Kompensointi-menetelmä

Kompensointimenetelmä perustuu suhteelliseen menetelmään, mutta on siitä edelleen kehitetty
eräässä tärkeässä suhteessa: kompensointimenetelmä pitää automaattisesti virtaamasuhteet
arvossa 1 koko säätötyön ajan.

Siitä on seuraavia etuja:

a) Osittainen käyttöönotto:

• Verkosto voidaan jakaa moduuleihin. Verkosto voidaan säätää ja ottaa käyttöön valmistumistahdissa ilman, että koko järjestelmää tarvitsee säätää uudelleen laitoksen valmistuttua.

b) Nopeampi säätö:

• Sinun ei tarvitse mitata kaikkia haara-ja runkojohtojen virtaamia ja laskea virtaamasuhteita, jotta löytäisit säätötoiminnan aloituspisteen.
• Voit aloittaa säädön mistä tahansa runkojohdossa (sinun pitää kylläkin sulkea ne rungot, joita et säädä).
• Sinun ei tarvitse huolestua siitä, että asettaisit pääpumpun alttiiksi liian suurelle virtaamalle.
• Voit olla varma, että käytettävissä oleva paine-ero on sama kuin mitoituspaine-ero, jolloin kaikki virtaamat ovat mitattavissa.
• Toimintatapa vaatii vain yhden virtaamansäädön kullekin venttiilille.

c) Pumpun sähkönkulutus voidaan minimoida.

• Kompensointimenetelmä minimoi automaattisesti ne painehäviöt, jotka jäävät kertasäätäventtiileihin.
• Pumpun ylimitoitusaste kompensoidaan pääsäätöventtiilillä. Pumppu voidaan usein vaihtaa pienempään.

Säädettäessä virtaamaa yhdellä säätöventtiilillä muuttuu painehäviö tässä piirissä ja siksi paine-ero muuttuu myös muissa säätöventtiileissä. Virtaaman säätö yhdessä venttiilissä muuttaa siis virtaamaa kaikissa jo aikaisemmin säädetyissä venttiileissä. Ilman hyvää menetelmää on usein välttämätöntä säätää samaa venttiiliä useita kertoja.

Kompensointimenetelmä välttää tämän ongelman. Virtaama jokaisessa venttiilissä tarvitsee säätää vain kerran. Menetelmässä on mahdollista mitata kertasäätöventtiilin asettelun häiriövaikutus paine-eroihin ja tämän jälkeen voidaan kyseinen vaikutus kompensoida.

Häiriövaikutus huomataan mittaamalla painehäviön vaihtelu kauimpana pumpusta sijaitsevassa
kertasäätöventtiilissä, niin kutsutussa vertailuventtiilissä.

Vaikutus kompensoidaan haaran virtaamaan vaikuttavalla venttiilillä, niin sanotulla pariventtiilillä. Sillä säädetään painehäviö vertailuventtiilissä alkuperäiseen arvoon.

Virtaama säädetään ensin vertailuventtiilissä mitoitettuun arvoon, alla olevan erikoismenetelmän mukaan. Lopputuloksena on tietty paine-ero ΔpR (kuva 1), jota mitataan jatkuvasti. Vertailuventtiili lukitaan lopullisesti tähän asetukseen, eli sisempi kara kierretään pohjaan asti.

Kuva 1: Vertailuventtiili (Reference valve) on aina kauimpana sijaitsevassa piirissä. Pariventtiili (Partner valve) määrää haaran kokonaisvirtaaman.

Koska virtaama on nyt oikea, on meillä oikea painehäviö päätelaitteessa 5 ja sen koko piirissä. Paine-ero EH:n yli on siksi oikea ja voimme jatkaa säätämällä virtaama laitteessa 4. Kun virtaamaa laitteessa 4 säädetään, muuttuu ΔpR jonkin verran vertailuventtiilissä, jonka säätö on lukittuu. Tämä on se häiriövaikutus, joka ilmenee 4:ssä suoritetun virtaaman säädön seurauksena. Pariventtiilin avulla säädät nyt ΔpR alkuarvoonsa (toisin sanoen, säädä uudelleen mitoitettu virtaama vertailuventtiiliin).

