Differenzdruckschalter - Wie sie funktionieren

Differenzdruckschalter sind entscheidende Komponenten bei der Überwachung und Steuerung des Druckunterschieds zwischen zwei Punkten in einem HLK-System. Diese Schalter überwachen Luftfilter, steuern die Geschwindigkeit von Ventilatoren, halten den richtigen Kanalfluss aufrecht und betreiben variable Luftvolumen (VAV)-Systeme. Sie funktionieren, indem sie Druckmessungen vor und nach Geräten wie Luftfiltern oder Ventilatoren vornehmen und diese Messungen vergleichen. Dieser Vergleich ermöglicht es ihnen, die Leistung dieser Geräte effektiv zu überwachen und den Bediener über Probleme zu informieren, die den Druck oder den Luftstrom des Systems negativ beeinflussen könnten. Dieser Artikel diskutiert die Rolle von Differenzdruckschaltern in einem HLK-System, ihr Arbeitsprinzip und Auswahlkriterien.

Inhaltsverzeichnis

• Was sind Differenzdruckschalter
• Differenzdruckschalter für ein HLK-System
• Funktionsprinzip von Differenzdruckschaltern
• Auswahlkriterien
• Installation und Kalibrierung
• FAQs

Was sind Differenzdruckschalter

Differenzdruckschalter erkennen den Druckunterschied zwischen zwei Punkten. Diese Geräte sind mit zwei Anschlüssen ausgestattet, die jeweils mit einer anderen Druckquelle verbunden sind. Sie überwachen den Druckunterschied zwischen diesen beiden Orten.

Wenn der Druckunterschied einen bestimmten Schwellenwert erreicht, verformt sich das interne Membran des Schalters und stellt Kontakt her, wodurch entweder ein Stromkreis geschlossen oder unterbrochen wird. Diese Aktion löst eine Aktion (wie einen Alarm) aus, um den Benutzer über die Änderung des Drucks zu informieren. Der Schaltpunkt des Druckschalters kann vorbestimmt oder vor Ort nach den Bedürfnissen des Benutzers eingestellt werden.

Differenzdruckschalter für ein HLK-System

Differenzdruckschalter spielen eine entscheidende Rolle bei der Messung von Luftströmungsgeschwindigkeiten und -drücken innerhalb von Kanälen und Räumen in einem HLK-System. Sie minimieren Energiekosten und gewährleisten, dass das System innerhalb der erforderlichen Parameter arbeitet. Zusätzlich verbessern Differenzdrucksensoren den Komfort und die Sicherheit in Räumen. Differenzdruckschalter messen und überwachen vier kritische Aspekte eines HLK-Systems:

• Volumen
• Kanaldruck
• Raumdruck
• Filter

Volumen

Differenzdruckschalter regulieren die Menge der Luft, die durch das System strömt. Indem sie den Druck messen, können diese Sensoren die Position von Dämpfern innerhalb eines geschlossenen Regelkreises anpassen, was eine bedarfsgesteuerte Lüftung ermöglicht. Diese Fähigkeit erlaubt eine präzise Kontrolle über das Luftvolumen und verbessert signifikant die Fähigkeit des Systems, den Luftstrom effizient zu verwalten.

Ein Druckschalter erhöht die Präzision der Volumenkontrolle innerhalb des HLK-Systems. Durch die Bereitstellung genauer Messungen stellen diese Schalter sicher, dass das System den Luftstrom dynamisch anpassen kann, um auf die unmittelbaren Bedürfnisse der Umgebung und ihrer Bewohner zu reagieren.

Kanaldruck

Ein Differenzdruckschalter kann die Druckvariationen in Lüftungskanälen überwachen und entsprechend die Leistung des Ventilators anpassen. Dies gewährleistet einen konstanten Luftstrom durch den Raum, trotz der Tatsache, dass der Ventilator nicht auf einem konstanten Leistungsniveau arbeitet.

