Принципову схемуСистеми автоматизації вентиляції, як правило, розробляють на стадії проектування інженерних комплексів будівлі, в цей же час вирішується питання про кращий режим управління (напівавтоматичний або автоматичний). Шафи управління повинні монтуватися максимально доступному місцідля того, щоб при необхідності легко контролювати обладнання та виконувати його регулярне обслуговування.

Автоматичне керування дозволяє:

регулювати інтенсивність роботи вентиляторів;
Вчасно запобігати замерзанню водяного калорифера;
Підтримувати оптимальну температуруповітря та інші показники, що впливають на життєдіяльність.

Поняття автоматизації

Автоматику вентиляції забезпечують встановлені в будівлі спеціальні шафи, що відповідають за автоматичне керування всім вентиляційним та кліматичним обладнанням. Автоматизацію можна провести на будь-яких об'єктах, вентиляційні системияких є ускладненими схемами чи комплексами середньої складності. Сучасні автоматизаційні елементи виконують одночасно кілька функцій, а власник за рахунок цього захищається від неминучих (у разі, коли немає єдиного управління) збоїв системи.

Причини затребуваності автоматизованих вентиляційних систем

Вентиляційні системи, як правило, є складними поєднаннями інженерного обладнання, призначеного для забезпечення ефективного повітрообміну. Ручне управління тут не раціонально, оскільки постійно змінюються показники тиску, вологості та температури залежно від пори року, кліматичних умов, змінюється кількість повітря, що видаляється і надходить. Ідеальним рішеннямбуде повна автоматизація вентиляціїта систем кондиціювання.

Необхідне обладнання

Основні елементи, завдяки яким забезпечується автоматизація вентиляції:

Регулятори- Ключові складові, саме вони координують діяльність виконавчих механізмів на основі показників наявних датчиків;
Датчики- складові, на основі яких і утворюється система автоматики, вони надають інформацію про поточний стан підконтрольного об'єкта. Датчики забезпечують зворотний зв'язок за кожним окремим параметром – вологість, температура, тиск та ін. Як критерії для вибору датчиків виступають умови експлуатації, необхідна точність вимірів, діапазон показників.
Виконавчі механізми- Електричні, гідравлічні, механічні виконавчі пристрої.

Переваги використання автоматизованих вентиляційних систем:

Помітна економіяелектроенергії (витрати зменшуються приблизно на 20%);
Дистанційне керуваннята регулювання роботи елементів системи;
Індикація необхідних параметрівфункціонування системи;
Можливість регулювання кліматичних характеристикповітря у приміщеннях;
Відстеження інтенсивності забрудненняфільтрів, що забезпечує своєчасне обслуговування;
Контроль ефективностіобладнання, захист від переохолодження, перегрівання елементів системи.

На сьогоднішній день автоматизацію вентиляції проводять не тільки на промислових об'єктахВона актуальна і для більшості житлових, громадсько-побутових будівель. Основне її завдання – забезпечення максимально комфортного повітряного простору у приміщенні.

Кондиціонування повітря: Автоматичне підтримання в закритих приміщеннях всіх або окремих параметрів повітря (температури, відносної вологості, чистоти, швидкості руху та якості) з метою забезпечення, як правило, оптимальних метеорологічних умов, найбільш сприятливих для самопочуття людей, ведення технологічного процесу, забезпечення безпеки цінностей (СП 60.13330.2012).

Системи кондиціювання діляться на три основні групи:

Спліт-система. Це система кондиціонування повітря, що складається з двох блоків: зовнішнього (компресорно-конденсаторного агрегату) та внутрішнього (випарного). Принцип роботи системи заснований на видаленні тепла з приміщення, що кондиціонується, і перенесенні його на вулицю. Спліт-система, як і будь-яка система кондиціювання працює на тих же фізичних принципах, що й холодильник.

Центральні системи кондиціювання, суміщені із системами вентиляції. Основним завданням таких систем є підтримання відповідних параметрів повітряного середовища: температури, відносної вологості, чистоти та рухливості повітря у всіх приміщеннях об'єкту за допомогою однієї або кількох технологічних установокза рахунок розподілу потоків за допомогою системи трубопроводів.

У цьому правильний склад повітря підтримується більше вентиляцією, ніж кондиціонуванням. Приточна вентиляціявідповідає за приплив свіжого повітря, витяжна – за витяжку шкідливих домішок.

Приточна установка служить для обробки повітря та подачі його в приміщення, що обслуговуються. Під обробкою повітря розуміється його очищення від пилу та інших забруднень, охолодження, нагрівання, осушення чи зволоження.

Мультизонні системи. Їх застосовують для об'єктів з великою кількістюприміщень, де є потреба в індивідуальному регулюванні температури повітря та особливі вимогиза комфортністю приміщень, наприклад, приміщення серверних або технологічного обладнаннявимагає великого тепловідведення. Конструктивно мультизональна система складається з одного або декількох зовнішніх блоків, з'єднаних хладоновими трубопроводами, електричними кабелямиживлення та управління з необхідним числом внутрішніх блоків настінного, напольно-стельового, касетного та канального виконання.

Найбільш поширеними мультизонними системами є чилери, фанкойли, центральні кондиціонери.

