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Reinraumtechnik - Raumduckregelungen
Kapitel 7.0
6.3.1 Einfluss der Regeltoleranz eines Raumdruckreglers
Die Regelabweichung (Genauigkeit) eines Raumdruckreglers
hängt im Wesentlichen von der Positioniergenauigkeit
des Stellklappemotors (Auflösung) und des auszuregelnden
Volumenstromes ab.
Die Auflösung eines elektrischen Stellklappenmotors liegt
bei typisch ± 1 °. Bei ungenauen Differenz-Drucktransmittern
oder ungünstiger Referenzpunktmessung kann die
Regelabweichung noch größere Werte annehmen. Es soll
nun der Zusammenhang zwischen Regeltoleranz, Raumleckfläche
und dem Raumdruck berechnet werden.
6.3.2 Rechenbeispiel mit einem Raumleck von
0,001 m² (10 cm²) bei konstantem Zuluft-
volumenstrom und Raumdruckregler
Die Fläche von 10 cm² entspricht einem quadratischen
Raumleck mit einer Seitenlänge von 3,16 x 3,16 cm oder
einem rechteckigen Raumleck von 1 mm x 1 m, was einem
Türspalt von ca. 1mm entspricht.
Gegeben:
Raumvolumen: 150 m³
Kanaldruck Zuluft/Abluft: 400 Pa
Raumleckfläche: 0,001 m² (10 cm²)
Raumluftwechsel 20-fach: 3000 m³/h
Volumenstrom Zuluft: 3000 m³/h
Raumüberdruck: 10 Pa
Volumenstrom Abluft: 3000 m³/h - x
Regeltoleranz des Raumdruckreglers:
± 1 °
Berechnung des maximalen Fehlers:
Für die vereinfachte Betrachtung wird hier ein linearer
Fehler von 90 Schritten mit jeweils 1° angenommen. Bei
genauer Betrachtung muss hier noch der Sinus für die jeweilige
Klappenstellung mit einbezogen werden.
Nach der Bernoulli-Formel ergibt sich eine theoretische
Druckdifferenz von:
14
Δp = 1,2
2
3000
——— = ± 33,3 m³/h
90°/1°
33,3
0,001 0,72 3600
2
= 99 Pa
Die errechnete Druckdifferenz (± 99 Pa) zeigt den maximal
möglichen Fehler und verdeutlicht zugleich, dass
eine Druckregelung mit dem Raumdruckregler und den
gegebenen Regeltoleranzen (± 1 °) sowie der gegebenen
Raumleckfläche (10 cm²) bei einer 20-fachen Raumluftwechselrate
nicht möglich ist.
6.3.3 Rechenbeispiel mit einem Raumleck von
0,01 m² (100 cm²) bei konstantem Zuluft-
volumenstrom und Raumdruckregler
Wird die Raumleckfläche um das 10-fache auf 100 cm²
vergrößert, so entspricht dies einem quadratischen Raumleck
mit einer Seitenlänge von 10 x 10 cm oder einem
rechteckigen Raumleck von 1 cm x 1 m, was einem Türspalt
von ca. 1 cm entspricht.
Mit den unter 6.3.2 gegebenen Werten ergibt sich nach
der Bernoulli-Formel folgende Druckdifferenz:
Δp = 1,2
2
33,3
0,01 0,72 3600
Die errechnete Druckdifferenz von ± 0,99 Pa bedeutet,
dass bei der gegebenen Raumleckfläche eine Raumdruckregelung
mit einer Fehlertoleranz von ± 0,99 Pa möglich
ist. Bei Verkleinerung der Raumleckfläche auf z.B. 50 cm²
ist mit einer Fehlertoleranz von ± 4 Pa zu rechnen und
somit nicht mehr geeignet einen Raumdruck von 10 Pa mit
ausreichender Genauigkeit auszuregeln.
6.4 Raumdruckregler CRP mit doppelter
Regelgenauigkeit
Durch die einzigartige direkte Ansteuerung des
Stellmotors (Fast-Direct-Drive) aus der Reglerelektronik
erreicht SCHNEIDER mit dem Raumdruckregler CRP
eine Positionieraufl ösung des Stellmotors < 0,5 °. Neben
der sehr guten Positionieraufl ösung wird zusätzlich ein
schnelles, stabiles und hysteresefreies Regelverhalten
erreicht.
Die Berechnung des maximalen Fehlers bei Einsatz
eines CRP ergibt sich wie folgt:
3000
——— = ± 16,67 m³/h
90°/0,5°
Mit dem Raumdruckregler CRP wird bei der unter 6.3.3 auf
50 cm² reduzierten Raumleckfläche die Fehlertoleranz von
± 4 Pa auf ± 1 Pa reduziert. Somit wird bei den gegebenen
Bedingungen und bei Einsatz eines CRP-Raumdruckreglers
von SCHNEIDER der gewünschte Raumdruck von 10
Pa mit ausreichender Genauigkeit ausgeregelt.
LabSystem Planungshandbuch ● Lufttechnik für Laboratorien
2
= 0,99 Pa