Trasmettitore di pressione del refrigerante HVAC rispetto al trasmettitore di pressione differenziale dell'aria

Sebbene entrambi siano utilizzati nei sistemi HVAC, i trasmettitori di pressione differenziale dell'aria e del refrigerante HVAC misurano variabili diverse e non possono essere scambiati. Un trasmettitore di pressione del refrigerante misura normalmente la pressione relativa in un punto in un circuito refrigerante sigillato. Un trasmettitore di pressione differenziale dell'aria confronta due pressioni dell'aria, come i lati a monte e a valle di un filtro. Il primo funziona tipicamente in gamme di barre con una connessione al processo filettata; il secondo funziona spesso con intervalli Pa o bassi kPa con due porte per tubi. La selezione tramite la sola parola 'HVAC' può provocare un superamento della gamma, perdite, danni al supporto o un segnale inutilizzabile per il controller. La scelta corretta inizia dal riferimento di pressione, dal fluido, dall'intervallo previsto, dalla connessione al processo, dal segnale di uscita e dal punto esatto da monitorare.

Punti chiave

• Un trasmettitore del refrigerante misura la pressione in un punto rispetto al suo riferimento, mentre un trasmettitore del differenziale dell"aria misura la differenza tra due punti dell"aria.

• I circuiti refrigeranti richiedono comunemente la misurazione del campo in bar e un raccordo filettato a tenuta di pressione. Condotti, filtri e stanze solitamente richiedono la misurazione differenziale di Pa o basso kPa e due tubi dell"aria.

• Un trasmettitore del refrigerante a porta singola non può misurare direttamente la caduta di pressione attraverso un filtro. Un trasmettitore differenziale per aria pulita non deve essere esposto a refrigerante o liquidi.

• HPM135B è destinato alla misurazione della pressione di refrigerazione con un intervallo 0–1…50 bar e uscita 0,5–4,5 V. HPM310 e HPM311 sono progettati per una bassa pressione differenziale in gas secco, pulito e non corrosivo.

• La selezione dell"uscita deve corrispondere all"ingresso del controller, alla tensione di alimentazione, alla lunghezza del cavo, alla disposizione della messa a terra e alla diagnostica richiesta.

• Scegliere il trasmettitore dalle condizioni dell"applicazione, non dall"etichetta generale "Sensore di pressione HVAC."

Confronto rapido

La tabella seguente mostra perché questi due tipi di trasmettitori appartengono a parti diverse di un sistema HVAC.

La questione centrale non è quale disegno sia più accurato. Dipende se il trasmettitore è costruito per il mezzo misurato, l"entità della pressione, il tipo di riferimento, la connessione e il controller.

Che cos"è un trasmettitore di pressione del refrigerante HVAC?

Un trasmettitore di pressione del refrigerante HVAC converte la pressione della linea del refrigerante in un segnale elettrico per il monitoraggio, la protezione o il controllo. Normalmente viene installato direttamente su una presa di pressione, un corpo valvola, un collettore o una breve linea di pressione. Poiché il circuito frigorifero è sigillato e pressurizzato, il collegamento deve essere compatibile con l'apparecchiatura e in grado di mantenere una tenuta ermetica.

Misurazione della pressione relativa nei circuiti frigoriferi

La maggior parte dei punti di controllo della refrigerazione riguardano la pressione relativa alla pressione atmosferica circostante. Un trasmettitore di pressione relativa ha una porta di processo e utilizza la pressione atmosferica come riferimento. Se l"attacco del processo è aperto all"atmosfera, la lettura del manometro dovrebbe essere prossima allo zero.

Ciò differisce fondamentalmente dalla misurazione differenziale. Un a porta singola trasmettitore di pressione di refrigerazione segnala la pressione nel punto di installazione. Non conosce la pressione in un altro luogo a meno che non sia installato un secondo trasmettitore e il controller non calcoli la differenza. Anche in questo caso, sottrarre due trasmettitori con portata in bar è solitamente un pessimo sostituto di un trasmettitore differenziale a bassa aria appositamente costruito quando il risultato desiderato è solo di poche centinaia di pascal.

