Автоматизация системы вентиляции что это
Автоматизация общеобменной вентиляции
Вентиляция бывает приточной и вытяжной.
Приточная – это вентиляция, при которой осуществляется подача очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности приточными установками и центральными кондиционерами.
Вытяжная – это вентиляция, при которой осуществляется удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов.
Приток и вытяжка должны быть равны по объему (исключением является противодымная вентиляция – когда на путях эвакуации создается подпор приточного воздуха). Внутри объекта приточный и вытяжной воздух распределяются по неравномерно. Например, в комнате приготовления пищи, в сан узлах, в комнатах сбора мусора баланс должен быть отрицательный (вытяжка больше притока), в чистых помещениях, например, кабинетах, переговорных, в чистых комнатах (микроэлектроника, фармацевтика) – напротив, положительный (приток больше вытяжки). Тогда запахи и пыль не будут распространяться по всем площадям и будут локализованы.
Кратность воздухообмена —определяется числом обменов воздуха в помещении за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, который подается в помещение в единицу времени, к объему помещения. Кратность воздухообмена может быть переменной величиной, она зависит от количества людей в помещении, температуры, влажности и т.п. Управление кратностью должно осуществляться в автоматическом режиме.
Кроме обеспечения комфортных условий в помещениях, автоматизации вентиляционных систем:
Процесс работы не автоматизированной системы вентиляции выглядит следующим образом: в помещение стало душно, оператор поднимает производительность системы вентиляции, в помещении стало холодно, оператор снижает производительность вентиляционной системы. Данный пример не имеет ничего общего с работой современных систем вентиляции, но иллюстрирует основную задачу системы автоматизации, которая должна выполняться – создание комфорта для посетителей здания или обеспечение заданных условий для производства.
Общий алгоритм работы системы. Основные параметры воздуха внутри помещения и на улице постоянно контролируются, измеряется температура воздуха, влажность, наличие в воздухе посторонних газов и примесей, концентрация СО2 и т.д. Данные поступают на микропроцессорный контроллер и анализируются. При выходе значений за определенный интервал (эти значения задаются при настройке системы, они называются «уставка»), контроллер передает управляющий сигнал на запуск исполнительных механизмов, вентиляторов, охладителей, нагревателей, осушителей, срабатывают клапана и заслонки, управляющих сечением воздуховодов и пр. При возвращении значений параметров в заданный диапазон, контроллер отправляет корректирующие сигналы.
Необходимость технического обслуживания определяется по косвенным параметрам, по падению давления или снижению скорости воздушных потоков в воздуховодах, энергопотреблению электрооборудования, сравнению параметров системы со средними для данного режима работы. Информация, выводимая оператору, сообщает о необходимости замены масла в компрессоре, замене фильтров, чистке воздуховодов и т.д.
Автоматика систем вентиляции состоит из следующих элементов:
Датчики и преобразователи
Для того, чтобы информация с датчика передавалась системе в виде цифрового кода каждый датчик снабжается преобразователем.
Оптимальные места установки датчиков указываются в прилагаемых к ним инструкциях.
Датчики температуры могут быть для внутреннего и наружного применения; накладными на трубопровод (для контроля температуры поверхности трубопровода) или канальными (для измерения температуры воздуха в воздуховоде). Внутри помещений датчики температуры устанавливаются в нейтральных, относительно источников тепла или холода местах, снаружи здания в местах где датчик будет защищен от ветра или прямого попадания солнечных лучей.
Датчики влажности представляют собой блок с электронным прибором, измеряющим относительную влажность, и преобразующий данные в электронный сигнал. Бывают наружного и внутреннего исполнения. Устанавливаются в местах со стабильными условиями влажности, не допускается установка их вблизи радиаторов отопления, блоков кондиционеров, у источников влаги.
Датчики давления подразделяются на реле давления (механическое измерение перепада давлений и электрическое преобразование) и аналоговые датчики давления (преобразование давления сразу в электрический сигнал, например, с помощью пьезо-элементов). И те, и другие применяются для измерения давление как в одной точке, так и разность давлений в двух точках.
И внешние и внутренние датчики желательно устанавливать по два и более, например, с северной и с южной стороны здания. В современных системах, все внешние климатические датчики объединяют в единую метеостанцию.
Датчики потока измеряют скорость движения жидкости или газа в трубопроводе или воздуховоде. Расход жидкости вычисляется по формуле внутри процессорного блока исходя из разности давлений и других параметров (температуры, сечения трубопровода, плотности).
Исполнительные устройства
Исполнительные устройства следует рассматривать в привязке к управлению приводом.
Это важный элемент в таком процессе как управление вентиляцией, на долю которого выпадает роль осуществления приводной части автоматизации. Эти механизмы могут быть как электрическими, так и гидравлическими.
В качестве исполнительных устройств могут выступать клапаны, заслонки и частотные регуляторы.
