Расходомер для теплого пола поможет сбалансировать систему

Целеобразность установки коллекторной системы

Но устанавливать коллекторную отопительную систему в квартире старых многоэтажных домов нельзя, потому что там уже работает тройниковая отопительная система. Для работы коллекторной системы необходимо замкнуть гидравлическую цепь, что необходимо для создания циркуляции теплоносителя в системе. Если будет создана замкнутая гидравлическая цепь в одной квартире, то другие квартиры будут отрезаны от системы отопления.

Коллекторную отопительную систему также нельзя применять в районах с неустойчивым электроснабжением, так как при остановке циркуляционного насоса вода замерзнет, и трубы выйдут из строя. Но ситуацию может несколько исправить использование

Коллекторная система отопления. Принципы ее работы.

Как я уже говорил ранее, такая вид системы отопления применяется чаще всего в двух и более этажных домах. Но никто не запретит вам применять ее в одноэтажном доме. Тут все зависит от целесообразности. Кроме приборов отопления к коллектору может быть подключен бойлер косвенного нагрева или система подогрева бассейна или теплицы. Так что и в одноэтажном доме можно применить такого рода ухищрение. Главное не забыть о том, что в коллекторной системе отопления может быть только принудительная циркуляция теплоносителя. А это значит, что в ней должен быть хотя-бы один, а чаще всего несколько циркуляционных насосов. Смотрим на рисунок ниже:

На рисунке изображена схема без бойлера косвенного нагрева. Здесь сделано так, потому что применяется  двухконтурный газовый котел. Ну а если котел будет одноконтурным, то все будет выглядеть немного по-другому:

Тут есть все, что любят современные домовладельцы:

  • Радиаторы.
  • Водяные теплые полы.
  • Резервный электрический котел.
  • Бойлер косвенного нагрева.

Если не считать вместе с насосом котла, то здесь их будет 5 штук. Для того, чтобы циркуляционные насосы не создавали разности давления между коллектором «подачи» и коллектором «обратки» здесь применяется гидрострелка. Благодаря ей, циркуляционный насос котла всегда может обеспечить нужный расход теплоносителя через теплообменник котла, что положительно сказывается на сроке его службы. Контуры теплых полов подключаются через свои коллектора с группами автономной циркуляции. Здесь нужно учесть возможность аварийного отключения электричества. Чтобы обеспечить работу «мозга» котла и циркуляционных насосов во время отключения вам понадобится . Без него циркуляция теплоносителя в системе прекратится, а это чревато всяческими неприятными последствиями.

Главным преимуществом такой схемы отопления является возможность отключения отдельных веток без остановки всей системы. Такая возможность сильно помогает в случае необходимости экстренного ремонта. Ну а недостатком будет, пожалуй, цена всего этого удовольствия. Хотя, если делаете для себя и надолго, то имеет смысл делать все по уму. Иначе ваша скупость заставит вас платить дважды! На этой оптимистичной ноте я закончу этот пост, жду ваших вопросов и лайков в социальных сетях!

Электромагнитные расходомеры

Их принцип работы основан на законе электромагнитной индукции, согласно которой в электропроводной жидкости, проходящей через электромагнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости потока (проводника).

Такие расходомеры нашли применение в системах объемного учета теплоносителя и воды на промышленных и энергетических предприятиях. Недостаток – высокая стоимость и вес для диаметров более 300-400 мм, сложность снятия на поверку.

Штанговые электромагнитные водосчетчики работают по принципу погружения датчика в жидкость, где происходит измерение скорости потока. Такие счетчики определяют расход холодной воды в полностью заполненных трубопроводах.

Выбор, установка и регулировка расходомеров

Водяной теплый пол, как правило, состоит из нескольких контуров пластиковых труб. Горячая вода, двигаясь по ним, отдает свое тепло и возвращается через обратную подающую часть системы. Коллектор (система гребенок) теплого водяного пола предназначен для сбора остывшей воды, смешивания и подачи нагретой. Другими словами – это узел контролирующий работу системы теплого пола.

Чтобы регулировать температуру, в коллекторе предусмотрены расходомеры. Эти устройства контролируют расход теплоносителя, в данном случае воды.

Зачем нужен расходомер

Теоретически вполне можно обойтись без монтажа в коллектор расходомера. Однако если не установить это устройство, то:

  • В разных помещениях температура будет разной;
  • Возможен перерасход электроэнергии на нагрев воды в системе;
  • Разные контуры будут прогреваться неравномерно.