Pressione di aspirazione e mandata del compressore

L"aspirazione e lo scarico sono due punti di monitoraggio comuni, ma funzionano a pressioni diverse e servono a scopi di controllo diversi. La pressione di aspirazione può supportare il monitoraggio delle condizioni di evaporazione, il controllo della capacità e la protezione dalla bassa pressione. La pressione di scarico può supportare il monitoraggio delle condizioni di condensazione e la protezione dall"alta pressione.

La portata del trasmettitore dovrebbe coprire il normale funzionamento, oltre all"avvio credibile e alle condizioni transitorie, senza diventare così ampia da perdere la risoluzione utile. I trasmettitori lato aspirazione e lato mandata possono quindi richiedere portate diverse anche sullo stesso sistema di refrigerazione. Un tecnico dovrebbe inoltre verificare se l"applicazione può entrare nel vuoto, poiché un limite inferiore di 0 bar non può rappresentare una pressione relativa negativa.

La sola misurazione della pressione non conferma la carica di refrigerante né diagnostica ogni guasto del sistema. La temperatura, il tipo di refrigerante, la modalità operativa, lo stato del compressore e la logica di controllo specifica dell"apparecchiatura devono essere considerati insieme.

Resistenza alla condensa e compatibilità con i refrigeranti

Le apparecchiature di refrigerazione possono esporre un sensore e un connettore a condensa, cicli di temperatura e vibrazioni. L"HPM135B utilizza un alloggiamento compatto in ottone e un design anticondensa per il servizio di refrigerazione. L"intervallo di temperature di funzionamento elencato è compreso tra −35 e 110 °C, ma le condizioni di installazione devono comunque proteggere la connessione elettrica e il passaggio dei cavi da acqua stagnante, sollecitazioni meccaniche e condizioni della custodia inadeguate.

'Uso di refrigerazione' non significa compatibilità automatica con ogni refrigerante, lubrificante, sigillante o prodotto chimico detergente. Prima di specificare un sensore di pressione del refrigerante , verificare l'esatto refrigerante, i materiali a contatto con il fluido, i materiali di tenuta, la temperatura massima, l'intervallo di pressione, i requisiti di sovraccarico e lo standard di filettatura. Ciò è particolarmente importante quando si sostituisce un sensore in un'apparecchiatura progettata per un refrigerante o una classe di pressione diversi.

Esempi di applicazioni HPM135B

L"HPM135B ha un campo di misura elencato di 0–1…50 bar, precisione ±1,0% FS, sovraccarico doppio del fondo scala e un"uscita a tre fili da 0,5–4,5 V CC. Le connessioni al processo disponibili includono opzioni maschio o femmina NPT1/4, G1/4 e 7/16-20UNF; le scelte di collegamento elettrico includono un connettore Packard o una presa per cavo.

Queste caratteristiche sono adatte alle apparecchiature di refrigerazione compatte in cui un controller con ingresso di tensione necessita di un segnale di pressione diretto. Esempi di applicazioni includono:

• Gruppi frigoriferi e compressori a vite condensati ad acqua

• Pompe di calore geotermiche e ad aria

• Congelatori commerciali e armadi refrigerati

• Macchine per il ghiaccio

• Unità di refrigerazione che richiedono il monitoraggio della pressione o un ingresso di controllo protettivo

Per un trasmettitore di pressione per un refrigeratore , la gamma deve essere scelta per il punto di aspirazione o di scarico effettivo. Non dare per scontato che una versione da 0–50 bar sia la scelta migliore per ogni punto semplicemente perché copre l'intervallo massimo della famiglia.

Che cos"è un trasmettitore di pressione differenziale dell"aria?