Регуляторы
Регуляторы – это один из основных элементов системы автоматики для вентиляции, обеспечивающий управление исполнительными механизмами по показаниям различных датчиков.
По функциональному предназначению эти элементы вентиляционных систем подразделяются на регуляторы скорости и регуляторы температур.
Регуляторы скорости бывают однофазными и трёхфазными (также, как и двигатели). Также они бывают с плавным или ступенчатым регулированием, при этом выбор способа регулирования зависит от мощностей вентиляторов. Наиболее современным и экономичным является способ скорости вращения насосов и вентиляторов с помощью преобразователей частоты (ПЧ). Несмотря на высокую стоимость, ПЧ экономически оправдывают себя уже на двигателях с мощностью более 1 кВт.
Регуляторы температур в зависимости от способа управления бывают пороговыми, управляющие температурой с помощью полностью открытой или полностью закрытой заслонки (пример – автомобильный термостат), и с пропорционально дифференциальным управлением (PID), позволяют плавно управлять температурой в рабочем диапазоне.
Управление регуляторами в системах автоматизации вентиляции осуществляется из щитов управления.
Щиты автоматизации
Работа автоматизированной системы, ее удобство, надежность и безопасность эксплуатации напрямую зависят от алгоритмов управления процессом (специалистов, выполнивших проектирование и наладку), а также от возможностей комплектующих изделий. Алгоритмы реализуются на программном уровне и «зашиваются» в свободно программируемые контроллеры, установленные в щитах автоматизации.
При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.
Щиты вентсистем бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая. Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:
Проектирование системы автоматизации вентиляции и кондиционирования
Система автоматизации вентиляции и кондиционирования является одним из наиболее сложных проектов инженерных систем здания.
Это связано с большим количеством точек контроля и исполнительных устройств в системе и учетом нескольких режимов работы системы, включая зимний и летний. Предусматривают:
Проект разрабатывается по заданию технологов – специалистов, разработчиков проекта вентиляции и кондиционирования. В стандартный комплект чертежей включают:
Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания
Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:
Ручном. В этом случае управление системой осуществляется вручную.
Автоматическом автономном, с передачей данных в систему диспетчеризации. В этом случае включение и выключение происходит автономно, без учета показаний смежных инженерных систем, при этом уведомления о работе системы передаются диспетчеру.
Автоматический в составе автоматизированной системы управления зданием. При таком режиме работа вентиляции синхронизирована с другими системами жизнеобеспечения здания. Все системы здания, управляемые по разработанным алгоритмам, формируют систему автоматизации и диспетчеризации здания.
Управление системой осуществляется по протоколам управления здания. Наиболее известные это LonWorks, ModBus, BACnet.
Управление вентиляцией при пожаре
При проектировании систем автоматики вентиляции, учитывают их работу в случае пожара.
Согласно СП 60.13330.2012, для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое действия электроприемников систем вентиляции:
Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »
В ближайшем будущем, появится возможность увеличения КПД солнечных панелей до 50%. Эффективность. Подробнее »
Руководство Филиала КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» выражает благодарность коллективу ООО. Подробнее »
КОО «ЛОГРАР ЛИМИТЕД» 1 сентября 2015
Уважаемый Ринат Шакирзянович! ООО «ФИНПРОЕКТ» выражает благодарность компании ООО. Подробнее »
Автоматизация системы вентиляции
Автоматизация системы вентиляции это комплекс автоматического управления микроклиматом помещения. Автоматические системы вентиляции и кондиционирования, обеспечивают надлежащие условия движения воздуха в помещениях. При этом экономят электроэнергию, сохраняют холод и тепло, а также сокращают надобность в обслуживающем персонале. Кроме всего прочего в аварийных ситуациях, благодаря системе, происходит автоматическое отключение и включение оборудования.
Особое значение автоматика для вентиляции имеет при возведении больших зданий. Вентиляционные конструкции расположены на больших площадях и поэтому контролировать в ручном режиме работу всего оборудования очень проблематично. Поэтому очень важно правильно настроить автоматическую систему вентиляции, так как это является гарантией ее качественной работы и облегчает управление приборами.
Автоматизация системы вентиляции
Вентиляция и ее виды.
Вентиляция это обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха.
Вентиляция бывает приточной и вытяжной.
Приточная – это вентиляция, при которой осуществляется подача очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности приточными установками и центральными кондиционерами.
Вытяжная – это вентиляция, при которой осуществляется удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов.
Приток и вытяжка должны быть равны по объему (исключением является противодымная вентиляция – когда на путях эвакуации создается подпор приточного воздуха). Внутри объекта приточный и вытяжной воздух распределяются неравномерно. Например, в комнате приготовления пищи, в санузлах, в комнатах сбора мусора баланс должен быть отрицательный (вытяжка больше притока). В чистых помещениях, например, кабинетах, переговорных, в чистых комнатах (микроэлектроника, фармацевтика) – напротив, положительный (приток больше вытяжки). Тогда запахи и пыль не будут распространяться по всем площадям и будут локализованы.