Можно привести простой пример: ванная комната и спальня. Газовый либо электрический котел нагревает воду одинаково и для ванны, и для спальни. Но ванная комната по площади меньше спальни как минимум в 3 раза.

Соответственно, в ванной комнате будет жарко, а в спальне прохладно при одинаковой подаче воды в систему теплого пола. Эта ситуация обусловлена тем, что в спальне намного больше суммарная длина пластиковых труб на площади.

Именно для того, чтобы отрегулировать комфортный температурный режим во всей квартире, и желательна установка такого устройства.

Совет! При монтаже водяного теплого пола нужно стремиться делать контуры труб примерно одной длины. Это сэкономит расходы на электроэнергию и позволит точнее регулировать температуру.

Принцип работы

Устройство устанавливается на отводы обратного коллектора. При достижении заданной температуры в системе клапана коллектора сужают просвет поступления энергоносителя или перекрывают полностью. Такой принцип работы возможен при полной автоматизации системы. Для этого коллектор укомплектовывается термодатчиком.

Непосредственно расходомер состоит из нескольких деталей:

  • Корпус;
  • Прозрачная колба со шкалой;
  • Поплавок.

Колба обычно изготовлена из прочного стекла, корпус может быть пластиковым или латунным. Поплавок находится внутри колбы, он служит показателем скорости теплоносителя. Также расходомер называют поплавковым ротаметром.

В автоматическом коллекторе водяного теплого пола балансировка расхода теплоносителя осуществляется при помощи термодатчика. Если последний не предусмотрен, то ротаметр можно настроить вручную.

Пошаговая инструкция по установке и регулировке

H2_2

Ротаметр устанавливается строго вертикально. Чтобы уровень жидкости в колбе был точным, сам коллектор монтируется также по уровню. Если трубопровод-гребенка будет установлен криво, регулировка температуры будет некорректной.

Так как финишные отделочные работы происходят зачастую после монтажа коллектора, необходимо защитить узел и его комплектующие от возможных повреждений. Оптимальный вариант – сделать в стене для него нишу либо специальный шкафчик.

Установка и регулировка:

  1. С помощью ключа вкрутить расходомер в технологический вход обратной линии коллектора;
  2. Поворачивая мембрану (колбу) против часовой стрелки, открыть измеритель напора;
  3. Удалить защитное заводское кольцо;
  4. Повернуть латунное кольцо корпуса по часовой стрелке до нужного уровня напора. Это и есть балансировка скорости потока энергоносителя. Поплавок на шкале укажет заданную величину;
  5. Закрыть латунное кольцо накладкой. Это нужно сделать во избежание повреждения устройства, особенно если узел водяного теплого пола не закрыт в нише или шкафу;
  6. Проверить работу системы.

Во время эксплуатации узла колба остается открытой, чтобы был виден уровень водяного поплавка. Если нужна балансировка в ходе работы – просто поворачивается мембрана в нужном направлении.

Выбор расходомера для водяного теплого пола

Качественные ротаметры должны сопровождаться гарантией на 5-7 лет стабильной работы. Рекомендуется выбирать расходомеры с латунным корпусом

Также следует обратить внимание на колбу, она должна быть выполнена из прозрачного стекла с хорошей видимостью шкалы водяного уровня. Однако есть мнение, что лучше выбирать изделия с мембраной из ударопрочного пластика

При выборе устройства нужно учитывать площадь системы трубопровода

Также важно автоматизирован узел или нет. В первом случае балансировка будет необходима крайне редко, механизированные коллекторы требуют более пристального внимания

Источник:

Ручная регулировка температуры теплоносителя

Способы регулировки температуры будут полностью зависеть от используемого оборудования. Например, если установлена система с контроллером температуры и сервоприводом, то настройка осуществляется согласно инструкции от производителя этого устройства. При этом регулировка выполняется в автоматическом режиме. Сейчас рассмотрим ручной метод настройки температуры с использованием термоголовок.

Монтаж термоголовок можно выполнять как на подачу, так и на обратку теплоносителя.