Система автоматизації дозволяє системі кондиціонування забезпечити необхідні, іноді істотно розрізняються параметри в приміщеннях, при цьому не допускаючи перевитрати електроенергії (VRV і VRF системи).

Можлива помилка під час проектування: Не розділяти північнийі південний контуриопалення та кондиціювання у великих будинках. В результаті, одна половина працівників перебуває у комфорті, а друга або замерзає, або перегрівається.

Складові частини системи

Управління системою центрального кондиціювання, суміщеною із системою вентиляції, можна декомпозувати на керування такими частинами:

У мультизонних системах кондиціювання управляють режимами роботи зовнішнього (центрального) блоку, режимами роботи кожного з внутрішніх блоків, розподілом холодильної потужності по контурах. У цих системах кожен внутрішній блок оснащується електронним терморегулюючим вентилем, який регулює обсяг холодоагенту, що надходить, із загального контуру в залежності від теплового навантаження на цей блок. В результаті система краще, ніж звичайні побутові спліт-системипідтримує задану температуру.

Якими параметрами можна керувати

Автоматизація систем вентиляції та кондиціонування повітря дозволяє їм виконувати такі функції:

Регулювати температуру і вологість повітря, що надходить у систему каналів, що подають;
Підтримувати параметри повітря в межах санітарних нормза допомогою кількох інструментів керування;
Перемикати системи кондиціювання та вентиляції на енергозберігаючі режими роботи в години знижених навантажень;
При необхідності переводити системи в нестандартні та аварійні режими функціонування;
відображення технологічних параметрів окремих вузлів системи вентиляції на локальних пультах управління;
Сповіщати оператора при відмові або виході параметрів окремих пристроїв та агрегатів за уставки, а також у випадку, якщо будь-які вузли системи вентиляції знаходяться у робочому стані, хоча за регламентом вони мають бути вимкнені.

Технічні засоби автоматизації систем вентиляції та систем кондиціювання повітря включають:

Первинні перетворювачі (датчики);
Вторинні прилади;
Автоматичні регулятори та керуючі обчислювальні машини;
Виконавчі механізми та регулюючі органи;
Електротехнічна апаратура управління електроприводами.

Параметри роботи пристроїв та показання датчиків, спостереження за якими потрібні для правильної та економічної роботи системи, відображаються на місцевих щитах управління та на пультах системи диспетчеризації. Контроль проміжних параметрів може бути виведений на монітор автоматично, при виході із заданого діапазону, або через вкладені меню кожної з підсистем.

Припливні системи вентиляції оснащують приладами для вимірювання:

Температури повітря в приміщеннях, що обслуговуються, на вулиці, і в проміжних точках;
Температури та тиску води (пара або холодоагенту) до та після повітронагрівачів (кондиціонерів), компресорів, циркуляційних насосів, теплообмінників та інших критичних точках технологічного процесу;
Перепади тиску повітря на фільтрах вентиляційних установок;
Енергетичні параметри агрегатів системи.

Установки кондиціювання повітря додатково оснащують приладами для вимірювання тиску та температури холодної водиабо розсолу від холодильної станції, а також приладами температури та вологості в процесі обробки повітря.

У системі центрального кондиціювання управління температурою у приміщенні здійснюється за допомогою зміни кратності повітрообміну (температура припливного повітря встановлюється для системи загалом). У мультизонних системах можна більш точно встановлювати температуру для кожного з приміщень, за рахунок зміни режиму внутрішніх блоків з холодоагентом, або теплоносієм (доводчики).

Датчики

У системі кондиціювання застосовуються такі види датчиків:

Датчики контролю температуриприпливного повітря та повітря всередині приміщення;
Датчики контролю концентраціїу повітрі приміщень вуглекислого газу СО2;
Датчики контролю вологостіповітря;
Датчики контролю стану та роботи обладнання(тиску та швидкості повітряного потоку в повітропроводах, температурні, датчики тиску або протоки для пристроїв з циркулюючою трубопроводами рідиною і т.д.).

Вихідні сигнали з датчиків надходять у шафу управління для аналізу отриманих даних та вибору відповідного алгоритму роботи системи кондиціювання.

Терморегулятори

Терморегулятори є елементом управління системи та бувають механічними та електронними. За допомогою терморегулятора користувач може встановлювати умови, які вважає комфортними.

Механічні терморегулятори. Вони складаються з термічної головки (чутливого елемента) та клапана. При зміні температури повітря в приміщенні, що охолоджується, чутливий елемент реагує на це і переміщує шток клапана регулятора. Такою зміною ходу здійснюється регулювання подачі холодного повітря.

Електронні терморегулятори. Це автоматичні пристрої, пульти управління, які забезпечують підтримку заданої температури у приміщенні. У системі охолодження повітря вони автоматично керують внутрішнім блоком(змінюючи витрату холодоагенту або частоту обертання вентилятора), метою їхньої роботи є створення в приміщенні температурного режиму, заданого користувачем.

Механічний та електронний повітряні терморегулятори відрізняються лише способом завдання температури. Механізм управління температурою у них ідентичний - за сигналом, що передається по кабельної лінії. У цьому їхня відмінність від регуляторів на радіаторних батареях.

