Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Разве не удивительно, что люди, каждый день обсуждая погоду за окном и сводки синоптиков, о климате своего жилища задумываются крайне редко? Ведь, по данным различных исследований, каким бы активным ни был ритм нашей жизни, как минимум половину суток люди проводят дома: работающий человек находиться в квартире 56% времени суток, домохозяйка - около 87%. Значит, от микроклимата жилого помещения зависит наше самочувствие.

По нормативам (СанПиН 2.12.1002-00 «Санитарно - эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям») влажность воздуха должна быть в диапазоне 40 - 60%. Установлено: относительная влажность выше 80% вызывает различные легочные заболевания, бронхиты, в первую очередь, у людей с ослабленной иммунной системой. Также давно известно, что одной из причин аллергии и астмы становится нездоровая атмосфера квартиры, перенасыщенная вредными веществами (влагой, пылью, микроорганизмами и т.п.). Так что качество внутреннего воздуха - одна из главных характеристик домашнего микроклимата, для регулирования которого существует множество средств и приемов.

Естественные системы вентиляции в квартирах обладают одним существенным недостатком - их производительность зависит от случайных факторов - скорости и направления ветра, температуры воздуха и других. Если же в квартире установлены стеклопакеты, то при закрытых окнах естественная вентиляция просто перестает работать. Помочь в этом случае сможет только приточная вентиляция. Это может быть:

Наборная система вентиляции, состоящая, как правило из:

фильтра (система вентиляции должна иметь легкосъемный воздушный фильтр (иначе в квартиру вместе со свежим воздухом попадет большое количество пыли), можно укомплектовать дополнительными фильтрами тонкой очистки воздуха и угольными фильтрами)

вентилятора (предназначен непосредственно для подачи свежего воздуха в помещения, или удаления загрязненного воздуха из помещений),

шумоглушителя (шумоглушитель, и шумоизоляция необходима для подавления шума от работающего вентилятора, и шума вызываемого движением воздуха по воздуховодам.),

нагревающего или охлаждающего блока("полноценная" система вентиляции должна подавать в помещение воздух с температурой не ниже +18°C, в холодный период года, а для этого необходим нагреватель воздуха.),

систем автоматики (система автоматики, управляет работой вентилятора, калорифера, а так же информирует о степени загрязненности фильтрующих элементов.), и сетей воздуховодов (жесткие воздуховоды, изготовленные из оцинкованного стального листа, стекловолокна или слоев алюминия с изоляцией. Гибкие воздуховоды, используемые обычно для соединения элементов воздуховодов или распределителей воздуха, расположенных на потолке.)

Моноблочная приточная установка - это готовая вентиляционная система, все компоненты которой собраны в одном шумоизолированном корпусе.

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Основные положения

В современных требованиях к автоматизированным системам вентиляции (СВ) и кондиционирования воздуха (СКВ) содержится два противоречивых условия: первое - простота и надежность эксплуатации, второе - высокое качество функционирования.

Основным принципом в технической организации автоматического управления CВ и СКВ является функциональное оформление иерархической структуры подлежащих выполнению задач защиты, регулирования и управления.

Всякая промышленная СКВ должна быть снабжена элементами и устройствами автоматического пуска и останова, а также устройствами защиты от аварийных ситуаций. Это первый уровень автоматизации СКВ.

Второй уровень автоматизации СКВ - уровень стабилизации режимов работы оборудования.

Решение задач третьего уровня управления связано с обработкой информации и формированием управляющих воздействий путем решения дискретных логических функций или проведения ряда определенных вычислений.

Трехуровневая структура технической реализации управления и регулирования работой СКВ позволяет осуществить организацию эксплуатации систем в зависимости от специфики предприятия и его служб эксплуатации. Регулирование систем кондиционирования воздуха основано на анализе стационарных и нестационарных тепловых процессов. Дальнейшая задача состоит в автоматизации принятой технологической схемы управления СКВ, которая автоматически обеспечит заданный режим работы и регулирования отдельных элементов и системы в целом оптимальном режиме.

Реальное или совокупное поддержание заданных режимов работы СКВ проводятся приборами и устройствами автоматики, образующими как простые локальные контуры регулирования, так и сложные многоконтурные системы автоматического регулирования (САР). Качество работы СКВ определяется главным образом соответствием создаваемых параметров микроклимата в помещениях здания или сооружения их требуемым значениям и зависит от правильности выбора как технологической схемы и ее оборудования, так и элементов системы автоматического управления этой схемы.

