	Aeronautica	Comunicatii	Constructii	Electronica	Navigatie	Pompieri
	Tehnica mecanica

Instalatii

Index » inginerie » » constructii » Instalatii
» Acordarea parametrilor regulatorului intr-un sistem de reglare automata a umiditatii

Acordarea parametrilor regulatorului intr-un sistem de reglare automata a umiditatii

Schema bloc a unui SRA pentru reglarea umiditatii

Rolul blocurilor componente .

Descrierea functionarii dupa schema bloc.

Legi de reglare.

Marimi de intrare/iesire.

Fisa de documentare 5. SRA pentru reglarea umiditatii

Masurarea umiditatii

"Condensul este o dovada indirecta de existenta a unei umiditati ridicate !!!"

Umiditatea este cantitatea de vapori de apa continuta intr-un esantion de aer. Exista trei moduri de a exprima umiditatea: umiditatea absoluta, umiditatea relativa si umiditatea specifica.

Modificarile suferite de marfuri datorita variatiei umiditatii aerului sunt extrem de variate, putand afecta aproape orice categorie de produse. Un efect foarte important al cresterii umiditatii aerului este sporirea masei produselor higroscopice, in timp ce scaderea umiditatii aerului va antrena o pierdere de masa din partea produselor higroscopice (la fructe si legume, dar si la fibre textile).

Se considera ca la o presiune normala si la temperatura de 20^oC, cantitatea de vapori de apa este maxim 17,5 g/m³, aceasta valoare reprezentand umiditatea absoluta a mediului ambiant (in conditiile de clima specifice tarii noastre). In ceea ce priveste umiditatea relativa a mediului ambiant, aceasta poate lua valori intre 63 si 67 %. Tot in contextul umiditatii aerului se determina si punctul de roua, adica temperatura la care saturarea aerului cu vapori de apa atinge punctul maxim, urmarea fiind aparitia condensului (picaturi fine de apa) la suprafata unor produse.

Din punctul de vedere al afinitatii fata de vaporii de apa, produsele pot fi mai mult sau mai putin higroscopice. Produsele pulverulente si granulare higroscopice (materiale de constructii, detergenti, fainuri vegetale, cafea macinata etc.) pot suferi aglomerari sub forma de bulgari, unele cu urmari ireversibile, datorita legarii chimice a apei. Fibrele textile - mai ales cele naturale - sunt foarte sensibile la variatiile umiditatii, fiind remarcate variatii dimensionale importante, concomitent cu afectarea principalelor proprietati mecanice. Scaderea umiditatii aerului din spatiul de depozitare afecteaza produsele din lemn,

remarcandu-se aparitia unor contrageri (crapaturi de uscare) pe suprafata produselor din lemn, dezlipirea furnirelor etc.

Factorii de mediu ai spatiilor de depozitare care contribuie la o buna pastrare a marfurilor alimentare sunt: temperatura, umiditatea si compozitia aerului, circulatia aerului, lumina solara si alte radiatii la care pot fi expuse produsele. Orice fluctuatie de temperatura influenteaza negativ umiditatea de echilibru a unor produse alimentare, deoarece prin contact cu mediul inconjurator, intre apa din alimente si umiditatea mediului inconjurator apare un transfer, avand drept consecinta uscarea sau umectarea produselor, deci, se poate spune ca actioneaza direct asupra stabilitatii si calitatii lor in timpul depozitarii. Determinarea cantitatii de vapori din atmosfera prezinta o importanta practica deosebita. De cantitatea de vapori aflata intr-o unitate de volum (1 m³) de aer atmosferic, depind o serie intreaga de fenomene, cum ar fi viteza de evaporare a apei, formarea cetii, norilor etc., fenomene studiate de meteorologie.

Higrometria se ocupa cu masurarea cantitatii de vapori de apadin atmosfera.

Aceste masuratori se pot face pe doua cai:

Se masoara masa m a vaporilor de apa continuti intr-un volum dat V de aer atmosferic;

Se determina presiunea actuala p_v a vaporilor de apa din atmosfera.

