Датчик давления хладагента HVAC и датчик перепада давления воздуха

Хотя оба они используются в системах HVAC, датчики хладагента HVAC и датчики перепада давления воздуха измеряют разные переменные и не могут быть взаимозаменяемы. Датчик давления хладагента обычно измеряет манометрическое давление в одной точке герметичного контура хладагента. Датчик перепада давления воздуха сравнивает два давления воздуха, например, на входной и выходной сторонах фильтра. Первый обычно работает в диапазоне баров с резьбовым присоединением к процессу; второй часто работает в диапазонах Па или низких кПа с двумя отверстиями для трубок. Выбор только по слову «HVAC» может привести к выходу за пределы диапазона, утечке, повреждению среды или сигналу, который будет бесполезен для контроллера. Правильный выбор начинается с эталонного давления, среды, ожидаемого диапазона, технологического присоединения, выходного сигнала и точной контролируемой точки.

Ключевые выводы

• Датчик хладагента измеряет давление в одной точке относительно эталонного значения, а датчик перепада воздуха измеряет разницу между двумя точками воздуха.

• Контуры хладагента обычно требуют измерения диапазона баров и герметичного резьбового фитинга. Воздуховоды, фильтры и помещения обычно требуют измерения дифференциального давления Па или низкого кПа и двух воздушных трубок.

• Однопортовый датчик хладагента не может напрямую измерять падение давления на фильтре. Дифференциальный датчик чистого воздуха не должен подвергаться воздействию хладагента или жидкости.

• HPM135B предназначен для измерения давления холодильного оборудования в диапазоне 0–1…50 бар и выходном сигнале 0,5–4,5 В. HPM310 и HPM311 предназначены для низкого перепада давления в сухом, чистом, неагрессивном газе.

• Выбор выхода должен соответствовать входу контроллера, напряжению питания, длине кабеля, схеме заземления и требуемой диагностике.

• Выбирайте преобразователь исходя из условий применения, а не из общей этикетки «Датчик давления HVAC».

Быстрое сравнение

В следующей таблице показано, почему эти два типа передатчиков относятся к разным частям системы HVAC.

Главный вопрос не в том, какой дизайн более точен. Это зависит от того, создан ли преобразователь для измеряемой среды, величины давления, опорного типа, подключения и контроллера.

Что такое датчик давления хладагента HVAC?

Датчик давления хладагента HVAC преобразует давление в линии хладагента в электрический сигнал для мониторинга, защиты или управления. Обычно он устанавливается непосредственно на кране давления, корпусе клапана, коллекторе или короткой напорной линии. Поскольку контур хладагента герметичен и находится под давлением, соединение должно быть совместимо с оборудованием и обеспечивать герметичность.

Измерение манометрического давления в контурах хладагента

Большинство точек управления холодильным оборудованием учитывают давление относительно окружающего атмосферного давления. Датчик избыточного давления имеет один технологический порт и в качестве эталона использует атмосферное давление. Если технологический порт открыт в атмосферу, показания манометра должны быть близки к нулю.

Это принципиально отличается от дифференциального измерения. Однопортовый датчик давления холодильного оборудования сообщает о давлении в точке установки. Он не знает давления в другом месте, если не установлен второй датчик и контроллер не рассчитает разницу. Даже в этом случае вычитание двух датчиков манометра с диапазоном баров обычно является плохой заменой специально созданного дифференциального датчика малой атмосферы, когда желаемый результат составляет всего несколько сотен паскалей.

Давление всасывания и нагнетания компрессора

Всасывание и нагнетание — это две общие точки контроля, но они работают при разном давлении и служат разным целям управления. Давление всасывания может поддерживать мониторинг условий испарения, контроль производительности и защиту от низкого давления. Давление нагнетания может поддерживать мониторинг состояния конденсации и защиту от высокого давления.

Диапазон передатчика должен охватывать нормальную работу, а также надежный запуск и переходные условия, не становясь настолько широким, что теряется полезное разрешение. Поэтому для датчиков на стороне всасывания и нагнетания могут потребоваться разные диапазоны даже в одной и той же холодильной системе. Техник также должен проверить, может ли система создавать вакуум, поскольку нижний предел 0 бар не может отражать отрицательное манометрическое давление.