Raumdruck

In grundlegend klimatisierten Umgebungen ist es wesentlich, einen einheitlichen Druck in verschiedenen Teilen eines Raumes aufrechtzuerhalten, und Differenzdruckschalter sind der Schlüssel dazu. Beispielsweise erfordern Reinräume einen aufrechterhaltenen Überdruck, um die Infiltration von kontaminierter Luft zu blockieren. Ähnlich benötigen Krankenhauszimmer und Labore oft einen kontinuierlichen Unterdruck, um das Entweichen von Keimen und gefährlichen Substanzen in die umliegenden Bereiche zu verhindern.

Filter

Differenzdruckschalter können den Druckabfall über einem Luftfilter messen. Wenn der Druckabfall darauf hinweist, dass der Filter verstopft oder anderweitig beeinträchtigt ist, löst der Schalter eine Benachrichtigung aus, um den Filter zu ersetzen. Dies stellt sicher, dass das System effizient weiterarbeitet und die Luftqualität aufrechterhält.

Darüber hinaus können einige fortschrittliche Differenzdruckmonitore noch einen Schritt weitergehen, indem sie spezifische Probleme mit dem Filter, wie Risse, erkennen können. Diese Fähigkeit fördert nicht nur eine rechtzeitige Wartung, sondern hilft auch bei der Diagnose des genauen Problems mit dem Filter, um sicherzustellen, dass das HLK-System in optimalem Arbeitszustand bleibt und weiterhin saubere, gefilterte Luft an die Umgebung liefert.

Funktionsprinzip von Differenzdruckschaltern

Das Arbeitsprinzip eines Differenzdruckschalters basiert auf der Erkennung und Reaktion auf den Druckunterschied zwischen zwei Punkten. Dieses Gerät verwendet eine Kombination aus mechanischen und elektrischen Komponenten, um Druckniveaus in industriellen Flüssigkeits- und Gassystemen zu überwachen und zu steuern.

1. Sensorelement: Das Sensorelement kann eine Membran, Kapsel, Bourdon-Rohr oder Balg sein. Dieses Element reagiert auf Druckunterschiede zwischen zwei an den Schalter angeschlossenen Punkten. Beispielsweise wird sich bei Druckanwendung eine Membran verformen, eine Kapsel komprimieren, ein Bourdon-Rohr seine Form ändern und der Balg ausdehnen. Diese physische Bewegung ist der erste Schritt im Betrieb des Schalters.
2. Federm Mechanismus: Die durch das Sensorelement verursachte Bewegung wird durch eine Feder, bekannt als Bereichs- oder Stabilfeder, ausgeglichen. Diese Feder ist kalibriert, um einen spezifischen Widerstand gegen die Bewegung des Sensorelements zu bieten. Die Spannung oder Kompression der Feder kann eingestellt werden, um den Differenzdruckbereich festzulegen, auf den der Schalter reagieren wird. Im Wesentlichen bestimmt die Feder, bei welchem Druckunterschied der Schalter aktiviert wird.
3. Mikroschalteraktivierung: Die Bewegung vom Sensorelement, entgegengesetzt durch die Feder, wird über eine Verbindungsstange an einen Mikroschalter übertragen. Der Mikroschalter wandelt die mechanische Bewegung in eine elektrische Aktion um. Wenn der Druckunterschied ein vorbestimmtes Niveau erreicht, ist die Bewegung ausreichend, um den Mikroschalter zu betätigen. Diese Aktion kann entweder elektrische Kontakte innerhalb des Schalters öffnen oder schließen, was zur Aktivierung oder Deaktivierung eines Stromkreises führt.

Auswahlkriterien

Bei der Auswahl von Druckschaltern und -sensoren sollten Sie folgende Punkte beachten:

1. Messbereich, Empfindlichkeit und Drucktoleranz: Wählen Sie einen Schalter mit einem geeigneten Messbereich für die erwarteten Systemdrücke, der sowohl die untere als auch die obere Grenze umfasst. Zusätzlich muss die maximale Druckbewertung des Schalters den höchsten im System erwarteten Druck überschreiten, um Haltbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten.
2. Elektrische Kompatibilität und Betriebsbedingungen:
   1. Elektrische Anforderungen: Stellen Sie sicher, dass der Schalter die maximale Kontaktspannung und -last unterstützt, die das System benötigt, um eine elektrische Überlastung oder ein Versagen zu verhindern.
   2. Temperatur- und Umweltbeständigkeit: Der Schalter sollte zuverlässig innerhalb der höchsten in der Anwendung erwarteten Temperatur arbeiten. Er muss auch einen angemessenen Schutzgrad (IP-Schutzart) für seine Betriebsumgebung haben, um gegen Staub, Wasser und andere Umweltfaktoren geschützt zu sein.
3. Anschluss und physische Abmessungen:
   1. Anschlusstyp: Der Anschlusstyp (z.B. Schlauchanschluss) sollte mit dem System kompatibel sein, um eine nahtlose Installation zu ermöglichen.
   2. Physische Passform: Berücksichtigen Sie die Höhe, Breite und den Durchmesser des Schalters, um sicherzustellen, dass er in den zugewiesenen Platz im System passt.
4. Zusätzliche Funktionen:
   1. Anzeige und Lesbarkeit: Bestimmen Sie, ob eine Anzeige für die Anwendung notwendig ist, um den Druck direkt abzulesen oder das System zu überwachen. Selbst wenn der Schalter keine Anzeige hat, bewerten Sie andere Mittel der Lesbarkeit oder Überwachung, die erforderlich sein könnten.
   2. Schaltstufen und explosionsgeschütztes Design: Die Anzahl der Schaltstufen sollte mit den Steuerungsbedürfnissen übereinstimmen und bietet das richtige Gleichgewicht zwischen Einfachheit und Steuerungskomplexität. Für Anwendungen in gefährlichen Umgebungen stellen Sie sicher, dass der Schalter bei Bedarf als explosionsgeschützt eingestuft ist.
5. Umfassende Leistungskriterien: Wenn die Anwendung in anderen Einheiten als den Standard (z.B. Pa statt bar) arbeitet, überprüfen Sie die Spezifikationen des Schalters in diesen Einheiten. Berücksichtigen Sie auch den Differenzbereich oder die Schalthysterese des Schalters, um häufiges Schalten zu vermeiden, was zu Verschleiß oder Systeminstabilität führen könnte.

Installation und Kalibrierung

• Installation: Der Installationsprozess eines Differenzdruckschalters umfasst in der Regel die Montage des Schalters an einem Ort, an dem er den Druckunterschied zwischen zwei Punkten genau erfassen kann, wie z.B. über einem Filter, Ventilator oder einer Pumpe. Die bevorzugte Installationsausrichtung für diese Schalter ist vertikal, mit nach unten gerichteten Druckanschlüssen. Die Montage des Druckschalters in einer invertierten Position ist strengstens verboten, da dies zu ungenauen Messungen und potenziellen Systemausfällen führen kann. Beachten Sie immer das Schaltbild und die Installationsanweisungen des Herstellers, um eine korrekte Einrichtung zu gewährleisten.
• Kalibrierung: Die Kalibrierung stellt sicher, dass der Differenzdruckschalter genau am gewünschten Schaltpunkt arbeitet. Um einen Differenzdruckschalter zu kalibrieren, wenden Sie bekannte Drücke auf die Hoch- und Niederdruckanschlüsse an und justieren Sie den Knopf, bis der Schalter bei dem korrekten Druckunterschied schaltet.

Lesen Sie unseren Artikel über HLK-Instrumente für weitere Informationen zu den verschiedenen Instrumenten, die zur Steuerung und Überwachung eines HLK-Systems verwendet werden.

FAQs

Wo werden explosionsgeschützte Differenzdruckschalter verwendet?

Explosionsgeschützte Differenzdruckschalter werden in gefährlichen Bereichen wie Ölraffinerien, Chemieanlagen und Tankstellen eingesetzt.

Welche Rolle spielt ein Differenzdruckschalter bei einem Ofen, Kühler und Kessel?

In Öfen überwachen Differenzdruckschalter den Luftstrom; in Kühlanlagen prüfen sie den Kältemittelfluss; und in Kesseln halten sie den Wasserstand und den Dampfdruck aufrecht.

Was ist ein einstellbarer Differenzdruckschalter?

Ein einstellbarer Differenzdruckschalter ermöglicht dem Benutzer, den Druckunterschied festzulegen, bei dem er aktiviert oder deaktiviert wird.