Aparatele pentru masurarea umiditatii atmosferice, numite higrometre, se impart in mai multe categorii dupa fenomenele pe care se bazeaza:

1. Higrometrele cu fir de par se bazeaza pe proprietatea parului degresat de a se lungi cand absoarbe vapori de apa.

Fig.5.1. Higrometru cu fir de par [2]

Higrometrele cu fir de par (Fig.5.1) sunt aparate care indica direct valoarea umiditatii aerului la un moment dat. Se bazeaza pe principiul modificarii lungimii unui material higroscopic (fir de par degresat), in functie de variatiile umiditatii aerului. Modificarile lungimii firului de par sunt transmise printr-un resort la un ac indicator, care se deplaseaza in fata unui cadran etalonat in valori ale umiditatii relative a aerului, de la 0.100%.

2. Higrometrele chimice sunt bazate pe absorbtia vaporilor de apa dintr-un volum cunoscut de aer, cu ajutorul unor substante chimice.

Higrometrele de condensare (Higrometrul Aluard, fig.5.2) se bazeaza pe determinarea punctului de roua (de aburire). Racind un corp in atmosfera, el se va aburi la temperatura pentru care presiunea valorilor saturati este egala cu presiunea actuala a vaporilor de apa.

Higrometrul Aluard este alcatuit dintr-un rezervor metalic A in jurul caruia se afla o placa metalica B. Atat suprafata rezervorului A cat si a placii B sunt lustruite identic pentru ca prin diferenta de reflexie a luminii sa se poata observa cea mai mica aburire. Rezervorul are la partea superioara o palnie P pe unde se toarna eterul, un termometru T si doua tuburi cu robinetele r₁ si r₂ , unul la stanga si altul la dreapta. Prin tubul din dreapta suflam aer ca sa marim viteza de evaporare a eterului si astfel temperatura lui sa scada. Tubul al doilea serveste pentru iesirea vaporilor de eter.

Psihrometrele sunt bazate pe viteza de evaporare a apei care depinde de deficitul higrometric.

www.termo.utcluj.ro/termoluc/Lucr07

1- bulb uscat de temperatura, 2- bulb umed de temperatura, 3- capat imbracat, 4- tub conectat la aspiratia ventilatorului.

Aparatul este constituit din doua termometre, unul obisnuit, denumit termometrul uscat si altul, termometrul umed, avand rezervorul acoperit cu o panza subtire, tifon de obicei, umezita cu apa distilata. Intrucat viteza de evaporare a apei de pe tifon, deci intensitatea racirii, variaza cu viteza de ventilatie, dar tinde catre o valoare limita pentru viteza de ventilatie superioare valorii de 2,5 m/s, psihrometrul de fata (de tip Assmann) este prevazut in partea superioara cu un aspirator cu arc (morisca psihrometrului). Aspiratorul asigura viteza de ventilatie necesara pentru ambele termometre. Rezervoarele termometrului sunt protejate radiativ de cate doua ecrane metalice cilindrice care reduc la minimum influenta alteratoare a campului radiativ exterior. Pentru udarea tifonului de pe termometrul umed se utilizeaza un mic tub de sticla continuat cu o para de cauciuc prevazuta cu o clama de oprire la nivelul dorit. Pentru fixare se utilizeaza uneori un cui lung cu agatatoare speciala. In contra efectului vantului care impiedica evacuarea aerului din morisca aspiratoare se utilizeaza un ecran metalic semicircular care se adapteaza la orificiul aspiratorului in directia de unde bate vantul.

5. Higrografele au acelasi principiu de functionare ca al higrometrelor, inregistrand, pe o hartie special etalonata, variatiile umiditatii relative a aerului pe timp de o saptamana. Acest lucru este posibil datorita miscarii de rotatie constanta a unui cilindru actionat de un mecanism de ceasornic, pe care se afla infasurata hartia de inregistrare.

Unele higrografe sunt prevazute si cu un termograf si in acest caz poarta denumirea de termohigrografe, care permit inregistrarea simultana a umiditatii si temperaturii. In depozitele ultramoderne exista aparate mai complexe, ca de exemplu traductoare pe baza de saruri de clorura de litiu, care functioneaza pe principiul masurarii unor parametri ai produselor higroscopice, avand la baza temperatura de echilibru a acestora.