Измерение давления само по себе не подтверждает заправку хладагента и не диагностирует каждую неисправность системы. Температуру, тип хладагента, режим работы, состояние компрессора и логику управления, специфичную для оборудования, необходимо учитывать вместе.

Устойчивость к конденсации и совместимость хладагентов

Холодильное оборудование может подвергать датчик и разъем воздействию конденсата, циклических изменений температуры и вибрации. В HPM135B используется компактный латунный корпус и антиконденсационная конструкция для работы в холодильном оборудовании. Указанный диапазон рабочих температур составляет от -35 до 110°C, но условия установки должны по-прежнему защищать электрические соединения и прокладку кабеля от стоячей воды, механических напряжений и неподходящих условий корпуса.

«Использование в холодильнике» не означает автоматическую совместимость со всеми хладагентами, смазками, герметиками или чистящими химикатами. Прежде чем выбирать датчик давления хладагента , подтвердите точный хладагент, материалы, контактирующие с рабочей средой, материалы уплотнений, максимальную температуру, диапазон давления, требования к перегрузке и стандарт резьбы. Это особенно важно при замене датчика в оборудовании, рассчитанном на другой хладагент или класс давления.

Примеры применения HPM135B

HPM135B имеет указанный диапазон измерения 0–1…50 бар, погрешность ±1,0% полной шкалы, двукратную максимальную перегрузку и трехпроводной выход 0,5–4,5 В постоянного тока. Доступные технологические соединения включают варианты с наружной или внутренней резьбой NPT1/4, G1/4 и 7/16-20UNF; Варианты электрического подключения включают разъем Packard или кабельную розетку.

Эти характеристики подходят для компактного холодильного оборудования, где контроллеру с входным напряжением необходим прямой сигнал давления. Примеры приложений включают в себя:

• Чиллеры с водяным охлаждением и винтовые компрессорные агрегаты

• Геотермальные и воздушные тепловые насосы

• Коммерческие морозильники и холодильные шкафы

• Ледогенераторы

• Холодильные установки, требующие контроля давления или входа защитного управления

Для датчика давления холодильной машины диапазон должен выбираться исходя из фактической точки всасывания или нагнетания. Не думайте, что одна версия 0–50 бар является лучшим выбором для каждой точки только потому, что она охватывает максимальный диапазон семейства.

Что такое датчик перепада давления воздуха?

Датчик перепада давления воздуха измеряет разницу между давлениями двух газов и преобразует эту разницу в сигнал контроллера. Порт верхнего и нижнего плеча подключены к отдельным штуцерам давления. Выход представляет собой P-высокое минус P-низкое, а не давление само по себе.

Измерение разницы между двумя точками воздуха

Рассмотрим фильтр AHU. Одна трубка соединяется с воздуховодом перед фильтром, а другая — после него. Чистый фильтр создает относительно небольшой перепад давления. По мере накопления пыли сопротивление увеличивается и перепад давления увеличивается. Передатчик может отправить этот тренд в систему автоматизации здания или вызвать сигнал тревоги при достижении установленного предела.

Тот же принцип применим и к комнатному давлению. Подключение верхнего порта к помещению с положительным контролем, а нижнего порта к коридору позволяет датчику показать, поддерживается ли требуемое соотношение давлений. Перестановка трубок меняет знак, поэтому идентификация портов имеет важное значение во время установки.

Диапазоны низкого давления Па и кПа

Измерения вентиляции часто намного меньше, чем давление в линии хладагента. Датчику давления в канале может потребоваться разрешающая способность в десятки или сотни паскалей, в то время как датчик хладагента может работать при давлении в несколько или десятки бар. Одна полоска равна 100 кПа или 100 000 Па, что показывает размер несоответствия.

Выбор диапазона должен поместить ожидаемое рабочее значение в полезную часть диапазона, сохраняя при этом достаточный запас для ненормальных условий. Диапазон перепада давления воздуха 0–100 кПа может выдержать большой перепад, но он плохо подходит для фильтра, который обычно изменяется всего на несколько сотен паскалей. И наоборот, датчик 0–200 Па может выйти за пределы диапазона из-за скачков давления, если он подключен небрежно.

