Блог — Что такое клапан регулирования температуры?
Клапаны регулирования температуры используются для регулирования температуры жидкости в турбинах, компрессорах, а также в водяных рубашках двигателей и системах охлаждения смазочного масла. Они подходят для управления процессами и промышленного применения, где жидкости необходимо смешивать или отводить для достижения оптимальных температур. Они также могут применяться в системах когенерации для контроля температуры в контуре рекуперации тепла, обеспечения надлежащего охлаждения двигателя и максимальной рекуперации тепла.
Клапаны, используемые в промышленности, чаще всего характеризуются количеством портов, которые они имеют. Как следует из названия, двухходовой клапан имеет два порта, трехходовой клапан имеет три порта и так далее. Поскольку разные клапаны поддерживают разные скорости потока, диапазоны температур, типы жидкостей и давления, знание этих требований поможет выбрать подходящий клапан. AMOT производит два типа 3-ходовых регулирующих клапанов: термостатические (внутренние датчики) и приводные (внешние датчики).
Типы терморегулирующих клапанов
Термостатические регулирующие клапаны
Клапан, который приводится в действие за счет внутреннего измерения и контроля температуры жидкости, называется термостатическим клапаном. Этот тип клапана является автономным без какого-либо внешнего источника питания. Компания AMOT впервые применила эту технологию в 1948 году, когда мы внедрили в конструкцию нашего клапана специальный воск, который остается в полутвердой форме и очень чувствителен к изменениям температуры. При изменении температуры жидкости парафин расширяется или сжимается, что, в свою очередь, сдвигает клапан вверх или вниз, открывая или закрывая отверстия.
3 -дюймовая модель BO 2 -дюймовая модель BO Модель R
Рабочий диапазон температуры определяется химическим составом воскового материала и предварительно установлен на заводе в соответствии с двигателем или оборудователем.
Регулирующие клапаны с приводом
В отличие от клапанов с внутренним датчиком, регулирующий клапан с приводом обычно является частью полной системы, которая измеряет изменения температуры с помощью внешнего датчика. Зонд посылает сигнал на панель управления, которая открывает или закрывает порты клапана с помощью внешнего источника питания. Типичные типы систем включают электрические, пневматические или их комбинацию. Хотя для работы этого типа клапана необходимо больше компонентов, они имеют ряд преимуществ. Во-первых, они, как правило, гораздо более точны, поэтому, если ваше приложение требует очень точного контроля температуры, это может быть лучшим вариантом.
Электрический клапан модели G Пневматический клапан модели G Датчик температуры ПИД-регулятор
Как они используются?
Термостатические и приводные клапаны AMOT одинаково хорошо подходят для применений, требующих смешивания жидкостей двух разных температур или для отвода жидкостей к охладителю, теплообменнику или радиатору. Кроме того, клапаны AMOT могут работать в любом положении, что позволяет устанавливать клапаны в зависимости от того, что лучше всего подходит для существующей трубопроводной системы. На приведенных ниже схемах показаны типовые конфигурации трубопроводов для каждого применения.
Применения для смешивания
Когда клапаны используются для смешивания, порт C является входным портом холодной жидкости из охладителя, порт B — входом горячей перепускной жидкости, а порт A — общим выходом.
Порт A является портом измерения температуры и смешивает горячую и холодную жидкости в правильной пропорции для получения желаемой температуры на выходе из порта A. Порт A (порт измерения температуры), при этом порт C подключен к охладителю, а порт B подключен к байпасной линии охладителя.
Если вы не уверены, какой клапан лучше всего подойдет для вашего применения, наше руководство по выбору, фильтры продуктов или калькулятор расхода помогут сузить варианты. В AMOT также есть опытная команда по обслуживанию клиентов и инженеры по применению, которые помогут с нестандартными или сложными задачами.
Терморегулирование электромобилей — MATLAB и Симулинк — MathWorks España
В этом примере моделируется система управления температурой аккумуляторного электромобиля. Система состоит из двух контуров охлаждающей жидкости, контура охлаждения и контура ОВКВ кабины. Тепловой нагрузкой являются аккумуляторы, силовой агрегат и кабина.
Два контура охлаждающей жидкости могут быть соединены вместе в последовательном режиме или разделены в параллельном режиме с помощью 4-ходового клапана.
В холодную погоду контуры охлаждающей жидкости работают в последовательном режиме, так что тепло от двигателя нагревает аккумуляторы. При необходимости обогреватель может обеспечить дополнительное тепло. В теплую погоду контуры охлаждающей жидкости остаются в последовательном режиме, и как аккумуляторы, так и силовой агрегат охлаждаются радиатором. В жаркую погоду контур теплоносителя переходит в параллельный режим и разделяется. Один контур охлаждает силовой агрегат с помощью радиатора. Другой охлаждает батареи с помощью чиллера в холодильном контуре.
Холодильный контур состоит из компрессора, конденсатора, жидкостного ресивера, двух расширительных клапанов, охладителя и испарителя. Чиллер используется для охлаждения охлаждающей жидкости в жаркую погоду, когда одного радиатора недостаточно. Испаритель используется для охлаждения салона автомобиля при включенном кондиционере. Компрессор управляется таким образом, что конденсатор может рассеивать тепло, поглощаемое одним или обоими охладителем и испарителем.
Контур HVAC состоит из вентилятора, испарителя, нагревателя PTC и кабины автомобиля. Нагреватель PTC обеспечивает обогрев в холодную погоду; испаритель обеспечивает кондиционирование воздуха в жаркую погоду. Вентилятор управляется для поддержания заданной уставки температуры в салоне.