5.2. Reglarea umiditatii

Reglarea umiditatii se realizeaza in aproape toate domeniile de activitate economica si in situatia sistemelor de aer conditionat pentru confort.

Pentru realizarea calculelor termice ale circuitelor frigorifice reale se poate utiliza produsul informatic CoolPack, realizat la Universitatea Tehnica din Danemarca (DTU), program care poate fi descarcat gratuit la adresa: www.et.dtu.dk/CoolPack si poate fi rulat sub urmatoarele sisteme de operare:

Windows 95

Windows 98

Windows 2000 Professional

Programul are sase module:

analiza ciclurilor,

proiectare,

evaluare,

auxiliar,

dinamica

si permite realizarea calculelor pentru:

subracirea in condensator si supraincalzirea in vaporizator

supraincalzirea pe conducta de aspiratie si refulare

schimbul intern de caldura

conditii de functionare a compresorului.

Pentru exemplificare pot fi prezentate diferite tipuri si modele de purificatoare si umidificatoare de aer.

Simularea functionarii unui sistem de reglare automata a umiditatii poate fi realizata si asociind un senzor de umiditate cu o schema de actionare electropneumatica in programul Fluidsim (adresa: www.festo-didactic.com )

Activitatea de invatare 5

Fisa de lucru 5.1. Reglarea umiditatii (electronic)

Competente vizate:

Elaboreaza scheme bloc pentru diferite posibilitati de reglare automata a unui proces

Analizeaza modul de conectare a elementelor componente pentru realizareaa unui SRA cu structura evoluata

Obiective vizate:

Aceasta activitate va va ajuta sa realizati un montaj de sesizare a umiditatii utilizand un circuit electronic

Durata: 180 minute.

Tipul activitatii: lucrare de laborator.

Descrierea lucrarii: Se da schema electrica:

Elementul sensibil este realizat din doua conductoare de cupru dispuse pe o placa de cablaj imprimat, impreuna cu R₁ si R₂ rezistenta de contact a elementului sensibil formeaza divizorul de tensiune pentru polarizarea bazei lui T₃. Curentul de colector al tranzistorului T₃ reprezinta abaterea (semnalul de eroare) care este amplificat de T_2.

Circuitul integrat 4011 din schema simuleaza regulatorul automat care comanda elementul de executie format dintrun releu electromagnetic. Poarta A din circuitul integrat IC2 lucreaza ca un Trigger -Schmitt transformand semnalul de la colectorul lui T2 in semnal digital. Acest semnal este aplicat la intarea portii B care lucreaza pe post de inversor. La iesirea portii B avem semnal 1 logic cand elementul sensibil sesizeaza umiditate respectiv 0 logic cand elementul sensibil nu sesizeaza umiditate. Semnalul de la iesirea portii B este aplicat prin intermediul rezistorului R7 pe baza tranzistorului T1, care cupleaza in circuit bobina releul K1 respectiv dioda electroluminoscenta LED1. La conectarea bobinei releului K1, acesta comuta contactul P1 din pozitia Q1 in pozitia S1 inchinzand si descinzand circuite electrice. Circuitul este prevazut cu un stabilizator de tensiune format din circuitul integrat IC1 si doua condensatoare pentru filtraj pe intrarea si iesirea lui. Alimentarea se realizeaza cu o tensiune cuprinsa intre 6 si 18 V.

Mod de lucru:

Dupa masurarea componentelor, parcurgeti urmatoarele etape:

Realizati pe placa de cablaj imprimat sau pe placa de test schema de mai sus.

Alimentati montajul folosind sursa de tensiune continua de 12 V.

Verificati functionarea montajului prin introducerea elementului sensibil intrun pahar cu apa

Explicati functionarea montajului raportandu-va la indicatia LED-ului si/sau raspunsul releului.

FISA DE EVALUARE 5.1.