Основные задачи автоматического управления вентиляцией.
Правильно разработанная, смонтированная и налаженная схема автоматического управления вентиляцией помещений или рабочих зон позволяет решить следующие задачи:
Функции автоматизированной системы вентиляции.
Автоматизация системы вентиляции решает все управленческие функции, связанные с нормальной деятельностью системы. Инновационные разработки позволяют работать с такими системами удаленно. Решаются задачи по управлению и мониторингу нормальной работы схемы. Обязательно устанавливается сигнализатор аварии, для предупреждения опасности. Производится индивидуальный анализ относительно работы каждого отдельного элемента. При необходимости работа узла начинает корректироваться. На крайний случай всегда можно выключить все оборудование. Защита аппаратов от воздействия холода, не допускает возможность критического охлаждения системы.
Если меняются условия внешней среды, то есть изменения нагрузки в электросети, перепады температуры система управления автоматически переключает режимы управления. Способна понижать скорость вращения вентиляторов, а так же полностью выключить оборудование. Таким образом, поддерживая комфортные условия в обслуживаемом помещении. В случае короткого замыкания и других аварийных ситуаций, производится автоматическое отключение всей системы. Исключая пожар и поражение людей током.
Автоматизация системы вентиляции позволяет проводить управление процессом без постоянного участия человека. Экономя при этом значительные средства. Исключает человеческий фактор при управлении. Работает она круглосуточно и требует только профилактическое обслуживание. Необходимость технического обслуживания определяется по косвенным параметрам, по падению давления или снижению скорости воздушных потоков в воздуховодах, энергопотреблению электрооборудования, сравнению параметров системы, со средними, для данного режима работы. Информация, выводимая оператору, сообщает о необходимости замены масла в компрессоре, замене фильтров, чистке воздуховодов и т.д.
Автоматизация системы вентиляции, что входит в систему.
Конструкция современных систем вентиляции устроена достаточно сложно. Она состоит из множества приборов, каждый из которых имеет своё назначение в обеспечении функционирования системы. Автоматизированные системы оснащены контрольно – измерительными приборами.
Автоматика систем вентиляции состоит из следующих элементов:
При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.
Щиты бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая.
Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:
Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:
Таким образом, автоматизация системы вентиляции запускает вентиляцию в работу, останавливает её, обрабатывает показания датчиков и устанавливает нужный режим в зависимости от температуры, влажности и прочих параметров.
Что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции
Что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции
Сегодня системы вентиляции и кондиционирования присутствуют во всех вновь строящихся здания. Их закладывают на стадии разработки проектов, потому что они обеспечивают: вентиляция – отток загрязненного воздуха и подачу свежего, кондиционирование – обеспечивает комфортные условия нахождения людей в помещениях, а именно приводит влажность и температуру к нормальным показателям. Так как обе системы достаточно сложные, то для них разрабатывается автоматизация, которая следит за параметрами их работы. В этой статье разберемся, что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции.
Зачем нужна
Во-первых, надо отметить, что нормальными условиями внутри помещения считаются:
Чтобы контролировать эти параметры, необходимо тщательно просчитать и собрать автоматизацию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом проектом определяются сразу места их установки и функциональное назначение. Очень часто в зданиях с большими габаритами и множеством помещений применяется система кондиционирования, которая включает в себя несколько подсистем. И, как показывает практика, все подсистемы работают в индивидуальном режиме. Чтобы за всеми ими проследить, и производится установка автоматики системы кондиционирования.
Необходимо понимать, что система кондиционирования и вентиляции достаточно затратна в плане потребления электроэнергии. Поэтому очень важно правильно настроить автоматику, обеспечивающую контроль над кондиционерами и вентиляторами. И если с последними проблем не возникает, потому что их настраивают на определенную скорость вращения, которая практически все время будет постоянной, то у кондиционеров настройка более сложная.
Ведь их работа в основном зависит от влажности и температуры воздуха внутри помещений. А эти две величины непостоянные. А значит, автоматику придется настраивать так, чтобы она в первую очередь контролировала эти два параметра, а затем передавала сигнал на кондиционеры. И они будут по мощности работать то с увеличением, то со снижением. И здесь настройку можно сделать так, чтобы и внутри помещений условия были нормальными, и потребляемая мощность кондиционеров не была максимальной.
За это отвечает диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования. А именно несколько приборов, которые обрабатывают данные и передают их на оборудование. При этом выдерживается строго последовательность алгоритмов, которые программируются индивидуально для каждого вида оборудования.
