
,
де K - статичний коефіцієнт передачі апарату; - постійна часу теплообмінного апарату.
Нижче наведена одна з декількох можливих залежностей, що дозволяє наближено оцінити інерційність апаратів такого виду:
,
де см, СW - теплоємності металу і води; м, Mw - маси металу і води; - витрата води; - коефіцієнт теплопередачі апарату; - поверхня апарату.
Статична характеристика апарату, описувана статичним коефіцієнтом передачі К, може бути також отримана розрахунковим шляхом, хоча ця залежність ще більш складна, ніж для постійної часу. Тому для оцінки користуються статичними характеристиками, отриманими графоаналітичним методом. Крім цього, при аналізі необхідно враховувати обмеження, пов'язані з тим, що при температурі зовнішнього повітря нижче нуля і певних швидкостях потоку ( lt; 0,1 м/с) створюється загроза заморожування апарату.
Управління поверхневими рідинними теплообмінниками може здійснюватися по трьох каналах: витратою рідини, температурою теплоносія і байпасірованіем (перепуском) повітря. Можливі варіанти їх технічної реалізації, а також вид статичних характеристик показані на рис. 8.
Рис. 8 Способи управління поверхневими теплообмінниками типу «рідина-повітря»: а - витратою рідини; б - температурою теплоносія; в - витратою повітря
Управління витратою теплоносія (рис. 8, а) - найпоширеніший спосіб, як найбільш простий і дешевий (може бути реалізований за допомогою одного двухходового клапана). Однак регулювальна характеристика цього каналу - залежність вихідної величини tвих від витрати рідини - нелінійна: при малих витратах і швидкостях води tвих сильно змінюються, при великих швидкостях відбувається так зване «насичення» регулювальної характеристики. Таким чином, статичний коефіцієнт передачі К змінюється у всьому діапазоні регулювання. Це ж відноситься до постійної часу Т, сильно залежить від витрати рідини. Отже, як динамічні, так і статичні характеристики апарату по цьому каналу управління - нелінійні, що ускладнює настройку регулятора. У ряді випадків можна кілька спрямити статичну характеристику за рахунок вибору «зворотного» характеристики регулювального клапана.
Ще одним недоліком управління витратою є небезпека замерзання води в трубах при малих швидкостях води і негативній температурі зовнішнього повітря. Областю можливого застосування даного методу управління є вибір нижньої межі витрати Gw зам, що забезпечує швидкість води в трубах не менше 0,2 м/с.
Управління температурою теплоносія (рис. 8, б) здійснюється за допомогою двох Двоходова клапанів або одного триходового і циркуляційного насоса. Регулювальна характеристика при цьому лінійна, коефіцієнт передачі постійний. Якщо вибрати клапани з лінійною характеристикою, то керований апарат тому каналу представляється лінійним об'єктом. При цьому динамічні характеристики при постійній витраті повітря також залишаються незмінними, а при змінній витраті - змінюються незначно. За обраною швидкості води (зазвичай 0,3-0,5 м/с) з урахуванням обв'язок теплообменніка визначається витрата води через апарат і підбирається насос. При такому підході гарантується захист від замерзання в робочому режимі і безпеку підвищення температури гарячої води. Таким чином, схема управління температурою теплоносія є кращою за своїми технічними характеристиками.
Керування функціею байпасірованія повітря (рис. 8, в) представлено як технічно можливе, але якість регулювання, властиве такому методу, невисокі: витрата теплоти або холоду не можна знизити до нуля, регулювальна характеристика нелінійна і т. д. Тому на практиці для автоматичного регулювання цей метод непріменяемим.
Ще слід зупинитися на параметрі twвих - температурі води на виході з теплообмінника. Вона не є регульованим параметром, але її контроль необхідний. Саме її мінімальна величина спільно з температурою зовнішнього повітря є визначальною для установки критерію спрацьовування захисту від замерзання теплообмінника.
Роторний рекуператор як об'єкт управління, одноканальний, тобто використовується тільки одне керуючий вплив - зміна частоти обертання ротора, при регульованому параметрі - температурі припливного повітря tпр. Проте дані з аналізу статичних і динамічних характеристик роторних рекуператорів відсутні. Можна припустити, що при незмінних витратах припливного і повітря, що видаляється передавальна функція роторного рекуператора W (p) постійна і відповідає типовому аперіодичної ланки першого порядку з інерційністю в кілька хвилин (при діапазоні швидкостей ротора 3-11мін - 1 імаксімальних швидкостях повітря до 4,0 м/с).
Можливість замерзання також властива цьому виду апаратів. Тому для автоматичного захисту, крім стандартних заходів знижують швидкість обертання ротора, що дозволяє збільшити інтенсивність його нагріву теплим повітрям.
4.4 Контак...