Приводи виконавчих пристрої

До виконавчим пристроямсистеми кондиціювання- повітряним клапанам та заслінкам, вентиляторам, насосам, компресорам, а також калориферам, охолоджувачам тощо. підключаються електро- або пневмоприводи, через які здійснюється управління системою. Вони дозволяють:

Ступінчасто або плавно (при застосуванні перетворювачів частоти) регулювати швидкість обертання вентиляторів;
Керувати станом повітряних клапанівта заслінок;
Регулюється продуктивність канальних нагрівачів та охолоджувачів;
регулювати продуктивність циркуляційних насосів;
Здійснюється управління зволожувачами та осушувачами повітря тощо.

Аналіз сигналів з датчиків, вибір алгоритму роботи, передача команди на привід та контроль виконання команди відбувається у контролерах та серверах системи автоматизації.

Управління електродвигунами компресорів, насосів і вентиляторів, особливо потужністю понад 1 кВт, найбільше економічно виконувати за допомогою перетворювачів частоти. На малюнку показаний можливий економічний ефект застосування ПЛ в системах кондиціонування.

Щити автоматизації системи кондиціювання

Щити автоматизаціїє засобом, призначеним для керування системою кондиціювання та вентиляції. Основним елементом щита управління є мікропроцесорний контролер. Контролери систем автоматики, що випускаються вільно програмованими, що дозволяє їх використовувати в системах різного масштабу та призначення.

При підключенні датчиків до щита автоматизації системи кондиціонування враховують тип сигналу, який передається перетворювачем - аналоговий, дискретний або пороговий. Модулі розширення, що управляють приводами пристроїв, вибирають з урахуванням виду сигналу керуючого і протоколу управління.

Після програмування контролер виводить систему на задані параметри та тимчасовий цикл роботи, далі система може функціонувати, повністю автоматичному режиміздійснюється:

Аналіз отриманих від датчиків показань, обробка даних та внесення в роботу обладнання коригувань для підтримки заданих параметрів середовища всередині приміщення;
Виведення інформації про систему опатору;
Стеження за роботою та станом обладнання кондиціювання з виведенням інформації на індикаційні табло;
Захист обладнання від короткого замикання, перегріву, уникнення неправильних режимів роботи, тощо;
Контролює своєчасну заміну фільтрів та проходження техобслуговування.

Проектування системи автоматизації кондиціювання

Проект автоматизації систем кондиціювання виконується з урахуванням технологічних вимогспеціалістів-проектувальників ОВ:

Автоматизації підлягають холодильні машини, циркуляційні насоси, дво- та триходові клапани, інше обладнання;
Враховуються літній, зимовий, перехідний, аварійний режими роботи систем;
Передбачається синхронізація роботи холодильних машинциркуляційних насосів клапанів;
Передбачають перемикання основного та резервного насосів для рівномірного витрачання ресурсу;
Передбачають передачу інформації до системи диспетчеризації будівлі та реакції при отриманні тривожного сигналу від системи пожежної сигналізації.

Типовий склад проекту автоматизації системи кондиціювання містить листи:

Режими роботи системи. Робота в системі автоматизації та диспетчеризації будівлі

Щити управління можуть працювати у трьох основних режимах управління:

Ручний режим. Використовуючи пульт, підключений до щита автоматизації, він може бути розміщений безпосередньо на щиті, або це можуть бути кнопки увімкнення/вимкнення режимів. Оператор вручну, безпосередньо на щиті або віддалено вибирає режим роботи системи залежно від параметрів середовища приміщення.

Автоматичний автономний режим . У цьому випадку включення, вимкнення, вибір режиму роботи системи відбувається автономно, без урахування даних інших кліматичних систем, з повідомленням диспетчерської системи.

Автоматичний режимз урахуванням алгоритмів системи керування будівлею. У такому режимі робота опалення синхронізована з іншими системами життєзабезпечення будівлі. Докладніше про

Вентиляції (СВ) та кондиціювання повітря (ВКВ) міститься дві суперечливі умови: перше – простота та надійність експлуатації, друге – висока якістьфункціонування.

Основним принципом у технічної організації автоматичного керування CВ та ВКВ є функціональне оформленняієрархічної структури підлягають виконанню завдань захисту, регулювання та управління.

Будь-яка промислова ВКВ має бути забезпечена елементами та пристроями автоматичного пуску та зупинки, а також пристроями захисту від аварійних ситуацій. Це перший рівень автоматизації ВКВ.

Другий рівень автоматизації ВКВ – рівень стабілізації режимів роботи устаткування.

Вирішення завдань третього рівня управління пов'язане з обробкою інформації та формуванням впливів, що управляють, шляхом вирішення дискретних логічних функцій або проведення низки певних обчислень.

Трирівнева структура технічної реалізації управління та регулювання роботою ВКВ дозволяє здійснити організацію експлуатації систем залежно від специфіки підприємства та його служб експлуатації. Регулювання систем кондиціювання повітря засноване на аналізі стаціонарних та нестаціонарних теплових процесів. Подальше завдання полягає в автоматизації прийнятої технологічної схеми управління ВКВ, яка автоматично забезпечить заданий режим роботи та регулювання окремих елементівта системи в цілому оптимальному режимі.