Автоматизация вентиляции и кондиционирования
Существуют три вида систем автоматизации вентиляции и кондиционирования: частичная, комплексная и полная. Чаще всего используют две первые. Сама автоматика состоит из нескольких блоков, контролирующих разные процессы:
В основном все эти механизмы и приборы, входящие в состав промышленной автоматизации, являются стандартными. То есть, они производятся по ГОСТам серийно. Но есть некоторые из них, которые выпускаются мелкими партиями и предназначаются именно для систем кондиционирования воздуха, для систем отопления и вентиляции. К примеру, датчики для контроля над влажностью воздуха или температурные регуляторы марки Т-8 или Т-48.
Обычно все приборы, которые показывают параметры условия внутри помещений, устанавливают в специальный отдельный щит. При этом необходимо понимать, что чем больше подсистем в здании, тем больше щитов приходится устанавливать. Это усложняет проведение контроля над параметрами, которые необходимо периодически снимать. Чтобы упростить данный процесс, сегодня в разветвленных системах кондиционирования и вентиляции организуется пульт управления, за которым сидит оператор. Один человек полностью контролирует весь процесс. При этом с помощью интернета решается задача сигнализации и возможности контролировать все параметры на расстоянии. То есть, на телефон может прийти SMS с данными обо всех происходящих процессах.
Что касается датчиков, то очень важно правильно расположить их по помещениям с определенной частотой размещения. Именно эти небольшие приборы начинают реагировать на изменения параметров воздуха. Именно они дают толчок к началу изменения работы оборудования. Но в функции систем автоматизации вентиляции и кондиционирования воздуха входит не только отслеживание условия внутри помещения здания. В каждом воздуховоде устанавливаются датчики, которые отслеживают, а не попало ли что-нибудь внутрь. Ведь даже небольшой посторонний предмет может попасть в оборудование и вывести его из строя. Это очень важно и для заслонок, которыми перекрываются отвод и подача воздуха.
Любая автоматизация включает в себя и систему оповещения и сигнализации. Здесь стандартно: звуковая и световая.
Диспетчеризация вентиляции и кондиционирования
Диспетчеризация – это сбор сигналов с датчиков и на их основе управление всеми процессами. Основными функциями диспетчеризации вентиляции и кондиционирования являются:
В зависимости от того, какие требования заказчик предъявляется к кондиционированию, автоматизация может производиться с использованием свободно-контролируемых приборов (контроллеров) или с добавлением так называемых программно-аппаратных комплексов. Второй вариант дороже, но он дает возможность объединить в одном пункте контроля все рычаги управления.
При этом необходимо понимать, что ситуации в больших зданиях с несколькими подсистемами могут быть разными. Поэтому кондиционирование и вентиляция разделяется на модули в плане обеспечения диспетчеризации. И каждый модуль при возникновении внештатной ситуации может работ автономно.
Контроллеры для автоматизации и диспетчеризации
В принципе, необходимо отметить, что технологическая схема кондиционирования и вентиляции здания, в которую входит контроллер, является стандартной, а точнее базовой. Ее можно изменять под нужные требования с дополнением. К примеру, можно изменить контроль температуры внутри помещений не через канальный датчик, установленный в воздуховодах системы отводной вентиляции, а через каскадный, который устанавливается непосредственно в самом помещении. Или можно внести в конфигурацию подогрев жалюзи в кондиционировании, которые открывают или закрывают проемы.
То есть, диспетчеризацию систем вентиляции и кондиционирования с учетом установленных контролеров можно развивать по разным схемам. И при этом можно подобрать такую технологическую цепочку, которая будет выгодна именно для определенного вида зданий, где установлены разные требования к отдельным помещениям.
Автоматизация в быту
Сегодня все чаще звучит термин – «умный дом». По сути, это автоматизация контроля над всеми сетями, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность человека в собственном доме. Конечно, это обширная сеть, в задачи которой входит:
При этом диспетчеризация строго контролирует всю работу инженерных сетей. И если есть необходимость изменить какой-либо параметр, нет нужды бегать по этажам к щитам автоматики, чтобы провести настройку. «Умный дом» снабжается отдельно установленным мини-пультом или мини-блоком, через который и проводится регулирование и настройка требуемых режимов.
Самое главное, что вся автоматизация завязана на диспетчеризации с установленных в нее контроллеров. То есть, технологическая схема здесь точно такая же, как и на любом объекте, где присутствуют модульные схемы кондиционирования и вентиляции.
Автоматизация систем вентиляции
Датчики и преобразователи
Датчики — это элементы систем автоматизации вентиляции, служащие для получения информации о реальном состоянии регулируемого объекта. С их помощью осуществляется обратная связь системы регулирования с объектом по следующим параметрам: температуре, давлению, влажности и т.д.
Для того, чтобы информация с датчика передавалась системе в виде цифрового кода каждый датчик снабжается преобразователем.
Оптимальные места установки датчиков указываются в прилагаемых к ним инструкциях.