Koska laitteissa 4 ja 5 on nyt mitoitetut virtaamat, on paine-ero ΔpDI laitteelle 3 sama kuin mitoitettu arvo. Siksi sen piirin kautta kulkeva virtaama voidaan säätää. Virtaaman säätö laitteessa 3 aiheuttaa häiriön, joka mitataan ja huomataan vertailuventtiilillä ja kompensoidaan pariventtiilillä. ΔpR uudelleensäätää palauttaa automaattisesti paine-eron EH oikeaan arvoon ja virtaaman laitteiden 4 ja 5 kautta alkuperäisiin arvoihin.

Tämä menetelmä toimii, vaikka piiriin olisi kytketty kuinka paljon laitteita tahansa. Säädöt tulee tehdä siten että työskennellään kohti pumppua. aloittaen vertailuventtiilistä. Samaa menetelmää käytetään sitten haarajohtojen säätämiseen. Kauimpana sijaitsevaa haarajohtoa käytetään runkojohdon haarojen vertailukohteena ja kyseisen runkojohdon säätöventtiili tulee pariventtiiliksi.

Valitse ΔpR niin pieneksi kuin mahdollista, mutta riittävän suureksi, että se täyttää kaksi ehtoa:

• Vähintäänkin 3 kPa, jotta saavutetaan riittävä mittatarkkuus

CBI mittari näyttää virtaamaa vielä paine-erolle 0.5 kPa asti. Mutta ottaen huomioon verkostossa pienillä paineilla mahdollisesti esiintyvät painevaihtelut, suosittelemme, että ΔpR=3 kPa. Jos CBI mittaa paine-eron liian pieneksi mittauksen tekemiseen, se ilmoittaa näytöllä, että vertailuventtiiliä tulee sulkea lisää paine-eron kasvattamiseksi.
Kv-arvo 3 kPa paine-erolle voidaan laskea seuraavasta kaavasta:
Kv = 5,8 • q (m³/h) tai Kv=21 • q(l/s)

Oikea vertailuventtiilin esisäätöarvo voidaan jopa laskea CBI:n tai nomogrammin avulla.

• Vähintäänkin yhtä suuri paine-ero kuin täysin avoimessa kertasäätöventtiilissä.

Jos paine-ero on suurempi kuin 3 kPa mitoitetulla virtaamalla venttiilin ollessa täysin auki, ei venttiiliä ilmeisestikään voida asettaa arvoon 3 kPa. Tästä seuraa toinen vaatimus ΔpR:n suhteen: sen on oltava yhtä suuri kuin painehäviö täysin avoimessa venttiilissä mitoitetulla virtaamalla.

Määritettyäsi sopivan ΔpR arvon lasket CBI:n avulla vertailuventtiilin käsipyörän asennon, joka antaa mitoitetun virtaaman valitulla ΔpR arvolla. Aseta venttiilille oikea asetus ja lukitse sitten käsipyörä siihen asentoon.

Valittuun ΔpR arvoon ja mitoitettuun virtaamaan päästään sitten säätämällä pariventtiiliä. Se on aina mahdollista, koska muut rungot on suljettu ja painehäviö pääjohdossa on pieni. Käytettävissä oleva paine-ero on siis myös suurempi kuin tavallisesti. Ylijäämä hoidetaan pariventtiilin avulla.

Jos laitteiden painehäviöt poikkeavat huomattavasti toisistaan, katso kappaletta 8.

Tarvitset kaksi CBI mittaria, joilla mitataan paine-eroa ja virtaamaa säätöventtiileissä. Toinen CBI tulee olla varustettuna jatkokaapelilla.

Valitse mikä tahansa runkojohto, esimerkiksi kauimpana pumpusta oleva. Sulje kaikki muut runkojohdot. Se takaa riittävän paine-eron valitulle runkojohdolle ja poistaa riskin siitä, että pumppu joutuisi toimimaan liian suurella virtaamalla. Valitse sitten mikä haara tahansa tästä runkojohdosta. Normaalisti sinun ei tarvitse sulkea mitään muita tämän rungon haaroja.