Реальна або сукупна підтримка заданих режимів роботи ВКВ проводяться приладами та пристроями автоматики, що утворюють як прості локальні контури регулювання, так і складні багатоконтурні системи автоматичного регулювання (САР). Якість роботи ВКВ визначається головним чином відповідністю створюваних параметрів мікроклімату в приміщеннях будівлі або споруди їх необхідним значенням і залежить від правильності вибору технологічної схеми та її обладнання, так і елементів системи автоматичного управління цієї схеми.

Автоматизація припливної системи вентиляції

При регулюванні теплопродуктивності припливних системНайбільш поширеним є спосіб зміни витрати теплоносія. Застосовується також спосіб автоматичного регулювання температури повітря на виході з припливної камери шляхом зміни витрати повітря. Однак при роздільному застосуванні цих способів не забезпечується максимально допустиме використання енергії теплоносія.

З метою підвищення економічності та швидкодії процесу регулювання можна застосувати сукупний спосіб зміни теплопродуктивності повітропідігрівачів установки. У цьому випадку система автоматичного керування припливною камерою передбачає: вибір способу керування припливною камерою (місцеве, кнопками за місцем, автоматичне з щита автоматизації), а також зимового та літнього режимів роботи; регулювання температури припливного повітря шляхом на виконавчий механізм клапана на теплоносії; автоматична зміна співвідношення витрат повітря через повітропідігрівачі та обвідний канал; захист повітропідігрівачів від замерзання в режимі роботи припливної камери та в режимі резервної стоянки; автоматичне відключеннявентиляторів при спрацьовуванні захисту від замерзання у режимі роботи; автоматичне підключення контуру регулювання та відкриття приймального клапана зовнішнього повітря при включенні вентилятора; сигналізацію небезпеки замерзання повітропідігрівача; сигналізацію нормальної роботи припливної камери в автоматичному режимі та підготовки до пуску.

Система автоматичного керування припливною камерою (рис 1) працює в такий спосіб. Вибір способу керування здійснюється поворотом перемикача SA 1 в положення "ручне" або "автоматичне", а вибір режиму роботи - перемикачем SA 2 поворотом його в положення "зима" або "літо",

Ручне місцеве управлінняелектродвигуном припливного вентилятора М1проводиться кнопками SB 1 "Стоп" іSB 2 «Пуск»через магнітний пускач КМ ; виконавчим механізмом М2 приймального клапана зовнішнього повітря кнопками SB 5 «Відкриття» та SB 6 «Закриття» через проміжні реле та власні кінцеві вимикачі; виконавчим механізмом МОЗ клапана на теплоносії кнопками SB 7 «Відкриття» та SB 8 "Закриття" через проміжне реле К5 та власні кінцеві вимикачі та виконавчим механізмом М4 фронтально-обвідного клапана кнопками SB9 , SB 10.

Увімкнення - вимкнення електродвигуна M 1 вентилятора сигналізується лампою Н L 1 «Вентилятор увімкнено», встановлений на щиті автоматизації.

Рис. Функціональна схемауправління припливною камерою

Увімкнення та вимкнення припливної камери в автоматичному режимі роботи виконується кнопками SB 3 «Стоп» та SB 4 "Пуск", розташованими на щиті автоматизації, через проміжні реле К1 і. К2 . При цьому перед увімкненням вентилятора проміжні реле К1 , КЗ і К6 забезпечують примусове відкриття клапана на теплоносії, а після увімкнення вентилятора проміжне реле К2 підключає контур регулювання температури припливного повітря та захист від замерзання, а також відкриває приймальний клапан зовнішнього повітря.

Підтримка температури припливного повітря здійснюється регулятором температури Р2 з термісторним датчиком ВК1 , встановленим у припливному повітроводі; керуючий сигнал через релейно-імпульсний переривник Р1 подається на виконавчий механізм МОЗ клапана на теплоносії.

Зміна співвідношення витрат повітря через калорифери та обвідний канал проводиться за сигналами регулятора температури Р4 з датчиком ВК2 , встановленим у трубопроводі теплоносія. Управляючі сигнали через релейно-імпульсний переривник РЗ подаються на виконавчий механізм М4 фронтально-обвідного клапана.

Захист повітропідігрівальної установки від замерзання забезпечується датчиком - реле температури теплоносія. Р5 , чутливий елемент якого встановлений у трубопроводі теплоносія відразу за першою по ходу повітря секцією підігріву, та датчиком-реле температури повітря Р6 чутливий елемент якого встановлений у повітроводі між приймальним клапаном зовнішнього повітря і повітропідігрівальною установкою. У разі небезпеки замерзання через проміжне реле К6 виробляються відключення електродвигуна M 1 припливного вентилятора, відкриття клапана на теплоносії та включення сигналізації, а також закриття приймального клапана зовнішнього повітря. Виникнення небезпеки замерзання сигналізується лампою HL 3 «Небезпека замерзання» та звуковим сигналом НА .

Підготовка до пуску вентилятора після натискання кнопки SB 4 сигналізується лампою HL 2 (лише для зимового режиму).