Датчики температуры могут быть для внутреннего и наружного применения; накладными на трубопровод (для контроля температуры поверхности трубопровода) или канальными (для измерения температуры воздуха в воздуховоде). Внутри помещений датчики температуры устанавливаются в нейтральных, относительно источников тепла или холода местах, снаружи здания в местах где датчик будет защищен от ветра или прямого попадания солнечных лучей.
Датчики влажности представляют собой блок с электронным прибором, измеряющим относительную влажность, и преобразующий данные в электронный сигнал. Бывают наружного и внутреннего исполнения. Устанавливаются в местах со стабильными условиями влажности, не допускается установка их вблизи радиаторов отопления, блоков кондиционеров, у источников влаги.
Датчики давления подразделяются на реле давления (механическое измерение перепада давлений и электрическое преобразование) и аналоговые датчики давления (преобразование давления сразу в электрический сигнал, например, с помощью пьезо-элементов). И те, и другие применяются для измерения давление как в одной точке, так и разность давлений в двух точках.
И внешние и внутренние датчики желательно устанавливать по два и более, например, с северной и с южной стороны здания. В современных системах, все внешние климатические датчики объединяют в единую метеостанцию.
Датчики потока измеряют скорость движения жидкости или газа в трубопроводе или воздуховоде. Расход жидкости вычисляется по формуле внутри процессорного блока исходя из разности давлений и других параметров (температуры, сечения трубопровода, плотности).
Возможности и преимущества системы
Что может делать автоматическая система контроля? Минимальный набор доступных функций включает следующие пункты:
Развитие техники позволяет создавать сложные схемы и системы, поэтому многие современные конструкции уже планируются с учетом таких факторов и никак не могут обойтись без автоматического управления. Если на предприятии или в организации используется самое современное вентиляционное оборудование, то, скорее всего, оно предполагает и наличие автоматического управления, и схемы уже заранее рассчитаны на установку таких приборов.
Впрочем, использование техники действительно имеет значительные преимущества. Машина способна быстро анализировать огромное число информационных потоков и проводить сразу множество операций, на что человеческий мозг просто не рассчитан. Поэтому такая система работает гораздо эффективней, чем даже целый отдел из человеческого персонала. Кроме того, технике не нужны выходные, перерыв на сон и на обед, она в любое время остается на своем посту и следит за системой вентиляции. Использование автоматики позволяет исключить возможные ошибки из-за влияния человеческого фактора.
Что и как автоматизировать? Основные принципы
В зависимости от типа системы нагревания теплоносителя, управление будут отличаться и управляемые системой автоматики параметры.
В общем случае, оператор задает желаемую температуру в помещении, через пульт управления или через ПК, через пульт в отдельном помещении и т.п.
Система автоматизации отопления система на основе данных о температуре воздуха в здании, температуры наружного воздуха, времени суток, наличия в помещении людей выбирает режим работы и передает управляющие сигналы на исполнительные устройства, которые могут отличаться:
А) Для управления электрической системой отопления применяются приборы, управляющие мощностью электрического тока: биметаллические термостаты, работающие по принципу «вкл/выкл», или тиристорные регуляторы напряжения, с помощью которых при уменьшении напряжения уменьшается и потребляемую мощность прибора. В качестве примера, можно вспомнить электрический конвектор, пользователь задает необходимую температуру, а терморегулятор поддерживает температуру включая и отключая подачу электроэнергии к прибору.
Б) Для управления системой отопления с контуром теплоносителя применяются приборы, регулирующие температуру и расход теплоносителя. При этом регулировка температуры теплоносителя возможна только в автономных системах с котлами и нагревателями, например, в частных домах, для систем централизованного отопления температура входящего и исходящего потоков теплоносителя заданы графиками:
Таким образом, на больших объектах регулирование температуры в помещении может осуществляться только с помощью приборов, изменяющих расход теплоносителя в сети отопления и поддерживающих его на заданном уровне, чтобы не выходить за рамки температурного графика.
Советы профессионалов
Автоматика необходима вентиляционным системам не только из-за удобства применения и высокой эффективности, но и из-за возможности самостоятельного регулирования оператором тех или иных процессов, с которыми без труда справляется нынешняя техника. Именно поэтому пренебрегать установкой подобного оснащения не стоит. Обращайтесь к таким компаниям, которые не только предлагают автоматические системы, но и оказывают все сопроводительные услуги: занимаются проектированием, монтажом, настройкой и ремонтом оборудования.
О том, как настроить автоматические вентияляционные системы, смотрите в следующем видео.
Виды систем отопления
Системы отопления классифицируются по следующим признакам.
По виду теплообмена между обогревателем и окружающей средой:
Конвективное отопление. В этом случае передача тепловой энергии происходит вместе с перемещением объемов горячего и холодного воздуха: тёплый воздушный поток устремляется вверх, холодный – опускается вниз. Из механизма передачи тепла, конвективное отопление невозможно через любые непроницаемые преграды, в т.ч. прозрачные.
Лучистое отопление. Это вид отопления, при котором тепло передается излучением. От Солнца – к Земле или от нагретой поверхности к наблюдателю.