Применение в воздуховодах, фильтрах и системах давления в помещении

Датчики дифференциального давления воздуха обычно используются для:

• Падение давления на фильтрах AHU

• Сравнение статического давления в приточном, возвратном или вытяжном воздуховоде

• Работа вентилятора или логика проверки воздушного потока

• Давление в чистом помещении относительно соседнего помещения или коридора

• Мониторинг давления на лестничной клетке, в изоляторе или в лаборатории

• Приток воздуха в котел и подземная вентиляция

Для этих целей измеряемая среда должна соответствовать ограничениям продукта. HPM310 и HPM311 предназначены для сухого, чистого, неагрессивного газа и не могут измерять жидкости. Если поток воздуха содержит капли воды, масляный туман, агрессивные пары, тяжелую пыль или конденсат, используйте подходящие устройства разделения, фильтрации, продувки или преобразователь, предназначенный для этой среды.

HPM310 против HPM311

Обе модели измеряют микроперепад давления в чистом газе, но их конфигурация различается.

Выбирайте HPM310, если компактный необходим HPM311 больше подходит, когда важны локальная индикация и конфигурация на месте. Точный диапазон определяет доступную точность, поэтому следует проверять код диапазона, а не применять одно значение точности ко всему семейству. датчик перепада давления воздуха с RS485 или несколькими вариантами аналогового выхода.

Семь ключевых отличий

1. Манометрическое давление и дифференциальное давление

Датчик хладагента обычно измеряет давление относительно атмосферы. Датчик перепада давления воздуха сравнивает две подключенные точки давления. Эта эталонная разница определяет архитектуру датчика и то, как следует интерпретировать показания.

2. Один порт против двух портов

Датчик хладагента имеет одно соединение для подключения технологического давления. Датчик дифференциального давления воздуха имеет порт высокого и низкого уровня. Если оставить один порт DP открытым, это может привести к измерению низкого давления, подобному манометрическому, но только тогда, когда таблица данных и приложение допускают такое расположение.

3. Хладагент против сухого воздуха

Датчик хладагента предназначен для прямого контакта с процессом при условии проверенной совместимости. HPM310 и HPM311 предназначены для сухого, чистого, неагрессивного газа. Их воздушные отверстия и чувствительные пути не должны подвергаться воздействию хладагента или жидкости.

4. Диапазон бар против диапазона Па/кПа

В контурах хладагента используется гораздо более высокое давление, чем в обычных воздушных системах. Установка датчика воздуха низкого диапазона на линии хладагента может привести к серьезному превышению диапазона. Установка датчика с широким диапазоном измерения на фильтре системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха даст мало полезного разрешения.

5. Резьбовой технологический фитинг и шланговое соединение

Для работы с хладагентом требуется герметичный резьбовой фитинг, выбранный в соответствии с методом подключения оборудования и методом герметизации. Датчики перепада давления в воздухе обычно подключаются к кранам давления через гибкие трубки. Материал трубки, диаметр, прокладка и расположение отвода – все это влияет на результаты измерения.

6. Выходное напряжение и выход, совместимый с BAS

HPM135B использует выходное напряжение 0,5–4,5 В постоянного тока для управления компактным оборудованием. Воздушные передатчики могут обеспечивать сигнал 4–20 мА, напряжение или RS485 для интеграции с BAS. «BAS-совместимость» по-прежнему требует точного соответствия типа входа, масштабирования, источника питания, подключения и протокола связи.

7. Холодильное оборудование и система вентиляции.

Датчики хладагента поддерживают мониторинг давления компрессора, чиллера, теплового насоса, морозильной камеры и льдогенератора. Датчики перепада давления воздуха поддерживают фильтры, вентиляторы, воздуховоды, помещения и элементы управления воздушным потоком. Местоположение приложения обычно позволяет определить правильный тип передатчика, прежде чем принимать во внимание точность.

Почему эти передатчики нельзя взаимозаменять

Использование неправильного устройства – это не просто вопрос получения менее точных показаний. Это может привести к механическим, электрическим сбоям и сбоям в системе управления.