1. Ota selvää mikä vertailuventtiilin käsipyörän asento antaa mitoitetun virtaaman valitulla painehäviöllä ΔpR, joka on normaalisti 3 kPa. Käytä CBI:tä tai nomogrammia oikean käsipyörän asennon löytämiseen.
2. Aseta ja lukitse vertailuventtiilin käsipyörä tähän asentoon.
3. Kytke yksi CBI vertailuventtiiliin.
4. Mittaaja (1) säätää pariventtiiliä siten, että valittu painehäviö pR vaikuttaa vertailuventtiiliin. Silloin saadaan mitoitettu virtaama laitteeseen 5. Huomaa: Jos valittua ΔpR arvoa ei voida saavuttaa. niin se voi johtua siitä, että tämän haaran säätämättömissä piireissä on liian suuri virtaama. Sulje niin monta piiriä, että voit saavuttaa valitun ΔpR arvon.
5. Mittaaja (2) säätää nyt mitoitetun virtaaman laitteeseen 4, käyttämällä CBI:n LASKIN asentoa. Se laskee, mikä käsipyörän asento antaa mitoitetun virtaaman. Huomaa: Jokaisen käsipyörän asennon muutoksen jälkeen tulee mittaajan (3) odottaa 20 sekuntia, ennen kuin hän näppäilee uuden käsipyörän asennon CBI:lle. Se antaa mittaajalle (1) pariventtiilin luona aikaa huomioida häiriö ja tarvittaessa kompensoida se pariventtiilin avulla.
6. Mittaaja (2) säätää jatkuvasti laitteiden virtaamia työskentelemällä kohti laitetta 1, yllä olevan kohdan 5 mukaisesti. Kaikki tämän haaran piirien virtaamat tulevat näin kerralla oikeiksi.

Kuva 2: Haarajohdossa olevien laitevirtaamien säätäminen.

Huomautus: Oletetaan, että työskentelet kahdella mittaajalla (1 ja 2) ja kahdella CBI:llä (CBIa ja CBIb). Säädettäessä päätelaitetta 3 esimerkiksi CBIa:lla mittaaja voi tarkistaa virtauksen kehityksen päätelaitteelta 4 (CBIb) sen sijaan, että menisi referenssiventtiilille (päätelaite 5). Mittaaja kommunikoi mittaaja 1 kanssa säätääkseen virtauksen uudelleen päätelaitteessa 4, ottaa takaisin tähän päätelaitteeseen kytketyn CBIb:n ja lopulta säätää virtauksen uudelleen päätelaitteessa 3. Mittaaja jättää CBIa:n päätelaitteeseen 3 ja menee CBIb:n kanssa päätelaitteelle 2 noudattaen samaa menettelyä ja tarkastaa virtauksen kehityksen päätelaitteella 3.

Kuva 3: Runkojohdossa olevien haarajohtojen säätäminen.

1. Ota selvää mikä vertailuventtiilin STAD-1.9.0 käsipyörän asento antaa mitoitetun virtaaman valitulla painehäviöllä ΔpR, joka on normaalisti 3 kPa. Käytä CBI:tä tai nomogrammia oikean käsipyörän asennon löytämiseen.
2. Aseta ja lukitse vertailuventtiilin käsipyörä tähän asentoon.
3. Kytke CBI vertailu venttiiliin.
4. Mittaaja (1) säätää pariventtiiliä siten, että valittu painehäviö ΔpR vaikuttaa vertailuventtiiliin. Silloin saadaan mitoitettu virtaama vertailuhaaraan. Huomaa: Jos valittua ΔpR arvoa ei voida saavuttaa, niin se voi johtua siitä, että tämän rungon säätämättömissä haaroissa on liian suuri virtaama. Sulje niin monta haaraa. että voit saavuttaa valitun ΔpR arvon.
5. Mittaaja (2) säätää nyt mitoitetun virtaaman haaraan 1.8.0 käyttämällä CBI:n LASKIN asentoa. Se laskee, mikä käsipyörän asento antaa mitoitetun virtaaman. Huomaa: Jokaisen käsipyörän asennon muutoksen jälkeen tulee mittaajan (2) odottaa 20 sekuntia, ennen kuin hän näppäilee uuden käsipyörän asennon CBI:lle. Se antaa mittaajalle (1) pariventtiilin luona aikaa huomioida häiriövaikutus ja tarvittaessa kompensoida se pariventtiilin avulla.
6. Mittaaja (2) säätää jatkuvasti virtaamia seuraavissa haaroissa työskentelemällä kohti haaraa 1.1.0 , yllä olevan kohdan 5 mukaisesti. Kaikki tämän rungon haarojen virtaamat tulevat näin säädetyiksi kerralla oikeiksi.