Автоматизация приточной системы вентиляции

автоматический приточный воздух кондиционирование

При регулировании теплопроизводительности приточных систем наиболее распространенным является способ изменения расхода теплоносителя. Применяется также способ автоматического регулирований температуры воздуха на выходе из приточной камеры путем изменения расхода воздуха. Однако при раздельном применении этих способов не обеспечивается максимально допустимое использование энергии теплоносителя.

С целью повышения экономичности и быстродействия процесса регулирования можно применить совокупный способ изменения теплопроизводительности воздухоподогревателей установки. В этом случае система автоматического управления приточной камерой предусматривает: выбор способа управления приточной камерой (местное, кнопками по месту, автоматическое со щита автоматизации), а также зимнего и летнего режимов работы; регулирование температуры приточного воздуха путем воздействия на исполнительный механизм клапана на теплоносителе; автоматическое изменение соотношения расходов воздуха через воздухоподогреватели и обводной канал; защиту воздухоподогревателей от замерзания в режиме работы приточной камеры и в режиме резервной стоянки; автоматическое отключение вентиляторов при срабатывании защиты от замерзания в режиме работы; автоматическое подключение контура регулирования и открытие приемного клапана наружного воздуха при включении вентилятора; сигнализацию опасности замерзания воздухоподогревателя; сигнализацию нормальной работы приточной камеры в автоматическом режиме и подготовки к пуску.

Система автоматического управления приточной камерой (рис 1) работает следующим образом. Выбор способа управления производится поворотом переключателя SA1 в положение «ручное» или «автоматическое», а выбор режима работы -- переключателем SA2 поворотом его в положение «зима» или «лето»,

Ручное местное управление электродвигателем приточного вентилятора М1 производится кнопками SB1 «Стоп» и SB2 «Пуск» через магнитный пускатель КМ; исполнительным механизмом М2 приемного клапана наружного воздуха кнопками SB5 «Открытие» и SB6 «Закрытие» через промежуточные реле и собственные конечные выключатели; исполнительным механизмом МЗ клапана на теплоносителе кнопками SB7 «Открытие» и SB8 «Закрытие» через промежуточное реле К5 и собственные конечные выключатели и исполнительным механизмом М4 фронтально-обводного клапана кнопками SB9, SB10.

Включение - выключение электродвигателя M1 вентилятора сигнализируется лампой НL1 «Вентилятор включен», установленной на щите автоматизации.

Рис 1. Функциональная схема управления приточной камерой

Рис 2 Функциональная схема управления группой приточных камер

Включение и выключение приточной камеры в автоматическом режиме работы производится кнопками SB3 «Стоп» и SB4 «Пуск», расположенными на щите автоматизации, через промежуточные реле К1 и. К2. При этом перед включением вентилятора промежуточные реле К1, КЗ и К6 обеспечивают принудительное открытие клапана на теплоносителе, а после включения вентилятора промежуточное реле К2 подключает контур регулирования температуры приточного воздуха и защиту от замерзания, а также открывает приемный клапан наружного воздух.

Поддержание температуры приточного воздуха осуществляется регулятором температуры Р2 с термисторным датчиком ВК1, установленным в приточном воздуховоде; управляющий сигнал через релейно-импульсный прерыватель Р1 подается на исполнительный механизм МЗ клапана на теплоносителе.

Изменение соотношений расходов воздуха через калориферы и обводной канал производится по сигналам регулятора температуры Р4 с датчиком ВК2, установленным в трубопроводе теплоносителя. Управляющие сигналы через релейно-импульсный прерыватель РЗ подаются на исполнительный механизм М4 фронтально-обводного клапана.

Защита воздухоподогревательной установки от замерзания обеспечивается датчиком -- реле температуры теплоносителя Р5, чувствительный элемент которого установлен в трубопроводе теплоносителя сразу за первой по ходу воздуха секцией подогрева, и датчиком--реле температуры воздуха Р6 чувствительный элемент которого установлен в воздуховоде между приемным клапаном наружного воздуха и воздухоподогревательной установкой. В случае опасности замерзания через промежуточное реле К6 производятся отключение электродвигателя M1 приточного вентилятора, открытие клапана на теплоносителе и включение сигнализации, а также закрытие приемного клапана наружного воздуха. Возникновение опасности замерзания сигнализируется лампой HL3 «Опасность замерзания» и звуковым сигналом НА.