Первым делом систему до теплого пола необходимо полностью заполнить теплоносителем и освободить от воздуха

Но здесь важно не спешить, иначе могут образоваться воздушные пробки. Если подключение было выполнено от котла, то перед запуском воды в контуры отопления, перекрываете все краны

После, открываете на одной петле подачу/обратку, заполнив ее теплоносителем. Воздух из нее должен выйти через воздухоотводчик. Теперь включаете циркуляционный насос, чтобы в этой петле теплоноситель начал передвигаться. При этом включаете на котле температуру до 35°. На ощупь вы должны почувствовать, что на обратке и подаче в контуре отопления пошла горячая вода. Если все работает исправно, перекрываете эту петлю и открываете новую. По такому методу закачиваете и проверяете каждую петлю отопительного контура. Когда вы настроили каждый контур, то открываете все краны и регулируете необходимую температуру на ощупь. В некоторых петлях кран потребуется открыть полностью, а в других достаточно слегка приоткрыть.

Температура теплоносителя в каждом контуре может быть разной. Это объясняется несколькими причинами, например, длиной петли. Чем короче контур, тем быстрее он прогревается и наоборот.

Таким образом, осуществляется ручная регулировка температуры. Ее достаточно выполнять один раз в год. Но здесь важно учесть нюанс. Система напольного обогрева инерционна. Что это означает на практике? Если вы сделали изменения на одной из петель, то придется подождать несколько часов, чтобы почувствовать явные изменения в температуре внутри помещения.

Если вы на коллектор установили расходомеры, то разница между показаниями может достигать до 0,5 л.

Схема комбинированного отопления VALTEC

Вашему вниманию предлагается пример современной энергоэффективной системы отопления на базе оборудования VALTEC. Она разработана для загородного дома или любого другого объекта с автономным источником тепла (котлом и т.д.). Схема предусматривает комбинированное использование традиционных радиаторов и напольного отопления. Такое сочетание технологий, а также примененная автоматика дают возможность обеспечить высокий уровень комфорта при оптимальных затратах на приобретение оборудования и его эксплуатацию. В схеме использованы и отображены комплектующие из актуального ассортимента VALTEC.

Артикул Наименование Производитель
1 VT.COMBI.S Насосно-смесительный узел VALTEC
2 VTC.596EMNX Блок коллекторный с расходомерами VALTEC
3 VTC.586EMNX Блок коллекторный из нерж. стали VALTEC
4 VT.K200.M Контроллер с погодозависимым управлением VALTEC
VT.K200.M Датчик температуры наружного воздуха VALTEC
5 VT.TE3040 Электротермический сервопривод VALTEC
6 VT.TE3061 Аналоговый сервопривод VALTEC
7 VT.AC709 Хронотермостат электронный комнатный с датчиком температуры пола VALTEC
VT.AC601 Комнатный термостат VALTEC
8 VT.AC602 Комнатный термостат с датчиком температуры тёплого пола VALTEC
9 VT.0667T Байпас с перепускным клапаном для обеспечения циркуляции при закрытых петлях VALTEC
10 VT.MR03 Клапан трехходовой смесительный для поддержания температуры обратки VALTEC
11 VT.5012 Термоголовка с выносным накладным датчиком VALTEC
12 VT.460 Группа безопасности VALTEC
13 VT.538 Сгон-отсекатель VALTEC
14 VT.0606 Сдвоенный коллекторный ниппель VALTEC
15 VT.ZC6 Коммуникатор VALTEC
16 VT.VRS Насос циркуляционный VALTEC

Пояснения к схеме:

Увязать в единую систему высокотемпературные контуры (источника тепла и радиаторного отопления) и контуры напольного отопления с пониженной температурой теплоносителя позволяет применение насосно-смесительного узла VALTEC COMBIMIX.

Распределение потоков теплоносителя организовано с использованием коллекторных блоков VALTEC VTc 594 (радиаторное отопление) и VTc 596 (теплый пол).

Разводка системы высокотемпературного отопления и контуры теплого выполнены из металлопластиковых труб VALTEC. Монтаж трубопроводов произведен с использованием пресс-фитингов серии VTm 200; подключение к коллекторам – обжимными коллекторными фитингами для металлопластиковой трубы VT 4420.

Регулирование работы напольного отопления организовано с помощью контроллера VALTEC K100 с функцией погодной компенсации. Благодаря этому температура воды в контурах теплого пола изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, что гарантирует экономию используемых для отопления энергоресурсов. Управляющий сигнал от контроллера поступает на аналоговый электротермический сервопривод регулирующего клапана узла COMBIMIX.

