Onkel Dagobert
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Hallo, mal wieder eine Frage an die Klima- und Regelungstechniker unter euch
kurze Anlagenbeschreibung
Ein geschlossener Kühlturm mit Besprühung ist Bestandteil einer Kühlanlage. Der Kühlkreis ist über einen Wärmetauscher (Glykol/Wasser) von dem Prozeßkühlkreislauf getrennt. Der Führungsregler für die Prozeßtemperatur berechnet mir u.a. einen Sollwert für den Glykolwasseraustritt des Kühlturms. Der Folgeregler, der diesen Sollwert ausregeln soll, berechnet den Stellgrad für den Kühlturm-Lüfter, welcher über einen FU betrieben wird.
Generelles Problem
Die gewünschte Solltemperatur des Prozeßkühlwassers liegt bei 20°C. Zwei, drei Grad mehr sind gerade noch aktzeptabel. Der Kühlturm kann jedoch (ohne Besprühung) das Glykolwasser bestenfalls auf eine Temperatur nahe der Aussentemperatur abkühlen. Mit Besprühung liegt dieser Grenzwert bei der sogenannten Feuchtkugeltemperatur. Diese ist wiederum abhängig von der Aussentemperatur und der relativen Luftfeuchte. Unter den Klimabedingungen der letzten Tage konnte der Prozeßsollwert von 20°C nur bei Aussentemperaturen bis zu 16..17°C erreicht werden. Die Durchflussmenge des Prozeßkühlwassers im Wärmetauscher ist um ein Vielfaches größer als die des Kühlturmkreises. An diesem Problem kann wohl auch die beste Regelung der Welt nichts ändern.
Mein Problemchen
Da der Sollwert von 20°C oftmals nicht erreicht werden kann, liegen die Ausgangssignale sämtlicher Regler bei 100%. Das bedeutet, das der Kühlturmlüfter mit voller Drehzahl arbeitet aber dennoch keine Steigerung der Kühlleistung bewirkt, da die natürliche Temperaturbegrenzung durch die jeweilige Feuchtkugeltemperatur erreicht wird. Daran ändert auch ein höherer Luftstrom ab einem gewissen Wert nichts mehr. Doch wie ermittle ich die gerade notwendige Lüftströmung? Nun könnte ich den Sollwert der Kühlturmaustritt-Temperatur auf einen Wert oberhalb der Aussentemperatur, bzw. durch Einbau eines weiteren Fühlers in den Kühlturm, auf oberhalb der Feuchtkugeltemperatur begrenzen. Damit diese Begrenzung zum Herabregeln des Lüfters wirksam wird, müsste ich einen angemessenen Abstand zu dieser Feuchtkugeltemperatur einhalten. Dadurch würden allerdings wieder einige wertvolle 1/10 °C verschenkt werden. Damit wäre ich sofort der Schuldige .
Meine Frage
Wie kann ich auf eine sichere Art und Weise erkennen, wann eine Drehzahlerhöhung keinen Gewinn mehr bringt? Temperaturvergleiche scheiden aus o.g. Gründen aus. Die Kühlleistung darf unter den gegebenen Umständen auch nicht darunter leiden. Vielleicht hat ja jemand eine Idee. Falls nicht, dann läuft der Lüfter halt weiterhin auf voller Leistung - ist ja so wie so das geringste Übel an der Anlage.
Gruß, Onkel
kurze Anlagenbeschreibung
Ein geschlossener Kühlturm mit Besprühung ist Bestandteil einer Kühlanlage. Der Kühlkreis ist über einen Wärmetauscher (Glykol/Wasser) von dem Prozeßkühlkreislauf getrennt. Der Führungsregler für die Prozeßtemperatur berechnet mir u.a. einen Sollwert für den Glykolwasseraustritt des Kühlturms. Der Folgeregler, der diesen Sollwert ausregeln soll, berechnet den Stellgrad für den Kühlturm-Lüfter, welcher über einen FU betrieben wird.
Generelles Problem
Die gewünschte Solltemperatur des Prozeßkühlwassers liegt bei 20°C. Zwei, drei Grad mehr sind gerade noch aktzeptabel. Der Kühlturm kann jedoch (ohne Besprühung) das Glykolwasser bestenfalls auf eine Temperatur nahe der Aussentemperatur abkühlen. Mit Besprühung liegt dieser Grenzwert bei der sogenannten Feuchtkugeltemperatur. Diese ist wiederum abhängig von der Aussentemperatur und der relativen Luftfeuchte. Unter den Klimabedingungen der letzten Tage konnte der Prozeßsollwert von 20°C nur bei Aussentemperaturen bis zu 16..17°C erreicht werden. Die Durchflussmenge des Prozeßkühlwassers im Wärmetauscher ist um ein Vielfaches größer als die des Kühlturmkreises. An diesem Problem kann wohl auch die beste Regelung der Welt nichts ändern.
Mein Problemchen
Da der Sollwert von 20°C oftmals nicht erreicht werden kann, liegen die Ausgangssignale sämtlicher Regler bei 100%. Das bedeutet, das der Kühlturmlüfter mit voller Drehzahl arbeitet aber dennoch keine Steigerung der Kühlleistung bewirkt, da die natürliche Temperaturbegrenzung durch die jeweilige Feuchtkugeltemperatur erreicht wird. Daran ändert auch ein höherer Luftstrom ab einem gewissen Wert nichts mehr. Doch wie ermittle ich die gerade notwendige Lüftströmung? Nun könnte ich den Sollwert der Kühlturmaustritt-Temperatur auf einen Wert oberhalb der Aussentemperatur, bzw. durch Einbau eines weiteren Fühlers in den Kühlturm, auf oberhalb der Feuchtkugeltemperatur begrenzen. Damit diese Begrenzung zum Herabregeln des Lüfters wirksam wird, müsste ich einen angemessenen Abstand zu dieser Feuchtkugeltemperatur einhalten. Dadurch würden allerdings wieder einige wertvolle 1/10 °C verschenkt werden. Damit wäre ich sofort der Schuldige .
Meine Frage
Wie kann ich auf eine sichere Art und Weise erkennen, wann eine Drehzahlerhöhung keinen Gewinn mehr bringt? Temperaturvergleiche scheiden aus o.g. Gründen aus. Die Kühlleistung darf unter den gegebenen Umständen auch nicht darunter leiden. Vielleicht hat ja jemand eine Idee. Falls nicht, dann läuft der Lüfter halt weiterhin auf voller Leistung - ist ja so wie so das geringste Übel an der Anlage.
Gruß, Onkel