Конвективно-лучистое отопление. Смешанный механизм. Большинство отопительных приборов (радиаторы, конвекторы, теплые полы и стены) передают тепло именно этим способом, оптимальным считается вариант, когда имеет место примерно равное (50/50) соотношение конвективного и лучистого тепла.
По виду теплоносителя:
Водяное отопление. На сегодняшний день самый распространённый вид отопления, который бывает следующих видов:
Воздушное отопление. К воздушным относят системы, в которых теплоносителем выступает нагретый воздух. В приточной вентиляции такие системы бывают локальными и распределёнными.
В локальных системах нагревание и подача воздуха производится непосредственно в отапливаемом помещении при помощи отопительных и отопительно-вентиляционных приборов.
В распределённых системах воздух нагревается в воздухонагревательной установке и по каналам подается в помещения.
Кроме того, бывает огневоздушное отопление, при котором тепло поступает от печей и каминов. При таком виде отопления теплоноситель либо практически отсутствует, либо им являются горячие дымовые газы.
Системы отопления без теплоносителя.
Функции и возможности автоматизации
Автоматика вентиляционной системы выполняет несколько важных задач. Ознакомимся с ними.
Щитовая для обслуживания автоматики с водяными калориферами
Автоматика приточной вентиляции призвана обеспечивать безопасность при эксплуатации приборов подогрева воздуха, вентиляции помещения. Основной прибор щита – это контроллер AQUA шведского производства. Остальные составляющие устанавливают для решения следующих вопросов:
Автоматизация вентиляции позволяет решать сложные задачи в любых условиях и при различных режимах эксплуатации оборудования. Каждая схема вентилирования воздуха монтируется с автоматической системой управления процессом.
В заключение, отметим основные моменты, на которые следует обращать пристальное внимание при покупке приборов оснащения щита автоматического управления устройством вентилирования зданий. Основной критерий выбора – это надежность комплектующих
Обязательно попросите у менеджера сертификат качества данных приборов, а также гарантии компании изготовителя щитов вентиляции и каждой отдельной детали. Обращайте внимание на наличие производственной базы для выполнения ремонта, гарантийного сервисного обслуживания вентиляционного оборудования, схемы автоматического управления процессом
Основной критерий выбора – это надежность комплектующих. Обязательно попросите у менеджера сертификат качества данных приборов, а также гарантии компании изготовителя щитов вентиляции и каждой отдельной детали
Обращайте внимание на наличие производственной базы для выполнения ремонта, гарантийного сервисного обслуживания вентиляционного оборудования, схемы автоматического управления процессом
Панель оператора
Программирование ПЛК осуществлялось с помощью программного обеспечения CoDeSys, для панели оператора использовано стандартное программное обеспечение Овен «Конфигуратор СП200».
ВВОД-ВЫВОД — общая информация
— состояние компрессоров (включен / отключен) и вентиляторов;
— состояние 2-х позиционных заслонок;
— контроль температуры двигателей вентиляторов.
— управление заслонками и двигателем приточного вентилятора;
— разрешение работы частотных приводов вентиляторов.
— датчик температуры помещения компрессорной;
— датчик температуры наружного воздуха;
— положение пропорциональных заслонок;
— дифференциальное давление (перепад улица / помещение);
— дифференциальное давление (перепад на вытяжном вентиляторе).
— задание положения пропорциональных заслонок;
— задание частоты вращения двигателей вентиляторов (частотные преобразователи).
Алгоритм работы контроллера
— состояние компрессоров (по замыканию сухих контактов);
— крайние закрытые состояния 2-х позиционных заслонок;
— температуру уличного воздуха;
— температуру воздуха в помещении компрессорной;
— величину перепада давления между уличным и давлением внутри помещения компрессорной;
— величину перепада давления на вытягивающем вентиляторе.
— двумя 2-х позиционными заслонками на уличных воздухозоборниках из 1й венткамеры
— 2-х позиционной заслонкой приточного вентилятора П1
— 2-х позиционной заслонкой приточного вентилятора П2
— скоростью вращения вентилятора П2
— 2-х позиционными заслонками над каждым из компрессоров
— двумя пропорциональными заслонками рециркуляции
— пропорциональной общей выбросной заслонкой
— скоростью вращения вытяжного вентилятора В1
Особенностью проекта является построение программного обеспечения максимально гибким образом, что позволило провести пусконаладку на работающих компрессорах без остановки производства.
Каждое устройство может быть переведено в ручной или автоматический режим управления независимо от общего режима системы. Режим эмуляции каждого элемента схемы позволяет вести отладку на работающем оборудовании. Эти режимы являются закрытыми для оперативного персонала (второй уровень доступа) и доступны только для инженеров-наладчиков, в период запуска и отладки системы управления. Первый уровень доступа предназначен для инженеров технологов — для наладки режимов работы (регуляторов) системы вентиляции.