Автоматизація роботи групи припливних систем

У системах промислової вентиляції поширене використання групи припливних систем, що працюють у режимі підтримки однакової температури припливного повітря. Для цього в схемі автоматизації передбачається автоматичне регулювання теплопродуктивності повітропідігрівальних установок зміною температури теплоносія, що подається при постійній витраті повітря і теплоносія через них шляхом підмішування частини теплоносія зі зворотної лінії в подаючу. Спрощена функціональна схема системи керування групою припливних вентиляційних камер представлена на рис. 2. У цій схемі група повітропідігрівальних установок припливних камер ПК1-ПК П ,

Рис 2 Функціональна схема керування групою припливних камер

з'єднаних по теплоносія паралельно, пов'язана з вузлом підготовки теплоносія, що складається з насосів H 1 і Н2 (Один резервний), зворотного клапана К1 регулюючого клапана К2 та регулятора тиску РД . На зворотному трубопроводіперед вузлом підготовки встановлено реле протоки теплоносія РПТ .

Виконавчий механізм клапана К2 електрично пов'язаний із регулятором РТ1 , на входи якого підключені датчики ДП температури теплоносія в лінії подачі на виході з вузла підготовки і датчик Дн. в. температури зовнішнього повітря. На схемі представлені елементи сигнальної апаратури: сигналізатор температури припливного повітря РТ2 з датчиками Д 1 -ДП та реле протоки повітря РПВ , встановлені у кожній припливній камері. Сигналізатор РТ2 конструктивно виконаний у вигляді регулюючого багатоточкового мосту КСМ , вихідні контакти якого, так само як і контакти РПВ , замикають ланцюги світлової та звукової сигналізації.

Розроблена система забезпечує керування групою припливних камер у ручному та автоматичному режимах.

У ручному режимі керування система дозволяє запустити та зупинити двигун вентилятора будь-якої припливної камери ПК1-ВКП; запустити у відповідному напрямку та зупинити виконавчий механізм регулюючого клапана К2 ; запустити у відповідному напрямку та зупинити виконавчі механізми будь-якого повітряного клапана.

У режимі автоматичного керування система дозволяє здійснити програмний запуск та вимкнення припливних камер ПК1-ВКП , автоматична підтримка заданої температури повітря на виході з припливних камер; контроль температури теплоносія на виході з калорифера, температури та швидкості повітря на виході із припливних камер із сигналізацією аварійного режиму.

Увімкнення системи та вибір режиму «Ручний-автомат» здійснюється з дистанційного щита.

В режимі ручного керуванняпри переведенні перемикача вибору насоса в положення "Про" управління двигунами насосів проводиться встановленими за місцем кнопками "Пуск" та "Зупинка". Там же встановлені кнопки ручного керування електродвигунами вентиляторів, виконавчих механізмів клапана. К2 та повітряних приймальних клапанів.

У режимі автоматичного керування під час переведення перемикачів режиму роботи в положення «автомат» та вибору насоса в положення 1 і 2 кнопкою, розташованою на дистанційному щиті, виконується програмний запуск групи припливних камер. Одночасно запалюється сигнальна лампа, що свідчить про увімкнення автоматичного керування. Спочатку вмикається обраний циркуляційний насосі відкривається регулюючий клапан К2 . Після 5-хвилинного прогрівання калориферів автоматично включаються електродвигуни вентиляторів та відкриваються повітряні приймальні клапани. Після повного відкриття повітряних клапанів спрацьовують кінцеві мікроперемикачі, підключаючи до роботи ланцюга сигналізації та контролю припливних камер. За відсутності або зниження витрати теплоносія спрацьовує реле РПТ та знеструмлює проміжне реле, яке, у свою чергу, розмикає контакти для живлення магнітних пускачів електродвигунів вентиляторів.

Вимкнення системи автоматичного керування проводиться також із дистанційного щита. При цьому знеструмлюються магнітні пускачі насоса та електродвигунів вентиляторів, закриваються повітряні приймальні клапани та клапан К2 на теплоносії.

Системи кондиціонування повітря (ВКВ) призначені для створення та автоматичного підтримання необхідних параметрів повітря в приміщеннях (температури, відносної вологості, чистоти, швидкості руху та ін.). Залежно від призначення ВКВ поділяються на технологічні, що забезпечують стан повітряного середовища, що задовольняє вимогам конкретного технологічного процесу, та комфортні, що створюють сприятливі умови для людини. Залежно від конструкції кондиціонери поділяються на секційні та агрегатні, а за оснащеністю пристроями для отримання тепла та холоду їх ділять на автономні та неавтономні. Автономні кондиціонери постачаються ззовні лише електроенергією. Для роботи неавтономних кондиціонерів необхідна подача ззовні тепло- та холодоносія, а також електроенергії для приводу двигунів вентиляторів та насосів.

Розглянемо спочатку основні принципи автоматизації установки комфортного кондиціонування повітря, призначеної підтримки заданої температури і вологості у приміщенні (рис. 8.5).

Для зимових умовповітря обробляється за наступною схемою. Зовнішнє повітря спочатку підігрівається в утилізаторі від точки Н 3до точки У 3 , а потім у повітропідігрівачі першого ступеня від точки У 3 до значення / к. В результаті адіабатичного зволоження при постійній ентальпії повітря набуває параметрів, що відповідають точці До гУ повітропідігрівачі другого ступеня повітря нагрівається до точки Я 3 і подається в приміщення.