Un trasmettitore di pressione differenziale dell'aria misura la differenza tra due pressioni di gas e converte tale differenza in un segnale del controller. La porta high-side e la porta low-side sono collegate a prese di pressione separate. L'uscita rappresenta P-alta meno P-bassa, non la pressione di per sé.

Misurare la differenza tra due punti aerei

Considera un filtro AHU. Un tubo si collega al condotto a monte del filtro e l"altro si collega a valle. Un filtro pulito crea una caduta di pressione relativamente piccola. Quando la polvere si accumula, la resistenza aumenta e la pressione differenziale aumenta. Il trasmettitore può inviare tale tendenza a un sistema di automazione dell"edificio o attivare un allarme al limite stabilito.

Lo stesso principio vale per la pressione ambiente. Collegando la porta alta a una stanza controllata positivamente e la porta bassa a un corridoio si consente al trasmettitore di mostrare se viene mantenuta la relazione di pressione richiesta. Invertendo i tubi si inverte il segno, ecco perché l"identificazione della porta è importante durante l"installazione.

Intervalli Pa e kPa a bassa pressione

Le misurazioni della ventilazione sono spesso molto più piccole delle pressioni della linea del refrigerante. Un trasmettitore di pressione da condotto potrebbe dover risolvere decine o centinaia di pascal, mentre un trasmettitore di refrigerante potrebbe funzionare su diverse o dozzine di bar. Una barra equivale a 100 kPa, o 100.000 Pa, che mostra l'entità della discrepanza.

La selezione dell"intervallo dovrebbe collocare il valore operativo previsto entro una porzione utile dell"intervallo preservando un margine sufficiente per condizioni anomale. Un intervallo DP in aria compreso tra 0 e 100 kPa può sopravvivere a un ampio differenziale, ma sarebbe scarsamente adattato a un filtro che normalmente cambia solo di poche centinaia di pascal. Al contrario, un trasmettitore da 0–200 Pa può essere superato dai picchi di pressione se viene collegato in modo non accurato.

Applicazioni per condotti, filtri e pressione ambientale

I trasmettitori differenziali d"aria sono comunemente usati per:

• Caduta di pressione sui filtri dell"UTA

• Confronto della pressione statica dei condotti di alimentazione, ritorno o scarico

• Funzionamento della ventola o logica di controllo del flusso d"aria

• Pressione della camera bianca relativa a una stanza o corridoio adiacente

• Monitoraggio della pressione nella tromba delle scale, nella stanza di isolamento o nel laboratorio

• Alimentazione dell"aria della caldaia e ventilazione sotterranea

Per questi usi, il mezzo misurato deve corrispondere alla limitazione del prodotto. HPM310 e HPM311 sono specificati per gas secco, pulito, non corrosivo e non possono misurare liquidi. Se il flusso d"aria contiene goccioline d"acqua, nebbia d"olio, vapore aggressivo, polvere pesante o condensa, utilizzare sistemi di separazione, filtraggio e spurgo adeguati o un trasmettitore progettato per quel mezzo.

HPM310 rispetto a HPM311

Entrambi i modelli misurano la micropressione differenziale nel gas pulito, ma la loro configurazione è diversa.

Scegli HPM310 quando è necessario un sensore di differenza di pressione dell'aria compatto con RS485 o diverse opzioni di uscita analogica. HPM311 è più adatto quando l'indicazione locale e la configurazione sul campo sono importanti. L'intervallo esatto determina la precisione disponibile, pertanto è necessario controllare il codice dell'intervallo anziché applicare un valore di precisione all'intera famiglia.

Sette differenze chiave

1. Pressione relativa e pressione differenziale

Il trasmettitore del refrigerante normalmente misura la pressione relativa all"atmosfera. Il trasmettitore Air DP confronta i suoi due punti di pressione collegati. Questa differenza di riferimento determina l"architettura del sensore e il modo in cui la lettura deve essere interpretata.