Тепловой комфорт в помещениях с напольным отоплением поддерживается комнатным термостатом VT AC 602 и хронотермостатом VT AC 709, оснащенных датчиками температуры воздуха и поверхности пола. Через электротермические приводы эти модули автоматики управляют клапанами на обратном коллекторе блока VTc 596.

В качестве предохранительного использован термостат с выносным датчиком температуры VT AC 6161. Он останавливает циркуляционный насос узла COMBIMIX в случае превышения заданной максимальной температуры теплоносителя на подаче в контуры теплого пола.

Теплоотдача радиаторов регулируется комнатным термостатом VT AC 601, управляющим клапанами коллекторного блока VTc 594 с помощью электротермических сервоприводов.

Контур источника тепла оснащен группой безопасности котла, мембранным расширительным баком, обратным и дренажным клапанами VALTEC.

В качестве запорной арматуры использованы шаровые краны серии VALTEC BASE.

Коллектор теплого пола Valtec на 2-4 контура 20-60 кв.м.

Максимальная площадь теплого пола: 60 кв.м;
Ручное регулирование. (Для автоматического регулирования требуется дополнительно установить сервопривод VT.M106.0.230 и управляющий термостат или контролер)

Спецификация

  • 1 — Смесительный клапан MIX 03 3/4» — 1 шт;
  • 2 — Ниппель-переходник 1-3/4» (VTr.580.N.0605) — 2 шт;
  • 3 — ниппель 3/4» (VTr.582.N.0005) — 1 шт;
  • 4 — тройник 3/4» вн.-вн.-вн. (VTr.130.N.0005) — 1 шт;
  • 5 — колено 3/4» нар.-нар. (VTr.093.N.0005) — 1 шт;
  • 6 — американка 3/4» (VTr.341.N.0005) — 1 шт;
  • 7 — циркуляционный насос с накидными гайками на 1»;
  • 8 — кран шаровый 3/4» вн.-вн. (VT.217.N.05) — 2 шт;
  • 9 — коллектор 3/4-1/2» нар. (VTc.500.N.0502) — 2 шт;
  • 10 — соединитель коллекторный 16-1/2» (VTc.710.N.1604) — 4 шт;
  • 11 — соединитель с вн. резьб. 20-3/4» (VTm.302.N.002005) — 1 шт;
  • 12 — соединитель с нар. резьб. 20-3/4» (VTm.301.N.002005) — 1 шт;
  • 13 — тройник коллекторный (VTc.530.N.0500) — 2 шт;
  • 14 — воздухоотводчик автоматический 3/8» (VT.502) — 2 шт;
  • 15 — кран дренажный 1/2» (VT.430) — 2 шт;

Подключение

С помощью соединителей (10) подключается металлопластиковая труба теплого пола диаметром 16х2. К выводу 16 подключается подача высокотемпературного контура (подача котла), к выводу 17 — обратка котла.

Коллектор теплого пола Valtec с ручной регулировкой на 2 контура. Для нормального функционирования петли должны быть примерно равной длины. На входе и выходе в систему отопления 16, 17 желательно смонтировать краны-американки.

Если в приведенном смесительном узле теплого пола будет использоваться 3 или 4 контура, то два коллектора (9) заменяются на один регулируемый коллектор (VTc.560n) и один коллектор с шаровыми кранами (VTc.580n).


Проблемы, которые могут возникнуть

Приведем конкретный пример.

Сложности при осуществлении монтажа системы

Длина контуров в разных по площади помещениях, отлична. Это создает проблемы.

  1. Монтируется контур теплого пола в ванной, гостиной и на кухне.
  2. Он  подключается к одному коллектору.
  3. Понятно, что площадь напольной поверхности в данных комнатах разная. Следовательно, и длина укладываемых под покрытие трубопроводов, тоже отличается.
  4. Значит, и расходование в них теплоносителя тоже будет разным.

Обратите внимание! В коротких обогревательных кольцах уровень гидравлического сопротивления трубок меньше. Исходя из этого, вода в них циркулирует быстрее, нежели в длинных аналогах

Следовательно, при одинаковой температуре жидкости на подающем коллекторе в одних комнатах пол будет перегрет, в других же останется холодным.