Для этой модели настроено три сценария. Сценарий ездового цикла имитирует условия вождения при температуре 30 °C с включенным кондиционером. Скорость транспортного средства основана на NEDC, за которым следует 30-минутная высокая скорость для повышения тепловой нагрузки аккумулятора. Сценарий охлаждения имитирует стоящее транспортное средство при температуре 40 градусов по Цельсию с включенным кондиционером. Наконец, сценарий холодной погоды имитирует условия вождения при температуре -10 градусов по Цельсию, при которых требуется нагреватель батареи и нагреватель PTC для прогрева батарей и салона соответственно.
Модель
Подсистема сценариев
Эта подсистема устанавливает условия среды и входные данные для системы для выбранного сценария.
Потребляемый ток аккумуляторной батареи и тепловая нагрузка трансмиссии зависят от скорости автомобиля на основе табличных данных.
Подсистема управления
Эта подсистема состоит из всех контроллеров для насосов, компрессора, вентилятора, воздуходувки и клапанов в системе терморегулирования.
Подсистема клапана параллельно-последовательного режима
4-ходовой клапан в этой подсистеме управляет работой контура охлаждающей жидкости в параллельном или последовательном режиме. Когда порты A и D подключены, а порты C и B подключены, он находится в параллельном режиме. Два контура охлаждающей жидкости разделены собственными баками охлаждающей жидкости и насосами.
Когда порты A и B подключены, а порты C и D подключены, он находится в последовательном режиме. Два контура охлаждающей жидкости объединены, а два насоса синхронизированы для обеспечения одинакового расхода.
Подсистема насоса двигателя
Этот насос приводит в действие контур охлаждающей жидкости, который охлаждает зарядное устройство, двигатель и инвертор.
Подсистема зарядного устройства
Эта подсистема моделирует рубашку охлаждающей жидкости вокруг зарядного устройства, которая представлена источником теплового потока и тепловой массой.
Подсистема двигателя
Эта подсистема моделирует кожух охлаждающей жидкости вокруг двигателя, который представлен источником теплового потока и тепловой массой.
Подсистема инвертора
Эта подсистема моделирует кожух охлаждающей жидкости вокруг инвертора, который представлен источником теплового потока и тепловой массой.
Подсистема радиатора
Радиатор представляет собой прямоугольный трубчато-ребристый теплообменник, который отводит тепло охлаждающей жидкости в воздух. Воздушный поток управляется скоростью автомобиля и вентилятором, расположенным за конденсатором.
Подсистема перепускного клапана радиатора
В холодную погоду радиатор перекрывается, чтобы тепло от трансмиссии можно было использовать для прогрева аккумуляторов.
Это контролируется трехходовым клапаном, который либо направляет охлаждающую жидкость в радиатор, либо обходит радиатор.
Подсистема насоса аккумулятора
Этот насос приводит в действие контур охлаждающей жидкости, который охлаждает аккумуляторы и преобразователь постоянного тока.
Подсистема чиллера
Предполагается, что чиллер представляет собой теплообменник кожухотрубного типа, который позволяет хладагенту поглощать тепло от хладагента.
Подсистема перепускного клапана чиллера
Чиллер работает по принципу «включено-выключено» в зависимости от температуры батареи. Это контролируется 3-ходовым клапаном, который либо направляет хладагент в чиллер, либо обходит чиллер.
Подсистема нагревателя
Батарейный нагреватель моделируется как источник теплового потока и тепловая масса. Включается в холодную погоду для доведения температуры аккумулятора выше 5 град.С.
Подсистема DCDC
Эта подсистема моделирует кожух охлаждающей жидкости вокруг преобразователя постоянного тока, который представлен источником теплового потока и тепловой массой.
Аккумуляторная подсистема
Аккумуляторы смоделированы в виде четырех отдельных блоков, окруженных охлаждающей рубашкой. Аккумуляторные блоки генерируют напряжение и тепло в зависимости от текущей потребности. Предполагается, что охлаждающая жидкость течет по узким каналам вокруг батарейных блоков.
Подсистема Pack 1
Каждый аккумуляторный блок моделируется как стопка литий-ионных элементов в сочетании с тепловой моделью. Тепло вырабатывается за счет потерь мощности в ячейках.
Подсистема компрессора
Компрессор управляет потоком в контуре хладагента. Он контролируется для поддержания давления 0,3 МПа в чиллере и испарителе, что соответствует температуре насыщения около 1 градуса Цельсия.
Подсистема конденсатора
Конденсатор представляет собой прямоугольный трубчато-ребристый теплообменник, который отводит тепло хладагента в воздух. Воздушный поток управляется скоростью автомобиля и вентилятором. Ресивер жидкости обеспечивает хранение хладагента и позволяет только переохлажденной жидкости поступать в расширительные клапаны.
Подсистема расширительного клапана чиллера
Этот расширительный клапан измеряет поток хладагента в чиллер для поддержания номинального перегрева.
Подсистема расширительного клапана испарителя
Этот расширительный клапан измеряет поток хладагента в испаритель для поддержания номинального перегрева.
Подсистема испарителя
Испаритель представляет собой прямоугольный трубчато-ребристый теплообменник, который позволяет хладагенту поглощать тепло из воздуха. Он также осушает воздух, когда воздух влажный.
Подсистема вентилятора
Вентилятор приводит в действие воздушный поток в контуре HVAC. Он управляется для поддержания заданной температуры в салоне. Источником воздуха может быть окружающая среда или рециркуляционный воздух салона.
Подсистема заслонки рециркуляции
Заслонка рециркуляции смоделирована в виде двух ограничителей, работающих противоположным образом и пропускающих воздух из окружающей среды или воздух из кабины к вентилятору.