У міру підвищення ентальпії зовнішнього повітря скорочується його нагрівання в повітропідігрівачі першого ступеня, і при досягненні ентальпії 1 Кпідігрів повинен бути вимкнений. Настає перехідний режим, який характеризується постійною внутрішньою температурою /3 і змінюється залежно від ентальпії зовнішнього повітря та відносної вологості усередині приміщення.

З умов комфортності допустимі коливання відносної вологості не більше 40-60%. При ентальпії зовнішнього повітря вище/п в приміщенні, що обслуговується, доцільно

Рис. 8.5.

а - технологічна схемаСККВ; б - процеси обробки повітря

в /-б діаграмі

підтримувати максимальну за комфортними умовами відносну вологість повітря (до 60%), допускаючи при цьому значні коливання внутрішньої температури. Оскільки коливання внутрішньої температури пов'язані зі зміною ентальпії зовнішнього повітря, у теплий час створюється певний «динамічний» клімат, що характеризується найкращими умовамидля самопочуття людини, ніж статичний за постійної температури. Одночасно забезпечується певна економія витрати холоду. При ентальпії зовнішнього повітря/н передбачається лише адіабатичне зволоження. На повітронагрівач другого ступеня в цей час впливає датчик відносної вологості ср, встановлений у приміщенні, за допомогою якого при відхиленні вологості більший бікзбільшується надходження теплоносія в повітронагрівач. Пунктирна лінія на мал. 8.5 (від Г п до / л) показує, що датчик повинен бути налаштований на 57-58%, щоб уникнути збільшення значення ф понад 60%. Це викликано неприпустимістю вищої відносної вологості та бажанням зберегти встановлену робочу різницю температур між внутрішнім та припливним повітрям.

Літній режим роботи системи кондиціювання починається при досягненні зовнішнього повітря ентальпії/л. У цей час потрібна подача холодної води до зрошувальної камери для підтримання параметрів повітря До л.Для цієї мети за зрошувальної камерою встановлюють датчик температури, за допомогою якого з підвищенням температури збільшується подача холодної води в камеру. Оскільки за форсуночною камерою температура повітря неоднакова, можливі виноси крапель вологи та попадання їх на вимірювач температури. Крім того, враховуючи негативний вплив променистого тепла від підігрівача повітря другого підігріву, регулювання доцільно здійснювати по сигналах датчика температури, встановленого в приміщенні. До переваг цього способу слід віднести і та обставина, що в ньому враховується і теплоакумулююча здатність приміщення. Вимірювач температури, встановлений у приміщенні, налаштовується на значення температури, що визначається точкою t л,і впливає на подачу холодної води в зрошувальну камеру.

Побудована на основі схеми такої обробки повітря система автоматизації наведена на рис. 8.6. В зимовий періодза оросі-

Рис. 8.6.

кондиціювання повітря

ної камерою за допомогою пропорційного регулятора підтримується задана температура (поз. 1). Вимірювач, налаштований на температуру / р 3 впливає на виконавчий механізм регулюючого органу на зворотному трубопроводі теплоносія до повітропідігрівача КП першого підігріву. Зрошувальна камера забезпечує адіабатичне зволоження зовнішнього повітря до 90-95%. У міру підвищення ентальпії зовнішнього повітря зменшується його підігрів, і при ентальпії/к перший підігрів вимикається.

Температура внутрішнього повітря регулюється двопозиційним регулятором (поз. 2). Датчик температури, встановлений у приміщенні та налаштований на підтримання температури (3 , впливає через заборонено-дозволяє пристрій (поз. 3) на повітронагрівач КП другого підігріву. Заборонено-дозволяє пристрій включається в ланцюг для перемикання регулювання за температурою всередині приміщення регулювання відносної вологості. Таке перемикання проводиться у той час, коли відносна вологість у приміщенні наближається до 60%. У цей момент температура повітря за зрошувальною камерою підвищиться до значення / р п. Сигнал від цього датчика надходить на заборонено-дозвільний пристрій, який перемикає датчик температури всередині приміщення на датчик відносної вологості.

У теплу пору всередині приміщення за допомогою пропорційного регулятора (поз. 6) підтримується постійна відносна вологість при значеннях температури, що змінюються. Датчик вологості, як і в зимовий час, через проміжне реле РП і забороняється пристрій впливає на повітропідігрівач другого ступеня. При збільшенні відносної вологості вище 60% включається другий підігрівач і температура досягає такого значення, при якому відносна вологість стає менше 60% відповідає певній ентальпії зовнішнього повітря.

Літній режим, при якому необхідне застосування холодної води, настає при температурі всередині приміщення, що відповідає середній літній комфортній. У цей момент спрацьовує другий датчик температури, налаштований на 1 Л.Регулятор температури (поз. 5) впливає на подачу холодної води камеру зрошення. У приміщенні стабілізуються одразу два параметри: температура та відносна вологість повітря. На різні регулюючі органи впливають одразу два регулятори, що дозволяє підтримувати відносну вологість з точністю ±5% та витрачати мінімум холоду. Підвищення точності стабілізації параметрів мікроклімату може бути досягнуто синтезом стабілізації з корекцією по відхиленням від заданих температури і відносної вологості повітря в приміщенні. Це забезпечується переходом від одноконтурних до двоконтурних каскадних систем стабілізації, які по суті повинні бути основними системами регулювання температури та вологості повітря.