Та же самая ситуация может сложиться и при использовании радиаторных отопительных контуров, имеющих разное число секций и различную длину труб, которые подключены к одному этажному коллектору. То есть – какие-то помещения будут перегреты, а в остальных будет холодно.

Чтобы этого не происходило, инструкция рекомендует расход воды в радиаторной системе определять, установив на каждую батарею терморегулятор. По сути – это вентиль, который регулирует количественно расход. Приблизительно то же можно осуществить и на напольной отопительной системе.

Способы решить задачу

Сбалансировать отопительные контуры напольной обогревательной системы, которые подключены к одной и той же коллекторной группе, возможно двумя методами.

  1. Применяя первый из них, нужно все кольца сделать равной длины и грамотно распределить их под покрытием. Например, три контура будут в гостевом помещении, два – на кухне и один в ванной.
  2. Второй способ — смонтировать всего 3 контура, по числу комнат. Однако подключать их надо будет не непосредственно к коллекторам, а через особые устройства — расходомеры для теплого пола, их называют также ротаметрами. По предназначению они являются балансировочными вентилями.

В приводимом примере термин «расходомер» означает не измерительное приспособление, а специальный кран, при помощи которого можно контролировать и задавать расходование теплоносителя.

Следует учитывать, что приборы некоторых производителей можно подключать лишь к коллектору для обратки.

Оптимальная конструкция коллекторной группы.

  1. Оптимальный вариант, когда коллекторный узел имеет такую конструкцию – подающий коллектор оснащается ротаметром, а на обратный аналог ставится терморегулятор.
  2. Благодаря этому, подающая часть группы направляет в каждый из обогревательных контуров точно дозированный объем теплоносителя. Обратный же коллектор закрывает, открывает контуры, по мере того, как жидкость остывает в трубах.
  3. Помимо этого, желательно, чтобы подающий коллектор для теплого пола с расходомерами обладал воздухоотводчиком автоматического типа и был соединен с обратным аналогом байпасом, имеющим перепускной клапан.

Обратите внимание! Через отводчик из отопительной системы удаляется мешающий ее работе воздух. Когда на улице теплеет, терморегуляторы закрывают контуры, в это время включается перепускной клапан и понижает подскочившее давление.

На данный момент производители выпускают много расходомеров, представляющих собой, как измерительные устройства, так и регуляторы расхода носителя тепла. Существуют и приборы, совмещающие эти функции. Естественно, цена их выше.

Если вы приобретете только измерительное устройство, его надо будет ставить совместно с обыкновенным вентилем. Открывая либо закрывая кран, согласно показаниям шкалы ротаметра, вы сможете регулировать поступление теплоносителя.

Как сбалансировать отопительные контуры

Пример балансировки системы.

  1. Общее прохождение теплоносителя сквозь коллектор (л./мин.) берется за 100 процентов.
  2. Далее (также в процентах) определяется расходование для каждого из контуров. Например — 15%, 35% и 50%. Они переводятся (пропорционально) в литры за минуту.
  3. Затем нужно открутить либо закрутить головку ротаметра (или крана, соединенного с измерительным расходомером), тем самым поставив необходимые показания.
  4. Следует учитывать, что так можно осуществить лишь расчетное балансирование контуров.

Сборка коллектора с расходомерами.

  1. Фактическую регулировку производят по реальному расходу теплоносителя. С этой целью надо перед подающей частью коллектора для теплого пола поставить измерительный ротаметр. Исходя из его показаний, и можно будет раскидать общие расходы по подсоединенным к коллекторной группе контурам.

Время-импульсные ультразвуковые счетчики

Время-импульсный метод (или, по-другому, фазового сдвига) основан на измерении времени прохода сигнала против движения потока и по направлению перемещения жидкости. Для преобразования ультразвукового сигнала на трубопроводе устанавливают два или четыре смещенных вдоль движения воды пьезоэлемента. Как правило, применяются дисковые элементы, реже – кольцевые (на малых диаметрах).

