Reguleringsteknikk

 
Varmepumpens reguleringstekniske grunnprinsipper.
 
FORELØPIG UTKAST.

En varmepumpe inneholder ut i fra et reguleringsteknisk synspunkt to reguleringssløyfer som kjører inne
i hverandre. Rent reguleringsteknisk så kan dette minne litt om en kaskaderegulering, men det er dog
allkevel ikke en kaskaderegulering.

Grunnen til at det ikke dreier seg om en tradisjonell kaskaderegulering, er at den indre reguleringssløyfen
ikke har en variabel skal verdi, som blir satt av en "ytre" reguleringssløyfe. I stedet så er den indre
reguleringssløyfen en kontinuerlig overopphetingstemperatur regulering, og den ytre reguleringssløyfen er en
diskontinuerlig av/på regulering, der reguleringen skjer på basis av et feed back signal fra en romtermostat.

 


Figur 1 - Den ytre reguleringssløyfen.

 

Oppgaven til den ytre reguleringssløyfen er å starte og stoppe prosessen til den indre reguleringssøyfen,
slik at varmepumpen startes og stoppes, ut i fra prinsippene for diskontinuerlig av/på regulering.


Nedenunder så finnes en beskrivelse av den "invendige" reguleringssløyfen for regulering av overopphetingen
av kjølemediet, når det strømmer ut i fra fordamperen.

 


Figur 2 - Reguleringen av overopphetingen ut fra fordamperen.

 

Oppgaven til den indre reguleringssløyfen er å holde en konstant innstilt verdi for overoppheting i for-
damperen. Alle delene i denne reguleringssløyfen, untatt fordamperen selv, og den temperatursensoren
som sitter ved utløpet til fordamperen, er plassert inne i strupeventilen og er en del av denne.


Fordamperen vil ikke arbeide ut i fra et konstant trykk og heller ikke ut i fra en konstant tepmeratur.
Det vil tvert i mot være slik at både temperaturen og trykket i fordamperen vil kunne variere ut i fra
varmebelastnigen til kjøleanlegget. Når varmebelastningen går opp så vil trykk og temperatur også
gå opp. Vi ønsker imidleritid å regulere overopphetingen, slik at det vil være en fast sammenheng
mellom kjølemediets fordampningstrykk og temoperaturen ut i fra fordamperen.


Den ytre reguleringssløyfen vil typisk kunne reguleres vha en elektronisk av/på diskontinuerlig regulering.
En eller flere romsensorer måler temperaturen i kjølerommet. Elektriske signalkabler gir beskjed til den
elektroniske regulatoren om temperaturen i kjølerommet. Når temperaturen stiger til et visst innstilt
nivå, så starter den elektroniske regulatoren kompressoren. Når temperaturen har sunket til et visst
nivå, så stanser kompressoren. Dette gjentar seg i «cycles». Lengden på disse «cycles» avhenger av
kjølerommets varmebelastning og varmepumpens kapasitet.

Det vil være «typisk» for egenskapene til en diskontinuerlig av/på regulering, slik som den ytre elektroniske
reguleringssløyfen, at den vil være ute av stand til å holde kjøleromstemperaturen på et konstant nivå.
Temperaturen i kjølerommet vil i stedet kontinuerlig pendle mellom en øvre og en nedre temperaturgrense.
Jo større vi tillater denne pendlingen i temperatur å være, desto mindre vil vi komme til å slite på de
komponentene som starter og stopper kjøleanlegget (releer, etc).



Figur 3 - Typisk kurve for prosessveridien, for av/på regulering.


Prosessverdien er i dette tilfellet temperaturen. På stigende temperaturkurve, så står kompressoren av og
temperaturen stiger. På synkende temperaturkurve, så kjører kompressoren.


Reguleringsteknisk så fungere en termostatstyrt varmeovn på noenlunde samme måte. Også her pendler
romtemperaturen mellom en nedre grense, som slår varmelementet på, og en øvre grense som slår det av.


Det er også godt mulig å bygge en varmepumpe beregnet for oppvarming ut i fra de samme prinsippene
som beskrevet over.


 
Comments