Робота каскадних систем заснована на регулюванні не одним, а двома регуляторами, причому регулятор, що контролює відхилення основної регульованої величини від заданого значення, впливає не на орган, що регулює об'єкта, а на задатчик допоміжного регулятора. Цей регулятор підтримує на певному рівні деяку допоміжну величину проміжної точки об'єкта регулювання. Оскільки інерційність регульованої ділянки першого контуру регулювання незначна, у цьому контурі може бути досягнуто відносно великої швидкодії. Перший контур називається стабілізуючим, другий - коригуючим. Функціональна схема каскадної системи для прямоточної ВКВ показана на рис. 8.7.

Перша система забезпечує стабілізацію температури повітря після повітропідігрівача другого підігріву з корекцією.

Рис. 8.7.

процесу кондиціювання повітря

за температурою повітря в об'єкті регулювання (приміщенні) шляхом зміни витрати теплоносія в повітронагрівачі (регулятор ТЗ 2). Коригуюча дія здійснюється за допомогою коригувального регулятора ТС 2 . Таким чином, система регулювання температури повітря після повітронагрівача другого підігріву включає ланцюг регулювання температури повітря шляхом зміни витрати теплоносія та ланцюг корекції, що змінює завдання регулятора ТС 2 в залежності від зміни температури повітря в приміщенні.

У другу систему стабілізації входять чутливий елемент температури точки роси, встановлений після камери зрошення, і регулятор ТС, що керує послідовно виконавчими механізмами клапанів зрошувальної камери, повітронагрівача першого підігріву та змішувально-регулюючих повітряних клапанів зовнішнього та рециркуляційного повітря.

Коригуюча дія на регулятор ТЗ здійснюється за допомогою регулятора вологості МС, датчик якого встановлений у приміщенні.

В Останніми рокамипри реалізації розглянутих принципів автоматизації систем кондиціювання повітря дедалі частіше застосовують мікропроцесорні регулятори.

Сьогодні системи вентиляції і кондиціонування присутні у всіх будівлях, що знову будуються. Їх закладають на стадії розробки проектів, тому що вони забезпечують: вентиляція – відтік забрудненого повітря та подачу свіжого, кондиціювання – забезпечує комфортні умовизнаходження людей у приміщеннях, а саме призводить вологість та температуру до нормальних показників. Так як обидві системи досить складні, то для них розробляється автоматизація, яка стежить за параметрами їхньої роботи. У цій статті розберемося, що являє собою автоматизація систем кондиціювання та вентиляції.

Навіщо потрібна

По-перше, слід зазначити, що нормальними умовами всередині приміщення вважаються:

температура +20-24С;
вологість – 40-65%;
швидкість руху повітря – 1 м/с.

Щоб контролювати ці параметри, необхідно ретельно прорахувати та зібрати автоматизацію систем опалення, вентиляції та кондиціювання повітря. При цьому проектом визначаються відразу місця їх встановлення та функціональне призначення. Дуже часто в будинках з великими габаритами і безліччю приміщень застосовується система кондиціювання, яка включає кілька підсистем. І, як свідчить практика, всі підсистеми працюють у індивідуальному режимі. Щоб за всіма ними простежити, і провадиться установка автоматики системи кондиціювання.

Необхідно розуміти, що система кондиціювання та вентиляції досить затратна щодо споживання електроенергії. Тому дуже важливо правильно налаштувати автоматику, що забезпечує контроль над кондиціонерами та вентиляторами. І якщо з останніми проблемне виникає, тому що їх налаштовують на певну швидкість обертання, яка практично весь час буде постійною, то кондиціонери налаштування складніші.

Адже їхня робота в основному залежить від вологості та температури повітря всередині приміщень. А ці дві величини непостійні. Отже, автоматику доведеться налаштовувати так, щоб вона в першу чергу контролювала ці два параметри, а потім передавала сигнал на кондиціонери. І вони за потужністю працюватимуть то зі збільшенням, то зі зниженням. І тут налаштування можна зробити так, щоб і всередині приміщень умови були нормальними, і потужність кондиціонерів не була максимальною.

За це відповідає диспетчеризація систем вентиляції та кондиціювання. А саме кілька приладів, які обробляють дані та передають їх на обладнання. При цьому витримується послідовність алгоритмів, які програмуються індивідуально для кожного виду обладнання.

Автоматизація вентиляції та кондиціювання

Існують три види систем автоматизації вентиляції та кондиціювання: часткова, комплексна та повна. Найчастіше використовують дві перші. Сама автоматика складається з кількох блоків, що контролюють різні процеси:

датчики або, як називають фахівці, первинні перетворювачі;
вторинні;
автоматичні регулятори;
виконавчі механізми, у деяких схемах застосовуються регулюючі прилади;
електротехнічна апаратура, за допомогою якої регулюються електроприводи вентиляторів та кондиціонерів.

В основному всі ці механізми та прилади, що входять до складу промислової автоматизації, є стандартними. Тобто, вони виробляються за ГОСТами серійно. Але є деякі з них, які випускаються дрібними партіями та призначаються саме для систем кондиціювання повітря, для систем опалення та вентиляції. Наприклад, датчики для контролю за вологістю повітря або температурні регулятори марки Т-8 або Т-48.

