Inneklimarigg (HVAC)

TechTeach disponerer 4 stk klimarigger, som er i form av et lite rom der luftttemperaturen (med oppvarming eller kjøling) og luftgjennomstrømningen (med vifte) reguleres.

Oversikt

Figur 1 gir en oversikt over inneklimariggen.

Figur 1: Oversikt over inneklimariggen.

Utforming

Figur 2 viser en tegning av klimariggen.

Figur 2: Tegning av inneklimariggen.

Teknisk flytskjema (piping and instrumentation diagram - P&ID)

Figur 3 viser et teknisk flytskjema for inneklimariggen. (Png-fil. Pdf-fil.)

Figur 3: Teknisk flytskjema for inneklimariggen.

Skjemaer

·       Systemskjema - full assembly

·       Systemskjema - opened assembly

·       Elektroskjema

Instrumentering

·       Vifte og varmeelement

·       Peltier-element

·       Pt100-element (temperatursensor)

·       Temperaturtransmitter

·       Luftstrøm-sensor

PC

Til hver rigg er det en bærbar PC (Acer Inspire) med følgende programvare:

·       LabVIEW Runtime Engine inkl. NI-DAQmx-drivere

·       Python (Anaconda-distribusjonen)

·       OpenOffice

·       Nettleseren Microsoft Edge

LabVIEW-app

En LabVIEW-app (ikke fritt tilgjengelig) brukes for regulering av riggen. Appen kjøres på PC-ene nevnt ovenfor. Figur 4 viser appens frontpanel.

Figur 4: Appens frontpanel.

Tema

Med ovennevnte utstyr og programvare kan riggen dekke følgende tema:

·      Måleteknikk:

o   Temperatursensor (Pt100)

o   Luftstrømsensor (termisk)

o   Posisjonsmåling (av spjeldinnstilling) med potensiometer

·      Pådragsteknikk:

o   Luftvifte

o   Varmeelement (varmetråd)

o   Kjøleelement (Peltierelement)

·       Prosessdynamikk: Forsterkning, tidskonstant og tidsforsinkelse

·      Målesignalomregning fra spenning til fysisk enhet, f.eks. fra volt til grader C.

·      Målesignalfiltrering med middelverdifilter

·      Regulering av temperatur og luftstrøm:

o   Manuell regulering

o   Automatisk regulering med av/på- regulator

o   Automatisk regulering med PID-regulator (P, PI, PID)

·      Regulatorinnstilling (Ziegler-Nichols, Åstrøm-Hägglund (rele-metoden), Good Gain, Skogestad, Gain scheduling)

·      Reguleringssløyfers stabilitet

·      Reguleringsstruktur: Enkeltsløyferegulering med PID-regulator. Planlagt, men ennå ikke implementert:

·      Lagring av dataserier på fil og videre behandling i regneark eller Python

·      Matematisk modellering og modelltilpassing til eksperimentelle tidsserier

·      Planlagt (ennå ikke implementert):

o   Kaskaderegulering

o   Split-range-regulering

o   Foroverkopling

o   Tilstandsestimering med Kalman-filter

Lab-rigger som TechTeach disponerer

2. mars 2024. Finn Aakre Haugen (finn@techteach.no).