2. Porta singola o doppia porta

Un trasmettitore del refrigerante è dotato di una connessione per la pressione di processo. Un trasmettitore differenziale dell"aria ha una porta alta e una porta bassa. Lasciare aperta una porta DP può creare una misurazione di bassa pressione simile a quella di un manometro, ma solo quando la scheda tecnica e l"applicazione lo consentono.

3. Refrigerante e aria secca

Il trasmettitore del refrigerante è costruito per il contatto diretto con il processo soggetto a compatibilità verificata. HPM310 e HPM311 sono per gas secco, pulito e non corrosivo. Le porte dell"aria e il percorso di rilevamento non devono essere esposti a refrigerante o liquidi.

4. Intervallo Bar rispetto all"intervallo Pa/kPa

I circuiti refrigeranti utilizzano pressioni molto più elevate rispetto ai tipici sistemi ad aria. L"installazione di un trasmettitore d"aria a portata bassa su una linea del refrigerante causerebbe gravi fuori scala. L"installazione di un sensore con un ampio range di barre su un filtro HVAC produrrebbe una risoluzione poco utile.

5. Raccordo di processo filettato e connessione del tubo flessibile

Il servizio di refrigerazione richiede un raccordo filettato a tenuta di pressione selezionato per il collegamento dell"apparecchiatura e il metodo di tenuta. I trasmettitori Air DP normalmente si collegano alle prese di pressione tramite un tubo flessibile. Il materiale del tubo, il diametro, il percorso e la posizione della presa influiscono tutti sulla misurazione.

6. Uscita in tensione e uscita compatibile BAS

L"HPM135B utilizza un"uscita da 0,5–4,5 V CC per i controlli di apparecchiature compatte. I trasmettitori aerei possono offrire 4–20 mA, tensione o RS485 per l"integrazione BAS. "Compatibile con BAS" richiede comunque la corrispondenza esatta del tipo di ingresso, scala, alimentazione, cablaggio e protocollo di comunicazione.

7. Apparecchiature di refrigerazione e sistema di ventilazione

I trasmettitori del refrigerante supportano il monitoraggio della pressione di compressori, refrigeratori, pompe di calore, congelatori e macchine per il ghiaccio. I trasmettitori Air DP supportano filtri, ventole, condotti, stanze e controlli relativi al flusso d"aria. La posizione dell"applicazione solitamente rivela il tipo corretto di trasmettitore prima che venga presa in considerazione la precisione.

Perché questi trasmettitori non possono essere scambiati

Usare il dispositivo sbagliato non significa semplicemente ottenere una lettura meno accurata. Può creare guasti meccanici, elettrici e del sistema di controllo.

• Fuori campo: la pressione del refrigerante può superare l'intervallo del sensore di bassa aria di diversi ordini di grandezza, spostando o rompendo in modo permanente l'elemento di rilevamento.

• Danni al mezzo: refrigerante, olio del compressore o liquidi possono attaccare o contaminare un sensore progettato solo per gas pulito.

• Perdite: un portagomma e un tubo di plastica non sostituiscono una connessione filettata adatta alla refrigerazione e un metodo di tenuta approvato.

• Letture errate: un trasmettitore con manometro a porta singola non può misurare direttamente la differenza di pressione tra due punti d'aria. Una vasta gamma nasconde anche piccole variazioni di pressione nel condotto.

• Scarsa risposta del controllo: un intervallo o una scalatura errati possono far sì che il controller risponda troppo lentamente, oscilli o non riesca a rilevare un cambiamento reale.

• Funzionamento non sicuro del sistema: un segnale di pressione errato può interferire con la protezione e la logica di controllo. I dispositivi di sicurezza richiesti dalla progettazione dell'apparecchiatura non devono essere sostituiti da un trasmettitore per uso generale non idoneo.

Nanjing Hangjia Electronic Technology Co., Ltd. (HIGHJOIN) separa i modelli di pressione del refrigerante e differenziale dell"aria pulita perché le loro condizioni di rilevamento sono fondamentalmente diverse. Le specifiche dell"ordine dovrebbero preservare tale separazione anche quando entrambi i dispositivi fanno capo allo stesso controller HVAC.