Nr. crt.	Competente vizate	Punctaj	Observatii
	a) Organizarea ergonomica a locului de munca cu respectarea normelor de protectie a muncii si PSI. b) Pregatirea si verificarea componentelor schemei c) Lipirea pe cablaj imprimat a componentelor conform schemei electrice, simbolurilor si marcajelor. d) Calitatea realizarii lipiturilor.
	Cuplarea corecta a sursei de alimentare
	Verificarea functionarii termostatului prin introducerea senzorului in apa
	Explicarea functionarii montajului
	Estetica, limbaj tehnic, autocontrol
	Punctaj din oficiu
	TOTAL PUNCTAJ

Varianta de schema pentru un traductor rezistiv de umiditate

Traductorul realizat masoara umiditatea relativa 0÷100 %. Schema electrica contine un amplificator diferential realizat cu circuitul LM308 si genereaza la iesire o tensiune intre 2,9÷3,9 V.

Fisa de lucru 5.2. Reglarea umiditatii

Competente vizate:

Elaboreaza scheme bloc pentru diferite posibilitati de reglare automata a unui proces

Analizeaza modul de conectare a elementelor componente pentru realizareaa unui SRA cu structura evoluata

Obiective vizate:

Aceasta activitate va va ajuta sa realizati un montaj de sesizare a umiditatii utilizand un circuit electronic

Durata: 180 minute.

Tipul activitatii: lucrare de laborator cu grupe de elevi

Descrierea lucrarii:

Se da schema electro-pneumatica:

Figura 5.5

Descrierea lucrarii

Circuitul electro-pneumatic este format dintun compresor care produce presiunea de aer necesara circuitului pneumatic. Circuitul contine doua pistoane pneumatice utilizate pentru actionarea unor valve dintro instalatie tehnologica. Pistoanele sunt comandate de doua distribuitoare care permit comutarea circuitelor pneumatice. Distribuitoarele sunt actionate cu ajutorul a doua bobine din circuitul electric. Circuitul electric este format dintrun releu 1 care este pus sub tensiune prin intermediul uni buton de pornire si scos de sub tensiune prin intermediul unui buton de oprire. Butonul de pronire este prevazut cu un contact de automentinere pentru a mentine releul 1 sub tensiune si dupa ce butonul de pornire a fost eliberat dar numai pana cand butonul de oprire este actionat. Circuitul mai contine bobinele distribuitoarelor care sunt actionate de catre senzorul de umiditate.

Pentru realizarea senzorului de umiditate veti lega contactele releului elctromagnetic de la lucrarea 5.1. conform schemei din figura 5.5.

Figura 5.6. montajul pentru reglarea automata a umiditatii

FISA DE EVALUARE 5.2.

Nr.crt	Competente vizate	Punctaj	Observatii
	a) Organizarea ergonomica a locului de munca cu respectarea normelor de protectie a muncii si PSI. b) Pregatirea si verificarea elementelor schemei c) Realizarea conexiunilor conform schemei electrice si pneumatice, simbolurilor si marcajelor.
	Cuplarea corecta a sursei de alimentare electrica si pneumatica
	Verificarea functionarii montajului prin umezirea si uscarea repetaa a elemenelor conductoare care simuleaza senzorul
	Explicarea functionarii montajului
	Estetica, limbaj tehnic, autocontrol
	Punctaj din oficiu
	TOTAL PUNCTAJ

Test de evaluare 5

A. Enuntati principiul de masurare folosit de psihrometrul Asmann.

B. CompIetati spatiiIe libere:

1. Aerul .(1) si ..(2) formeaza amestecul de ..(3)..

2. Aparatul pentru masurarea .(4) poarta denumirea de umidometru.

3. Punctul de roua reprezinta ..(5). Ia care vaporii de apa dintrun gaz ajung Ia saturatie.

4. Umiditatea unui ..(6). reprezinta cantitatea de vapori de apa continuta in unitatea de masa sau de volum a unui corp gazos sau solid.

5. Psihrometru cu ventilator, tip Asmann, are (7). termometre.

C. Stabiliti valoarea de adevar a urmatoarelor afirmatii:

1. Umiditatea absoluta reprezinta cantitatea (masa) vaporilor de apa continuta intrun metru cub de amestec gazos (g/m3).

2. Metoda punctului de roua permite determinarea gradului de umiditate prin masurarea temperaturii de condensare (saturatie) a vaporilor de apa dintrun gaz (punct de roua).