За прошедшее время эксплуатации (три месяца) схема показала надежную работу, удобство при устранении неисправностей, гибкость доналадки. Например, при смещении диапазона измерения датчика давления для продолжения работы достаточно было изменить уставку на величину смещения датчика. При отказе приточного вентилятора – перевести схему в ручной режим, с последующей заменой неисправного оборудования, затем перевести в автоматический режим.
Наладка системы управления прошла в короткие сроки – три дня, благодаря слаженной работе служб Заказчика, монтажной организации и программистов НПФ «ГектИС».
Щиты автоматизации
Работа автоматизированной системы, ее удобство, надежность и безопасность эксплуатации напрямую зависят от алгоритмов управления процессом (специалистов, выполнивших проектирование и наладку), а также от возможностей комплектующих изделий. Алгоритмы реализуются на программном уровне и «зашиваются» в свободно программируемые контроллеры, установленные в щитах автоматизации.
При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.
Щиты вентсистем бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая. Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:
Элементы систем отопления
Какие элементы могут быть использованы (и автоматизированы).
Котлы. Основной элемент любой системы, так как именно здесь происходит процесс сгорания топлива, после чего тепло, выделяющееся при этом, передается теплоносителю (воде или антифризу).
По типу энергоносителя котлы бывают:
По количеству контуров циркуляции теплоносителя котлы бывают:
Горелки. Устанавливаются на газовых котлах и бывают вентиляторными (с нагнетателем) и атмосферными. Вентиляторные горелки более шумные, но могут работать при любом давлении поступающего газа.
Температурный график отопления. В многоквартирных домах, общественных и промышленных зданиях, котлы и горелки заменяет ТЭЦ или ТЭС. Со станции, по системам теплотрасс, нагретый пар поступает в ЦТП района, а от него, в свою очередь в ИТП здания. От нагретого, в соответствии с температурным графиком, теплоносителя, через теплообменники ИТП, в контуры отопления, вентиляции и ГВС передается тепло. На выходе их теплообменников, температура теплоносителя, возвращающегося в сеть, должна соответствовать температурному графику.
Подробнее об автоматизации ИТП.
Воздушные клапаны. Служат для выведения из системы воздуха. Такие клапаны есть в радиаторах отопления и в стояках. Многие знакомы с ручным клапаном маевского.
Расширительные бачки. При повышении температуры внутреннее гидравлическое давление в замкнутой системе, заполненной водой, увеличивается, и чтобы не произошло аварии, излишки воды поступают в расширительный бачок. Если в системе отсутствует котел, то не потребуется и расширительный бачок.
Циркуляционные насосы. Используются для движения теплоносителя в системе с принудительной циркуляцией.
Система трубопроводов. Используются для перемещения по ним теплоносителя, бывают стальные, медные и полимерные.
Радиаторы, теплые полы. Конечные нагревательные приборы. Используются для обогрева помещения, бывают стальные, чугунные, алюминиевые и биметаллические.
Датчики температуры и давления, измерители расхода, регуляторы частоты вращения и терморегуляторы. Все эти средства применяются для контроля параметров системы, исключения аварий, управления системой, ручного или автоматического.
Диспетчеризация вентиляции и кондиционирования
Диспетчеризация – это сбор сигналов с датчиков и на их основе управление всеми процессами. Основными функциями диспетчеризации вентиляции и кондиционирования являются:
В зависимости от того, какие требования заказчик предъявляется к кондиционированию, автоматизация может производиться с использованием свободно-контролируемых приборов (контроллеров) или с добавлением так называемых программно-аппаратных комплексов. Второй вариант дороже, но он дает возможность объединить в одном пункте контроля все рычаги управления.
При этом необходимо понимать, что ситуации в больших зданиях с несколькими подсистемами могут быть разными. Поэтому кондиционирование и вентиляция разделяется на модули в плане обеспечения диспетчеризации. И каждый модуль при возникновении внештатной ситуации может работ автономно.
Контроллеры для автоматизации и диспетчеризации
В принципе, необходимо отметить, что технологическая схема кондиционирования и вентиляции здания, в которую входит контроллер, является стандартной, а точнее базовой. Ее можно изменять под нужные требования с дополнением. К примеру, можно изменить контроль температуры внутри помещений не через канальный датчик, установленный в воздуховодах системы отводной вентиляции, а через каскадный, который устанавливается непосредственно в самом помещении. Или можно внести в конфигурацию подогрев жалюзи в кондиционировании, которые открывают или закрывают проемы.
То есть, диспетчеризацию систем вентиляции и кондиционирования с учетом установленных контролеров можно развивать по разным схемам. И при этом можно подобрать такую технологическую цепочку, которая будет выгодна именно для определенного вида зданий, где установлены разные требования к отдельным помещениям.