Trasmettitori di pressione differenziale per refrigerante HVAC e aria: quale dovresti utilizzare?

Utilizzare il punto misurato, non il nome dell'apparecchiatura, come punto di partenza per la selezione del trasmettitore HVAC.

Una richiesta di sensore di pressione HVAC dovrebbe quindi includere qualcosa di più del nome dell'apparecchiatura. Indicare il riferimento di pressione, la pressione operativa media, minima e massima, la sovrapressione consentita, la temperatura, la connessione al processo, il connettore elettrico, l'alimentazione, l'uscita, la lunghezza del cavo, la posizione di montaggio e l'ingresso del controller.

Compatibilità del segnale di uscita e del controller

Il sensore e il controller devono utilizzare lo stesso tipo di segnale e la stessa scala. Un trasmettitore meccanicamente corretto con un"uscita incompatibile non può fornire una misurazione utilizzabile.

Il segnale da 0,5–4,5 V CC dell"HPM135B è adatto ai controller progettati per tale ingresso. HPM310 supporta 4–20 mA, tensione o RS485; HPM311 supporta 4–20 mA o tensione. Non dare per scontato che RS485 significhi automaticamente compatibilità Modbus a meno che la documentazione del modello ordinato non specifichi il protocollo.

Un trasmettitore di pressione differenziale HVAC collegato a un BAS viene spesso specificato con 4–20 mA o 0–10 V, ma l'opzione migliore dipende dal cablaggio e dal controller installati. I loop di corrente sono generalmente preferiti per percorsi di cavi più lunghi e aree di impianti elettricamente rumorose. I segnali di tensione sono utili quando il controller fornisce già l'alimentazione corretta e il percorso del cavo è controllato. RS485 è utile quando la rete digitale e più dispositivi indirizzati giustificano il lavoro di configurazione aggiuntivo.

Differenze di installazione

I trasmettitori DP per refrigerante e aria richiedono procedure di installazione diverse perché uno si apre in un circuito refrigerante pressurizzato e l"altro si collega tramite un tubo dell"aria a bassa pressione.

Per un trasmettitore di refrigerante:

1. Confermare il refrigerante, la pressione massima, la temperatura, la filettatura, il metodo di tenuta e il connettore elettrico.

2. Isolare e depressurizzare il circuito secondo la procedura dell"apparecchiatura prima dell"installazione o della sostituzione.

3. Utilizzare la guarnizione e il metodo di serraggio specificati. Evitare di applicare coppia attraverso l"alloggiamento o il connettore elettrico.

4. Posizionare e sostenere il trasmettitore e il cavo per limitare le vibrazioni, la tensione del connettore e l"acqua intrappolata.

5. Effettuare una prova di tenuta del collegamento completato utilizzando il metodo approvato per il sistema refrigerante.

6. Verificare la scalatura 0,5–4,5 V del controller a condizioni di pressione note prima di rimettere in servizio l"apparecchiatura.

Per un trasmettitore differenziale d"aria:

1. Selezionare le prese di pressione che rappresentano le condizioni previste a monte/a valle o ambientali/di riferimento.

2. Montare il trasmettitore nell"orientamento consentito dalle sue istruzioni e dove i controlli zero rimangono accessibili.

3. Collegare il punto di pressione più alta a H e il punto di pressione più bassa a L. Etichettare entrambi i tubi.

4. Mantenere i tubi corti, supportati, non attorcigliati e protetti da calore, spigoli vivi, trappole d"acqua e disconnessioni accidentali.

5. Equalizzare entrambe le porte ed eseguire la regolazione dello zero consentita prima di applicare la pressione differenziale.

6. Controllare la segnaletica e la scala al BAS. Una lettura negativa spesso indica tubi invertiti o un rapporto di pressione invertito, non un sensore guasto.