Kuva 4: Runkojohtojen säätäminen.

Työskentelymenetelmä on täsmälleen sama, kuin runkojohdossa olevien haarajohtojen säätämisessä. Vertailuventtiilinä on nyt STAD-7.0 ja pariventtiilinä on STAD-0.

Kun säädöt rungoissa 7.0, 6.0, 5.0 jne aina 1.0 asti on suoritettu, ovat virtaamat koko järjestelmässä oikeat. Kun rungot on säädetty mitoitetulle virtaamalle, jää pumpun ylimääräinen paine venttiiliin STAD-0. Se näyttää, kuinka paljon pumppu on ylimitoitettu. Jos ylijäämäpaine on suuri, voi olla kannattavaa vaihtaa pumppu pienempään.

Kun käytetään kierroslukusäätöistä pumppua, STAD-0 ei ole välttämätön. Tätä kuitenkin suositellaan kokonaisvirtaaman mittaamiseen. Pumpun maksiminopeutta säädetään, jotta saavutetaan oikea mitoitusvirtaama yhden nousun pariventtiilillä. Tällöin kaikki muut venttiilit saavuttavat automaattisesti mitoitusvirtaamansa.

Jos laitteiden mitoituspainehäviöt eroavat voimakkaasti toisistaan, saattaa painehäviö ΔpR = 3 kPa vertailuventtiilissä olla riittämätön antamaan tarvittavaa paine-eron muille laitteille. Tämä ongelma ratkaistaan suhteellisessa menetelmässä käyttämällä samaa virtaamasuhdetta vertailuventtiilille, kuin on indeksipiirin venttiilillä. Valitettavasti suhteellinen menetelmä usein yliarvioi arvon ΔpR ja siksi säätöä ei optimoida (eli säätöventtiileihin jää liian suuret painehäviöt). Yksi tapa saada sopiva ΔpR arvo on kuvattu alla.

Kuvassa olevassa haarassa olevilla laitteilla on erilainen painehäviö.

Kuva 6: Jos vertailuventtiilille valitaan 3 kPa, voi indeksipiirin, tässä no.2, paine-ero jäädä liian pieneksi.

Valitse ΔpR kuten aikaisemminkin, suositeltu arvo on 3 kPa. Jatka säätämistä kompensointimenetelmän mukaisesti.

Kun tulet indeksipiiriin huomaat, että on mahdotonta saavuttaa mitoitettu virtaama, koska
paine-ero on vain 29 kPa ja mitoitusvirtaama vaatisi enemmän kuin 40 kPa. Tee seuraavasti:

1. Sulje indeksipiirin linjasäätöventtiili (V2) ja säädä uudelleen oikea virtaama vertailuventtiilille pariventtiilin avulla. Mittaa paine-ero V2 yli. Tätä arvoa kutsutaan Δpo.
2. Säädä V2 siten, että paine-ero on noin 3 kPa mitoitusvirtaamalla.
3. Avaa pariventtiili saavuttaaksesi mitoitusvirtaama indeksipiirissä.
4. Mittaa virtaama referenssipiiristä. Laske virtaamasuhde λ = mitattu virtaama/mitoitusvirtaama.
5. Uusi ΔpR arvo, joka säädetään vertailuventtiilille saadaan kaavasta:
   
   UUSI ΔpR = ΔpRo + Δpo x (λ² -1)
    
6. Säädä vertailuventtiiliä saavuttaaksesi tämä painehäviö mitoitusvirtaamalla ja säädä koko haara uudelleen.

Verrattuna kuvaan 6, tämän toimenpiteen tulos nähdään kuvassa 7.

Kuva 7: Säädetyn haaran eri piireihin vaikuttavat paine-erot sekä laitteiden ja kertasäätöventtiilien painehäviöt.