D. Se considera un traductor capacitiv cu aria comuna maxima a armaturilor de 1 cm², permitivitatea relativa a dielectricului egala cu 3 si distanta dintre armaturi de 1mm (se considera permitivitatea vidului ε₀≈ 8,84 pF/m). Se cer:

a. sa se calculeze capacitatea maxima a traductorului;

b. sa se calculeze valoarea capacitatii daca intre armaturi ramane aer;

c. sa se calculeze valoarea ariei comune a armaturilor daca se micsoreaza capacitatea traductorului de 2 ori, permitivitatea ramanand constata si distanta dintre armaturi devenind 0,25 mm.

Rezolvare:

A: Cel mai utilizat psihrometru, denumit si psihcrometru cu ventilator de tip Asmann, consta dintrun termometru uscat si un termometru umed. Termometrul umed este iInfasurat intro panza higroscopica imbibata cu apa. Capetele termometrelor sunt scaldate de curentul de aer umed aspirat de catre un mic ventilator, actionat cu resort metalic sau electric cu o viteza mai mare de 2,5 m/s. Datorita evaporarii, temperatura t_um indicata de termometrul umed este mai mica decat temperatura t_us indicata de termometru uscat. Umiditatea relativa a aerului se determina folosind relatia:

In care:

p_v - presiunea vaporilor de apa;

p_s^' - presiunea partiala a vaporilor de apa saturati continuti de aer, la temperatura t_um;

p_s - presiunea partiala a vaporilor de apa saturati continuti de aer Ia temperatura t_us;

C - coeficient psihrometric, in bar/K;

p_b = p - este presiunea barometrica (presiunea totala a aerului umed) in bar;

p₀ = 1,01325bar este presiunea la starea normala fizica.

uscat;

vaporii de apa;

aer umed;

umiditatii;

temperatura;

gaz;

doua.

C: a. Adevarat

b. Adevarat

D: a. ;

c. =>

tabel rezultate

Subiect		Punctaj maxim	Punctaj acordat
A
B		7x 5=35
C	a
	b
	c
Pncte din oficiu
TOTAL

Extrase de catalog

Tester pentru masurarea umiditatii unui amestec apa-ciment, mixtura din sol, nisip, argila, agregate, beton, ciment si alte materiale granulare, carbura de calciu ..etc./
Tester Automat de umiditate a lemnului Acest instrument calculeaza valoarea umiditatii realizand automat corectia erorilor prin intermediul unui computer incorporat. In plus, intrucat domeniul de masurare al unitatii este intre 2 . 150%, se poate folosi unitatea pentru a masura umiditatea mai multor tipuri de lemn/placaj.
UMIDOMETRU / tester electronic rapid cu afisaj digital, cu corectie automata a temperaturii, programat pentru analiza de grau, secara, orz, ovaz, rapita, porumb, fasole, seminte de floarea soarelui, seminte de soia, mazare, secara alba, orez.. etc.
Senzor pentru Umiditatea Solurilor . Pentru monitorizarea si inregistrarea umiditatii solurilor.. rapid si precis, include si functii de 'data logger' (stocare date).
Statie de monitorizare pentru umiditatea solurilor . Pentru monitorizarea siiinregistrarea umiditatii solurilor in mai multe locatii, cu functii de 'data logger' (stocare date) . statie cu 8 canale cu functie se poate folosi pentru masurarea umiditatii solurilor, monitorizarea mai multor senzori si pentru analize de microclimat si de teren.
Soil Tester pentru umiditatea solului Pentru estimarea umiditatii solului rapid si ieftin
Umidometru pentru textile
Umidometru pentru hartie Destinat masurarii umiditatii absolute in hartie sau carton, sau a abrazivului pe suport de hartie, prin masurarea conductivitatii electrice.
Higrometru portabil digital pentru determinarea umiditatii si punctului de roua in gaze industriale si /sau explozive
Termohigrografe - Inregistratoare grafice de temperatura si/sau umiditate pentru camere frigorifice si depozite agro-alimentare / pana la -40°C. [5]