L"umidità è un problema particolare nei circuiti respiratori. La condensa può bloccare un tubo, aggiungere un errore relativo alla testa del liquido o raggiungere un sensore che non è in grado di misurare i liquidi. Il design del rubinetto e il percorso dei tubi dovrebbero impedire la raccolta di acqua nel percorso di pressione.

Conclusione

I trasmettitori di pressione differenziale dell"aria e del refrigerante HVAC risolvono diversi problemi di misurazione. Un trasmettitore del refrigerante come l"HPM135B misura la pressione relativa a un punto in un circuito del refrigerante sigillato, utilizzando una connessione filettata, un intervallo di bar e un"uscita da 0,5–4,5 V. Un trasmettitore differenziale dell"aria come HPM310 o HPM311 confronta due punti di aria pulita, normalmente attraverso tubi, su intervalli Pa o bassi kPa con uscite analogiche o digitali orientate al controller.

I due dispositivi non dovrebbero mai essere selezionati solo con la parola "HVAC". Identificare innanzitutto il mezzo, il riferimento di pressione, il numero di porte, la pressione minima e massima, la sovrapressione, la connessione al processo, l"uscita e il punto di applicazione. Ciò previene fuori scala e perdite, preserva la risoluzione di misurazione utile e fornisce al controller un segnale che può interpretare correttamente.

FAQ

Un trasmettitore di pressione del refrigerante può misurare la pressione dell"aria nel condotto?

Può misurare una pressione dell"aria relativa relativamente alta se il mezzo e l"intervallo sono compatibili, ma generalmente non è adatto per una bassa pressione differenziale del condotto HVAC. La sua singola porta non può confrontare direttamente due punti del condotto e un intervallo di barre solitamente fornisce una scarsa risoluzione per un segnale a livello di Pa.

Un trasmettitore di pressione differenziale dell"aria può entrare in contatto con il refrigerante?

No, non quando è specificato solo per gas secco, pulito e non corrosivo. HPM310 e HPM311 non possono misurare liquidi e non devono essere collegati a un circuito refrigerante. La pressione del refrigerante, l"olio e l"esposizione a sostanze chimiche possono danneggiare il percorso di rilevamento e creare perdite o un funzionamento non sicuro.

Perché i trasmettitori di refrigerante utilizzano intervalli di pressione più elevati?

I compressori creano notevoli pressioni di aspirazione e scarico per far circolare il refrigerante e supportare l"evaporazione e la condensazione. Queste pressioni di esercizio sono molto al di sopra delle piccole differenze di pressione utilizzate per monitorare filtri, condotti, ventilatori o stanze, quindi i trasmettitori di refrigerante utilizzano comunemente intervalli di bar anziché intervalli di Pa.

Quale segnale di uscita è migliore per un sistema di automazione degli edifici?

Non esiste un segnale migliore universale. Un loop da 4–20 mA è robusto su cavi più lunghi, 0–10 V è conveniente per molti ingressi BAS e RS485 supporta la rete digitale indirizzabile. Utilizzare il segnale supportato dal controller e verificare alimentazione, scala, cablaggio, protocollo e gestione degli errori.

Quale trasmettitore dovrebbe essere utilizzato per un filtro HVAC?

Utilizzare un trasmettitore di pressione differenziale dell"aria a basso range collegato attraverso il filtro. HPM310 o HPM311 possono essere selezionati in base alle esigenze di intervallo, uscita, visualizzazione e configurazione sul campo richieste. Il limite di allarme dovrebbe basarsi sul design del filtro e dell"AHU piuttosto che su un valore generico.

Lo stesso controller può accettare entrambi i tipi di trasmettitori?

Sì, se dispone di canali di ingresso compatibili e ciascun canale può essere scalato separatamente. Ad esempio, un canale può accettare il segnale da 0,5–4,5 V dell"HPM135B mentre un altro accetta un segnale DP in aria da 4–20 mA. Il controllore non rende i sensori intercambiabili; riceve solo le loro diverse misurazioni.