Пьезоэлементы могут устанавливаться внутри потока (на внутренних стенках трубы или канала) или снаружи трубопровода (в этом случае сигнал проходит через наружную стенку). В зависимости от применяемых датчиков счётчики могут устанавливаться в самотечных системах (как открытых, так и закрытых), а также в полностью закрытых трубопроводах с избыточным давлением среды. Различают такие виды датчиков скорости:

  • трубные – врезаются в водопровод с внешней стороны. Могут применяться в напорной и безнапорной среде;
  • клиновидные – устанавливаются на дне или внутренней стенке трубы. Как правило, используются в безнапорных каналах либо в трубопроводах больших диаметров, если установка и обслуживание датчика снаружи неудобна;
  • сферические или полусферические – монтируются на наклонных стенках открытых трапециевидных каналов;
  • штанговые – имеют вид трубок, устанавливаются на вертикальных стенках каналов;
  • накладные – бесконтактные датчики, ставятся на внешнюю поверхность трубопровода.

В зависимости от способа установки датчиков различают контактные и бесконтактные устройства. Преимущество бесконтактных переносных расходомеров в возможности устанавливать их на трубопроводы без нарушения целостности. Они достаточно редко устанавливаются стационарно, чаще используются для поверочных замеров в разных точках.

Время-импульсные расходомеры пригодны для нахождения расхода чистой воды или немного загрязненной (с незначительным включением взвешенных частиц). Их применяют в водоснабжении и водоотведении, в охлаждающих контурах, в ирригационных схемах орошения, на насосных напорных станциях, в открытых природных и искусственных каналах и реках. Применяются как для коммерческого, так и для технологического учета.

Кросс-корреляционные ультразвуковые счетчики

Такие расходомеры работают по методу кросс-корреляции ультразвукового сигнала. Эта методика основана на принципе построения скоростей по различным уровням потока, счетчик дает возможность строить реальную диаграмму распределения скоростей в потоке. Также выполняется замер уровня потока.

С водомерами используются ультразвуковые трубные и клиновидные датчики скорости, устанавливаемые в потоке, уровень жидкости определяется при помощи надводных и подводных датчиков. Возможно исполнение комбинированных датчиков скорости и уровня.

Счетчики используются в напорных и самотечных, открытых и закрытых системах. Это точный метод измерения, дающий достоверные результаты для потоков различной степени загрязненности, в том числе он эффективен в неоднородных средах. Расходомеры используют в технологических трубопроводах, на очистных сооружениях, в реках и водоемах и др. В крупных каналах можно устанавливать несколько датчиков по всей ширине для получения более точных результатов.

Как устроен коллектор отопления.

Самый распространенный горизонтальный вариант балансировочного коллектора устроен так:

На данный момент на рынке можно встретить множество различных конструкций коллекторов. Выше на рисунке изображен горизонтальный коллектор с гидрострелкой, но существуют вертикальные варианты подобной конструкции и выглядит это примерно вот так:

Суть здесь аналогичная той, что реализована в вертикальной конструкции. Но есть небольшая разница в подводке труб. Тут кому, что удобнее надо смотреть по месту.  Такой коллектор вполне можно изготовить из полипропиленовой трубы большого диаметра. При этом желательно сохранять указанные на рисунке пропорции.

Если же вы стеснены в пространстве, то есть еще одна очень интересная конструкция. Её можно назвать коаксиальной:

Здесь две трубы вставлены одна в другую. Гидрострелка в данном случае может быть подключена только отдельно.

Ладно, поговорили о коллекторах, а теперь давайте рассмотрим систему отопления на его основе. Двигаемся дальше!

Метод Доплера

Счетчики, работающие по данному методу, измеряют разность длины волны, отраженной от движущегося потока, относительно длины волны излучаемого сигнала. Измерение принимаемого и передаваемого сигнала для определения разницы между ними производится при помощи клиновидных или трубных датчиков скорости, устанавливаемых на дне канала или трубы.

Работающие по эффекту Доплера водомеры используют в напорных и самотечных системах, полностью и частично заполненных трубах, открытых каналах. Они работают в потоках разной степени загрязнения (кроме чистой воды). Доплеровские расходомеры используют для коммерческого учета в трубопроводах и самотечных каналах, для измерения расходов в реках и каналах ирригационных систем, в ливневых канализациях, на насосных станциях, трубопроводах водозабора и сброса стоков в водоемы.

Расходомер воздуха с пленочным термоанемометром

Измерительный патрубок 2 вмонтирован в массовый расходомер воздуха, который в зависимости от требуемого дви­гателем расхода воздуха имеет различ­ные диаметры. Он устанавливается во впуск­ном канале за воздушным фильтром. Воз­можен также вариант встроенного измери­тельного патрубка, который устанавливается внутри воздушного фильтра.