Зазвичай усі прилади, які показують параметри умови всередині приміщень, встановлюють спеціальний окремий щит. При цьому необхідно розуміти, що чим більше підсистем у приміщенні, тим більше щитів доводиться встановлювати. Це ускладнює проведення контролю за параметрами, які необхідно періодично знімати. Щоб спростити цей процес, сьогодні у розгалужених системах кондиціювання та вентиляції організується пульт керування, за яким сидить оператор. Одна людина повністю контролює весь процес. При цьому за допомогою інтернету вирішується завдання сигналізації та можливості контролювати всі параметри на відстані. Тобто, на телефон може прийти SMS з даними про всі процеси, що відбуваються.

Що стосується датчиків, то дуже важливо правильно розташувати їх за приміщеннями з певною частотою розміщення. Саме ці невеликі прилади починають реагувати зміни параметрів повітря. Саме вони дають поштовх до початку зміни роботи обладнання. Але функції систем автоматизації вентиляції і кондиціонування повітря входить не тільки відстеження умови всередині приміщення будівлі. У кожному повітроводі встановлюються датчики, які відстежують, а чи не потрапило щось усередину. Адже навіть невеликий сторонній предмет може потрапити в обладнання та вивести його з ладу. Це дуже важливо і для заслінок, якими перекриваються відведення та подача повітря.

Будь-яка автоматизація включає і систему оповіщення і сигналізації. Тут стандартно: звукова та світлова.

Диспетчеризація вентиляції та кондиціювання

Диспетчеризація – це збір сигналів із датчиків та на їх основі управління всіма процесами. Основними функціями диспетчеризації вентиляції та кондиціювання є:

Індексація сигналів, що надходять від датчиків, їх обробка та налаштування.
Подача сигналу диспетчеру, якщо в системі відбулися відхилення від заданих параметрів або виникла нестандартна або аварійна ситуація.
За необхідності провадиться переклад роботи всієї схеми в аварійний режим.
Якщо виникла пожежа в будівлі, включається система відведення диму.
Суворо відстежуються параметри повітря, які підтримуються протягом усього роботи устаткування.
У разі потреби регулювання заданих параметрів.
У години знижених навантажень системи вентиляції та кондиціювання переводять у режим економії електроенергії та інших видів енергоносіїв (пар, гаряча вода).
Обробляються дані в момент увімкнення або відключення.

Залежно від того, які вимоги замовник пред'являється до кондиціонування, автоматизація може проводитись з використанням вільно-контрольованих приладів (контролерів) або з додаванням програмно-апаратних комплексів. Другий варіант дорожчий, але він дає можливість об'єднати в одному пункті контролю всі важелі управління.

При цьому необхідно розуміти, що ситуації у великих будинках з декількома підсистемами можуть бути різними. Тому кондиціювання та вентиляція поділяється на модулі у плані забезпечення диспетчеризації. І кожен модуль при виникненні позаштатної ситуації може працювати автономно.

Можливості диспетчеризації:

можна організувати керування великою кількістю модулів, які при необхідності підключаються паралельно;
налаштування збору даних, які необхідні користувачеві;
можливість передачі даних на інші комп'ютери;
контролюється телефонна та комп'ютерна мережі;
автоматизація процесів передачі від нижніх рівнів до пульта управління;
надсилання даних на телефон.

Контролери для автоматизації та диспетчеризації

В принципі, необхідно зазначити, що технологічна схема кондиціювання та вентиляції будівлі, до якої входить контролер, є стандартною, а точніше базовою. Її можна змінювати під необхідні вимоги з доповненням. Наприклад, можна змінити контроль температури всередині приміщень через канальний датчик, встановлений в повітроводах системи відвідної вентиляції, а через каскадний, який встановлюється безпосередньо в самому приміщенні. Або можна внести в конфігурацію підігрів жалюзі в кондиціонуванні, що відкривають або закривають отвори.

Тобто, диспетчеризацію систем вентиляції та кондиціювання з урахуванням встановлених контролерів можна розвивати за різним схемам. І при цьому можна підібрати такий технологічний ланцюжок, який буде вигідним саме для певного виду будівель, де встановлені різні вимогидо окремих приміщень.

Автоматизація у побуті

Сьогодні все частіше звучить термін - "розумний дім". По суті, це автоматизація контролю за всіма мережами, які забезпечують нормальну життєдіяльність людини в власному будинку. Звичайно, це велика мережа, в завдання якої входить:

безпека зовнішня та внутрішня (остання – це стеження за співробітниками, які виконують побутову роботув будинку);
контроль та стеження за аварійними ситуаціями: витік газу, холодної чи гарячої води;
створення сприятливого клімату всередині приміщень, а це стосується кондиціювання, опалення та вентиляції.

При цьому диспетчеризація суворо контролює всю роботу інженерних мереж. І якщо є необхідність змінити будь-який параметр, немає потреби бігати поверхами до щитів автоматики, щоб провести налаштування. « Розумний дім» забезпечується окремо встановленим міні-пультом або міні-блоком, через який і проводиться регулювання та налаштування необхідних режимів.

Найголовніше, що вся автоматизація пов'язана з диспетчеризацією з встановлених у неї контролерів. Тобто, технологічна схема тут така сама, як і на будь-якому об'єкті, де присутні модульні схеми кондиціювання та вентиляції.