Differentiaaldrukschakelaars - Hoe Ze Werken

Differentiaaldrukschakelaars zijn cruciale componenten bij het monitoren en regelen van het drukverschil tussen twee punten in een HVAC-systeem. Deze schakelaars monitoren luchtfilters, regelen de snelheid van ventilatoren, handhaven een juiste luchtstroom in de kanalen en bedienen systemen met variabel luchtvolume (VAV). Ze functioneren door drukmetingen te nemen van zowel voor als na apparaten, zoals luchtfilters of ventilatoren, en deze metingen te vergelijken. Deze vergelijking stelt hen in staat om de prestaties van deze apparaten effectief te monitoren en de operator te waarschuwen voor eventuele problemen die de druk of luchtstroom van het systeem negatief kunnen beïnvloeden. Dit artikel bespreekt de rol van differentiaaldrukschakelaars in een HVAC-systeem, hun werkingsprincipe en selectiecriteria.

Inhoudsopgave

• Wat zijn differentiaaldrukschakelaars
• Differentiaaldrukschakelaars voor een HVAC-systeem
• Werkingsprincipe van de differentiaaldrukschakelaar
• Selectiecriteria
• Installatie en kalibratie
• Veelgestelde vragen

Wat zijn differentiaaldrukschakelaars

Differentiaaldrukschakelaars detecteren het verschil in druk tussen twee punten. Deze apparaten zijn uitgerust met twee poorten, elk verbonden met een andere drukbron. Ze monitoren het drukverschil tussen deze twee locaties.

Wanneer het drukverschil een bepaalde drempel bereikt, buigt het interne diafragma van de schakelaar en maakt contact, waardoor een circuit wordt voltooid of onderbroken. Deze actie activeert een signaal (zoals een alarm) om de gebruiker te informeren over de verandering in druk. Het instelpunt van de drukschakelaar kan vooraf worden bepaald of ter plaatse worden aangepast volgens de behoeften van de gebruiker.

Differentiaaldrukschakelaars voor een HVAC-systeem

Differentiaaldrukschakelaars spelen een cruciale rol bij het meten van luchtstroomsnelheden en -drukken binnen kanalen en ruimtes in een HVAC-systeem. Ze minimaliseren energiekosten terwijl ze ervoor zorgen dat het systeem binnen de vereiste parameters functioneert. Daarnaast verbeteren differentiaaldruksensoren het comfort en de veiligheid van de ruimte. Differentiaaldrukschakelaars meten en monitoren vier kritieke aspecten van een HVAC-systeem:

• Volume
• Kanaaldruk
• Ruimtedruk
• Filters

Volume

Differentiaaldrukschakelaars reguleren de hoeveelheid lucht die door het systeem stroomt. Door de druk te meten, kunnen deze sensoren de positie van kleppen binnen een gesloten regelcircuit aanpassen, waardoor vraaggestuurde ventilatie mogelijk wordt. Deze mogelijkheid zorgt voor een nauwkeurige controle over het luchtvolume, wat de capaciteit van het systeem om de luchtstroom efficiënt te beheren aanzienlijk verbetert.

Een drukschakelaar verhoogt de precisie van volumeregeling binnen het HVAC-systeem. Door nauwkeurige metingen te leveren, zorgen deze schakelaars ervoor dat het systeem de luchtstroom dynamisch kan aanpassen, reagerend op de directe behoeften van de omgeving en de inzittenden.

Kanaaldruk

Een differentiaaldrukschakelaar kan de drukvariaties in ventilatiekanalen monitoren en dienovereenkomstig het vermogen van de ventilator aanpassen. Dit zorgt voor een consistente luchtstroom door de ruimte, ondanks dat de ventilator niet op een constant vermogensniveau werkt.

Ruimtedruk

In basisomgevingen met airconditioning is het essentieel om een uniforme druk over verschillende delen van een ruimte te handhaven, en differentiaaldrukschakelaars zijn essentieel om dit te bereiken. Zo vereisen cleanrooms een gehandhaafde overdruk om de infiltratie van verontreinigde lucht te blokkeren. Op dezelfde manier vereisen ziekenhuiskamers en laboratoria vaak een continue negatieve druk om te voorkomen dat ziektekiemen en gevaarlijke stoffen ontsnappen naar omliggende gebieden.

Filters

Differentiaaldrukschakelaars kunnen de drukval over een luchtfilter meten. Wanneer de drukval aangeeft dat het filter verstopt of anderszins gecompromitteerd is, activeert de schakelaar een melding om het filter te vervangen. Dit zorgt ervoor dat het systeem efficiënt blijft werken en de luchtkwaliteit behoudt.

Bovendien kunnen sommige geavanceerde differentiaaldrukmonitors een stap verder gaan door specifieke problemen met het filter te detecteren, zoals scheuren. Deze mogelijkheid zorgt niet alleen voor tijdig onderhoud, maar helpt ook bij het diagnosticeren van het exacte probleem met het filter, waardoor het HVAC-systeem in optimale werkconditie blijft en schone, gefilterde lucht blijft leveren aan de omgeving.

Werkingsprincipe van de differentiaaldrukschakelaar

Het werkingsprincipe van een differentiaaldrukschakelaar is gebaseerd op de detectie en respons op het verschil in druk tussen twee punten. Dit apparaat maakt gebruik van een combinatie van mechanische en elektrische componenten om drukniveaus in industriële vloeistof- en gassystemen te monitoren en te regelen.