Воздух, входящий во впускной коллектор, обтекает чувствительный элемент датчика 5, который вместе с вычислительным кон­туром 3 является основным компонентом датчика.

Входящий воздух проходит через об­водной канал 7 за чувствительным эле­ментом датчика. Чувствительность датчика при наличии сильных пульсаций потока мо­жет быть улучшена применением соответ­ствующей конструкции обводного канала, при этом определяются также и обратные токи воздуха. Датчик соединяется с ЭБУ через выводы 1.

Рис. Схема массового расходомера воздуха с пленочным термоанемометром:
1 — выводы электрического разъема, 2 — измери­тельный патрубок или корпус воздушного фильт­ра, 3 — вычислительный контур (гибридная схе­ма), 4 — вход воздуха, 5 — чувствительный эле­мент датчика, 6 — выход воздуха, 7 — обводной канал, 8 — корпус датчика.

Принцип работы массового расходомера воздуха заключается в следующем. Микромеханическая диафрагма датчика 5 на чувствительном элементе 3 нагревается центральным нагревающим резистором. При этом имеет место резкое падение температуры на каждой стороне зоны нагрева 4.

Распределение температуры по диафраг­ме регистрируется двумя температурозависимыми резисторами, которые устанавли­ваются симметрично до и после нагреваю­щего резистора (точки измерения М1 и М2). При отсутствии потока воздуха на впуске температурная характеристика 1 одинакова на каждой стороне измеритель­ной зоны (Ti = T2). Как только поток воздуха начинает обтекать чувствительный элемент датчика, распределение температуры по диафрагме меняется (характеристика 2).

Рис. Принцип измерения массового расхода воздуха пленочным термоанемометром:
1 – температурная характеристика при отсутствии потока воздуха 2 – температурная характеристика при наличии потока воздуха; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – зона нагрева; 5 – диафрагма датчика; 6 – датчик с измерительным патрубком; 7 – поток воздуха; М1, М2 – точки измерения, Т1, Т2 – значения температуры в точках измерения M1 и М2; ΔT – перепад температур

На стороне входа воздуха температурная характеристика является более крутой, пос­кольку входящий воздух, обтекающий эту поверхность, охлаждает ее. Вначале на про­тивоположной стороне (сторона, наиболее близко расположенная к двигателю) чувствительный элемент датчика охлажда­ется, но затем воздух, подогреваемый наг­ревательным элементом, нагревает его. Из­менение в температурном распределении (ΔT) приводит к перепаду температур меж­ду точками измерения М1 и М2.

Тепло рассеивается в воздухе и, следова­тельно, температурная характеристика чувствительного элемента датчика является функцией массового расхода воздуха. Раз­ница температур, таким образом, есть мера массового расхода воздуха и при этом она не зависит от абсолютной температуры про­текающего потока воздуха. Кроме этого, разница температур является направлен­ной. Это означает, что массовый расходо­мер не только регистрирует количество вхо­дящего воздуха, но также и его направление.

Благодаря очень тонкой микромеханичес­кой диафрагме датчик имеет очень высокую динамическую чувствительность (

Такой уровень напряжения подходит для обработки сигналов в ЭБУ. Используя характеристику датчика, запрограммированную в ЭБУ, измеренное напряжение преобразуется в величину, представляющую массовый расход воздуха (кг/ч). Форма кривой характеристики явля­ется такой, что диагностические устрой­ства, встроенные в ЭБУ, могут определять такие нарушения, как обрыв цепи.

Разница сопротивлений в точках измере­ния М1 и М2 преобразуется встроенным в датчик вычислительным (гибридной схе­мой) контуром в аналоговый сигнал напря­жением 0…5 В. Такой уровень напряжения подходит для обработки сигналов в ЭБУ. Используя характеристику датчика, запрограммированную в ЭБУ, измеренное напряжение преобразуется в величину, представляющую массовый расход воздуха (кг/ч). Форма кривой характеристики явля­ется такой, что диагностические устрой­ства, встроенные в ЭБУ, могут определять такие нарушения, как обрыв цепи.

В датчик может также быть вмонти­рован температурный датчик для выполне­ния вспомогательных функций. Он распола­гается в пластмассовом корпусе и не явля­ется обязательным для измерения массо­вого расхода воздуха.

Оставить комментарий

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
  Подписаться  
Уведомление о