• Превышение диапазона: Давление хладагента может превысить диапазон датчика низкого уровня воздуха на несколько порядков, что приведет к необратимому смещению или разрыву чувствительного элемента.

• Повреждение среды: хладагент, компрессорное масло или жидкость могут повредить или загрязнить датчик, предназначенный только для чистого газа.

• Утечка: Штуцер шланга и пластиковая трубка не заменяют резьбовое соединение, рассчитанное на охлаждение, и утвержденный метод герметизации.

• Неправильные показания: однопортовый манометрический преобразователь не может напрямую измерять разницу давлений между двумя точками подачи воздуха. Широкий диапазон также скрывает небольшие изменения давления в воздуховоде.

• Плохая реакция управления: неправильный диапазон или масштабирование могут привести к тому, что контроллер будет реагировать слишком медленно, колебаться или не сможет обнаружить реальные изменения.

• Небезопасная работа системы: неверный сигнал давления может помешать работе логики защиты и управления. Устройства безопасности, предусмотренные конструкцией оборудования, не должны заменяться неподходящим передатчиком общего назначения.

Компания Nanjing Hangjia Electronic Technology Co., Ltd. (HIGHJOIN) разделяет модели давления хладагента и модели перепада чистого воздуха, поскольку их условия измерения принципиально различаются. В спецификации заказа должно сохраняться это разделение, даже если оба устройства подчиняются одному и тому же контроллеру HVAC.

Хладагент для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или датчики перепада давления воздуха: что следует использовать?

Используйте измеренную точку, а не название оборудования, в качестве отправной точки для выбора преобразователя HVAC..

Поэтому запрос должен на датчик давления HVAC включать не только название оборудования. Укажите опорное давление, среднее, минимальное и максимальное рабочее давление, допустимое избыточное давление, температуру, технологическое соединение, электрический разъем, источник питания, выход, длину кабеля, место установки и вход контроллера.

Совместимость выходного сигнала и контроллера

Датчик и контроллер должны использовать один и тот же тип сигнала и масштабирование. Механически правильный преобразователь с несовместимым выходным сигналом не может обеспечить пригодные измерения.

Сигнал HPM135B 0,5–4,5 В постоянного тока подходит для контроллеров, предназначенных для этого входа. HPM310 поддерживает 4–20 мА, напряжение или RS485; HPM311 поддерживает сигнал 4–20 мА или напряжение. Не предполагайте, что RS485 автоматически означает совместимость с Modbus, если только в документации заказанной модели не указан этот протокол.

Датчик перепада давления HVAC, подключенный к BAS, часто имеет выходной сигнал 4–20 мА или 0–10 В, но лучший вариант зависит от установленной проводки и контроллера. Токовые петли обычно предпочтительнее для более длинных кабельных трасс и на участках с высоким уровнем электрического шума. Сигналы напряжения удобны, когда контроллер уже обеспечивает правильное питание и контролируется прокладка кабеля. RS485 полезен, когда цифровая сеть и несколько адресных устройств оправдывают дополнительную работу по настройке.

Различия в установке

Датчики перепада давления хладагента и воздуха требуют разных процедур установки, поскольку один подключается к контуру хладагента под давлением, а другой подключается через воздушные трубки низкого давления.

Для датчика хладагента:

1. Проверьте хладагент, максимальное давление, температуру, резьбу, метод уплотнения и электрический разъем.

2. Перед установкой или заменой изолируйте и сбросьте давление в контуре в соответствии с процедурой для оборудования.

3. Используйте указанный метод уплотнения и затяжки. Избегайте приложения крутящего момента через корпус или электрический разъем.

4. Расположите и поддержите передатчик и кабель, чтобы ограничить вибрацию, деформацию соединителя и попадание воды.

5. Проверьте герметичность готового соединения, используя утвержденный метод для системы хладагента.

6. Прежде чем возвращать оборудование в эксплуатацию, проверьте шкалу контроллера 0,5–4,5 В при известных условиях давления.

Для дифференциального датчика воздуха:

1. Выбирайте краны давления, которые соответствуют предполагаемым условиям на входе/выходе или в помещении/эталонных условиях.

2. Установите преобразователь в положении, разрешенном его инструкциями, и там, где контрольные точки нуля остаются доступными.