1. Sensorelement: Het sensorelement kan een diafragma, capsule, Bourdon-buis of balg zijn. Dit element reageert op drukverschillen tussen twee punten die zijn verbonden met de schakelaar. Bijvoorbeeld, wanneer druk wordt toegepast, zal een diafragma buigen, een capsule comprimeren, een Bourdon-buis van vorm veranderen en een balg uitzetten. Deze fysieke beweging is de eerste stap in de werking van de schakelaar.
2. Veermeganisme: De beweging veroorzaakt door het sensorelement wordt tegengegaan door een veer, bekend als de bereik- of stabiele veer. Deze veer is gekalibreerd om een specifieke weerstand te bieden tegen de beweging van het sensorelement. De spanning of compressie van de veer kan worden aangepast om het differentiële drukbereik in te stellen waarop de schakelaar zal reageren. In wezen bepaalt de veer bij welk drukverschil de schakelaar zal activeren.
3. Microschakelaaractivatie: De beweging van het sensorelement, tegengewerkt door de veer, wordt via een verbindingsstang overgebracht op een microschakelaar. De microschakelaar zet de mechanische beweging om in een elektrische actie. Wanneer het drukverschil een vooraf bepaald niveau bereikt, is de beweging voldoende om de microschakelaar te activeren. Deze actie kan elektrische contacten binnen de schakelaar openen of sluiten, wat leidt tot de activering of deactivering van een circuit.

Selectiecriteria

Bij het selecteren van drukschakelaars en -sensoren, overweeg het volgende:

1. Meetbereik, Gevoeligheid en Druktolerantie: Kies een schakelaar met een geschikt meetbereik voor de verwachte systeemdrukken, zorg ervoor dat het zowel de onder- als bovengrenzen omvat. Daarnaast moet de maximale drukclassificatie van de schakelaar de hoogste verwachte druk in het systeem overschrijden om duurzaamheid en veiligheid te garanderen.
2. Elektrische Compatibiliteit en Operationele Omstandigheden:
   1. Elektrische Vereisten: Zorg ervoor dat de schakelaar de maximale contactspanning en belasting die het systeem vereist ondersteunt, om elektrische overbelasting of falen te voorkomen.
   2. Temperatuur- en Milieubestendigheid: De schakelaar moet betrouwbaar functioneren binnen de hoogste verwachte temperatuur in de toepassing. Het moet ook een passende mate van bescherming (IP-classificatie) hebben voor zijn operationele omgeving, ter bescherming tegen stof, water en andere omgevingsfactoren.
3. Aansluiting en Fysieke Afmetingen:
   1. Type Aansluiting: Het type aansluiting (bijv. slangpilaar) moet compatibel zijn met het systeem voor een naadloze installatie.
   2. Fysieke Pasvorm: Overweeg de hoogte, breedte en diameter van de schakelaar om ervoor te zorgen dat deze past binnen de toegewezen ruimte in het systeem.
4. Aanvullende Functies:
   1. Weergave en Leesbaarheid: Bepaal of een display nodig is voor de toepassing voor directe drukaflezing of systeemmonitoring. Zelfs als de schakelaar geen display heeft, beoordeel andere middelen van leesbaarheid of monitoring die mogelijk vereist zijn.
   2. Schakelstappen en Explosieveilige Ontwerp: Het aantal schakelstappen moet overeenkomen met de controlebehoeften, waarbij het juiste evenwicht tussen eenvoud en controlecomplexiteit wordt geboden. Voor toepassingen in gevaarlijke omgevingen, zorg ervoor dat de schakelaar indien nodig als explosieveilig is geclassificeerd.
5. Uitgebreide Prestatiecriteria: Als de toepassing werkt in eenheden anders dan de standaard (bijv. Pa in plaats van bar), verifieer dan de specificaties van de schakelaar in deze eenheden. Overweeg ook het differentiële bereik of de schakelhysterese om frequent schakelen te voorkomen, wat kan leiden tot slijtage of systeeminstabiliteit.

Installatie en kalibratie

• Installatie: Het installatieproces van een differentiaaldrukschakelaar omvat doorgaans het monteren van de schakelaar op een locatie waar deze het drukverschil tussen twee punten nauwkeurig kan waarnemen, zoals over een filter, ventilator of pomp. De voorkeursinstallatieoriëntatie voor deze schakelaars is verticaal, met naar beneden gerichte drukaansluitingen. Het monteren van de drukschakelaar in een omgekeerde positie is strikt verboden, omdat dit kan leiden tot onnauwkeurige metingen en potentiële systeemfouten. Raadpleeg altijd het bedradingsschema en de installatie-instructies van de fabrikant om een correcte opstelling te garanderen.
• Kalibratie: Kalibratie zorgt ervoor dat de differentiaaldrukschakelaar nauwkeurig werkt op het gewenste instelpunt. Om een differentiaaldrukschakelaar te kalibreren, brengt u bekende drukken aan op de hoge en lage drukpoorten en past u de knop aan totdat de schakelaar activeert bij het juiste drukverschil.

Lees ons artikel over HVAC-instrumenten voor meer informatie over de verschillende instrumenten die worden gebruikt voor de controle en monitoring van een HVAC-systeem.

Veelgestelde vragen

Waar worden explosieveilige differentiaaldrukschakelaars gebruikt?

Explosieveilige differentiaaldrukschakelaars worden gebruikt in gevaarlijke gebieden zoals olieraffinaderijen, chemische fabrieken en tankstations.

Wat is de rol van een differentiaaldrukschakelaar op een oven, koeler en ketel?

In ovens monitoren differentiaaldrukschakelaars de luchtstroom; in koelers controleren ze de koelmiddelstroom; en in ketels handhaven ze de waterniveaus en de stoomdruk.

Wat is een instelbare differentiaaldrukschakelaar?

Een instelbare differentiaaldrukschakelaar stelt de gebruiker in staat het drukverschil in te stellen waarbij deze activeert of deactiveert.