Подготовка к пуску вентилятора после нажатия кнопки SB4 сигнализируется лампой HL2 (только для зимнего режима).

Автоматизация работы группы приточных систем

В системах промышленной вентиляции широко распространено использование группы приточных систем, работающих в режиме поддержания одинаковой температуры приточного воздуха. Для этого в схеме автоматизации предусматривается автоматическое регулирование теплопроизводительности воздухоподогревательных установок изменением температуры подаваемого теплоносителя при постоянном расходе воздуха и теплоносителя через них путем подмешивания части теплоносителя из обратной линии в подающую. Упрощенная функциональная схема системы управления группой приточных вентиляционных камер представлена на рис. 2. В этой схеме группа воздухоподогревательных установок приточных камер ПК1--ПКП, соединенных по теплоносителю параллельно, связана с узлом подготовки теплоносителя, состоящим из насосов H1 и Н2 (один резервный), обратного клапана К1 регулирующего клапана К2 и регулятора давления РД. На обратном трубопроводе перед узлом подготовки установлено реле протока теплоносителя РПТ.

Исполнительный механизм клапана К2 электрически связан с регулятором РТ1, на входы которого подсоединены датчики ДТ температуры теплоносителя в подающей линии на выходе из узла подготовки и датчик Дн.в. температуры наружного воздуха. На схеме представлены также элементы сигнальной аппаратуры: сигнализатор температуры приточного воздуха РТ2 с датчиками Д1--ДП и реле протока воздуха РПВ, установленные в каждой приточной камере. Сигнализатор РТ2 конструктивно выполнен в виде регулирующего многоточечного моста КСМ, выходные контакты которого, так же как и контакты РПВ, замыкают цепи световой и звуковой сигнализации.

Разработанная система обеспечивает управление группой приточных камер в ручном и автоматическом режимах.

В ручном режиме управления система позволяет запустить и остановить двигатель вентилятора любой приточной камеры ПК1--ПКП; запустить в соответствующем направлении и остановить исполнительный механизм регулирующего клапана К2; запустить в соответствующем направлении и остановить исполнительные механизмы любого воздушного клапана.

В режиме автоматического управления система позволяет осуществить программный запуск и выключение приточных камер ПК1--ПКП, автоматическое поддержание заданной температуры воздуха на выходе из приточных камер; контроль температуры теплоносителя на выходе из калорифера, температуры и скорости воздуха на выходе из приточных камер с сигнализацией аварийного режима.

Включение системы и выбор режима «Ручной--автомат» производится с дистанционного щита.

В режиме ручного управления при переводе переключателя выбора насоса в положение «О» управление двигателями насосов производится установленными по месту кнопками «Пуск» и «Останов». Там же установлены кнопки ручного управления электродвигателями вентиляторов, исполнительных механизмов клапана К2 и воздушных приемных клапанов.

В режиме автоматического управления при переводе переключателей режима работы в положение «автомат» и выбора насоса в положение 1 и 2 кнопкой, расположенной на дистанционном щите, производится программный запуск группы приточных камер. Одновременно зажигается сигнальная лампа, свидетельствующая о включении автоматического управления. Вначале включается выбранный циркуляционный насос и открывается регулирующий клапан К2. После 5-минутного прогрева калориферов автоматически включаются электродвигатели вентиляторов и открываются воздушные приемные клапаны. После полного открытия воздушных клапанов срабатывают концевые микропереключатели, подключая к работе цепи сигнализации и контроля приточных камер. При отсутствии или понижении расхода теплоносителя срабатывает реле РПТ и обесточивает промежуточное реле, которое, в свою очередь, размыкает контакты для питания магнитных пускателей электродвигателей вентиляторов.

Выключение системы автоматического управления производится также с дистанционного щита. При этом обесточиваются магнитные пускатели насоса и электродвигателей вентиляторов, закрываются воздушные приемные клапаны и клапан К2 на теплоносителе.

Рис 3 Функциональная схема управления группой приточных камер

Размещено на Allbest.ru