3. Подсоедините точку более высокого давления к H, а точку более низкого давления к L. Промаркируйте обе трубки.

4. Следите за тем, чтобы трубки были короткими, поддерживались, не перекручивались и защищались от тепла, острых краев, водосборников и случайного отсоединения.

5. Выровняйте оба порта и выполните разрешенную регулировку нуля перед подачей дифференциального давления.

6. Проверьте знак и шкалу на BAS. Отрицательное показание часто указывает на перевернутую трубку или обратное соотношение давлений, а не на неисправный датчик.

Влага представляет собой особую проблему для воздушных трубок. Конденсат может заблокировать трубку, вызвать ошибку напора жидкости или попасть на датчик, который не может измерять жидкости. Конструкция крана и прокладка трубок должны предотвращать скопление воды в напорном канале.

Заключение

Датчики хладагента HVAC и датчики перепада давления воздуха решают различные задачи измерения. Датчик хладагента, такой как HPM135B, измеряет манометрическое давление в одной точке в герметичном контуре хладагента, используя резьбовое соединение, диапазон измерения бар и выходное напряжение 0,5–4,5 В. Датчик перепада воздуха, такой как HPM310 или HPM311, сравнивает две точки чистого воздуха, обычно через трубки, в диапазонах Па или низких кПа с аналоговыми или цифровыми выходами, ориентированными на контроллер.

Эти два устройства никогда не следует выбирать только по слову «HVAC». Сначала определите среду, эталонное давление, количество портов, минимальное и максимальное давление, избыточное давление, технологическое соединение, выход и точку приложения. Это предотвращает превышение диапазона и утечку, сохраняет полезную разрешающую способность измерений и дает контроллеру сигнал, который он может правильно интерпретировать.

Часто задаваемые вопросы

Может ли датчик давления хладагента измерять давление воздуха в воздуховоде?

Он может измерять относительно высокое манометрическое давление воздуха, если среда и диапазон совместимы, но обычно он не подходит для низкого перепада давления в воздуховоде HVAC. Его единственный порт не может напрямую сравнивать две точки воздуховода, а диапазон диапазона баров обычно обеспечивает плохое разрешение для сигнала уровня Па.

Может ли датчик перепада давления воздуха контактировать с хладагентом?

Нет, не тогда, когда указано только для сухого, чистого, неагрессивного газа. HPM310 и HPM311 не могут измерять жидкости, и их не следует подключать к контуру хладагента. Давление хладагента, масло и химические воздействия могут повредить чувствительный путь и вызвать утечку или небезопасную эксплуатацию.

Почему датчики хладагента используют более высокие диапазоны давления?

Компрессоры создают значительное давление на всасывании и нагнетании для циркуляции хладагента и поддержки испарения и конденсации. Эти рабочие давления намного превышают небольшие перепады давления, используемые для контроля фильтров, воздуховодов, вентиляторов или помещений, поэтому датчики хладагента обычно используют диапазоны бар, а не диапазоны Па.

Какой выходной сигнал лучше подходит для системы автоматизации здания?

Не существует универсального лучшего сигнала. Контур 4–20 мА надежен при использовании более длинных кабелей, 0–10 В удобен для многих входов BAS, а RS485 поддерживает адресные цифровые сети. Используйте сигнал, поддерживаемый контроллером, и проверьте питание, масштабирование, проводку, протокол и обработку ошибок.

Какой передатчик следует использовать для фильтра HVAC?

Используйте датчик перепада давления воздуха низкого диапазона, подключенный к фильтру. HPM310 или HPM311 можно выбрать в соответствии с требуемым диапазоном, выходом, дисплеем и потребностями в конфигурации поля. Предел сигнализации должен основываться на конструкции фильтра и агрегата, а не на общем значении.

Может ли один и тот же контроллер принимать оба типа передатчиков?

Да, если он имеет совместимые входные каналы и каждый канал можно масштабировать отдельно. Например, один канал может принимать сигнал HPM135B 0,5–4,5 В, а другой — воздушный сигнал DP 4–20 мА. Контроллер не обеспечивает взаимозаменяемость датчиков; он получает только их разные измерения.