Автоматизация в быту
Сегодня все чаще звучит термин – «умный дом». По сути, это автоматизация контроля над всеми сетями, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность человека в собственном доме. Конечно, это обширная сеть, в задачи которой входит:
При этом диспетчеризация строго контролирует всю работу инженерных сетей. И если есть необходимость изменить какой-либо параметр, нет нужды бегать по этажам к щитам автоматики, чтобы провести настройку. «Умный дом» снабжается отдельно установленным мини-пультом или мини-блоком, через который и проводится регулирование и настройка требуемых режимов.
Самое главное, что вся автоматизация завязана на диспетчеризации с установленных в нее контроллеров. То есть, технологическая схема здесь точно такая же, как и на любом объекте, где присутствуют модульные схемы кондиционирования и вентиляции.
Приводы исполнительных устройства
Приводы клапанов бывают пороговые (двух-трех позиционными) и аналоговые, с возможностью плавного регулирования.
Самым известным и распространенным способом регулирования в насосной системе является регулирование заслонкой, когда двигатель работает на полных оборотах, а регулирование давления в системе осуществляется с помощью запорной арматуры (задвижек, вентилей, отводов, шаровых кранов и т.д.). Работа насоса обеспечивается постоянной подачей энергии на него от электродвигателя, а управление им – устройством регулирования давления.
Регулирование заслонкой можно сравнить с управлением автомобилем: при выжатой до упора педали газа скорость движения регулируется педалью тормоза.
Более экономичный способ управления расходом теплоносителя — применение частотных преобразователей для регулирования частоты вращения двигателей насосов системы отопления.
При этом способе регулирования достигается до 50% экономии потребления энергии, а если учесть, что в течение срока службы двигатель расходует электроэнергии на сумму, намного превосходящую его стоимость, то это показатель оказывается чрезвычайно актуальным. Например, работающий в течение года по 8 часов в день двигатель мощностью 11 кВт израсходует электроэнергии на сумму около 145 тыс. руб. (при тарифе 4.5 руб./кВтч).
Монтаж вентиляционных систем
Перед монтажом вентиляционных систем с автоматическими составляющими требуется грамотное составление проекта. Для этого нужно обладать определенными инженерными навыками, поэтому проведение таких работ лучше всего доверить профессионалам.
Нынешние технологии дают возможность конструировать довольно сложные системы автоматического управления вентиляционных систем. По этой причине их установка и последующая наладка, даже при наличии грамотно составленного проекта, должны осуществлять только опытные специалисты. Своими руками проводить такие работы не рекомендуется, особенно если речь идет об очень сложной схеме. Любые недочеты и ошибки, допущенные по ходу монтажа, могут спровоцировать серьезное нарушение воздушного обмена, из-за чего в имеющемся пространстве будут иметь место условия, невозможные для пребывания людей.
Не менее важным этапом в проведении таких работ станет пуско-наладка. В этот момент проверяется работа собранной вентиляционной системы в целом, а также приводятся все необходимые показатели в соответствии с разработанным заранее проектом.
Технические средства
Устройства для автоматизации вентиляции
Устройства, посредством которых реализуется автоматизация вентиляции общеобменного и иных типов, а также кондиционирования воздуха, весьма многообразны. В схему могут входить разные типы датчиков (температуры входящего и выходящего потоков, давления, влажности, содержания углекислоты), блоки регуляции, исполнительные механизмы, аппараты, управляющие электроприводами
Показатели работы этих устройств, отслеживание которых важно для эффективного функционирования установки, выводятся на щитки управления и диспетчерские пульты
Возможен автоматический контроль данных при отходе от заданных рамок либо управление ими во вложенных меню. С датчиков сигналы направляются в шкаф контроля, где подвергаются аналитической обработке с выбором подходящего алгоритма кондиционирующей установки.
Управление вентиляцией при пожаре
При проектировании систем автоматики вентиляции, учитывают их работу в случае пожара.
Согласно СП 60.13330.2012, для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое действия электроприемников систем вентиляции:
Устройство
Устройство автоматических вентиляционных систем различается, и зависит от определенного типа калорифера. Приточная вентиляция с электрокалорифером состоит из следующих компонентов:
Что касается автоматики приточной вентиляции с водяным калорифером, то здесь основным элементом выступает особый контроллер, который изготавливают в Швеции. Остальные же элементы устанавливают для:
Также в автоматических вентиляционных системах присутствуют такие важные компоненты, как:
Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания
Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:
Ручном. В этом случае управление системой осуществляется вручную.
Автоматическом автономном, с передачей данных в систему диспетчеризации. В этом случае включение и выключение происходит автономно, без учета показаний смежных инженерных систем, при этом уведомления о работе системы передаются диспетчеру.
Автоматический в составе автоматизированной системы управления зданием. При таком режиме работа вентиляции синхронизирована с другими системами жизнеобеспечения здания. Все системы здания, управляемые по разработанным алгоритмам, формируют систему автоматизации и диспетчеризации здания.
Иногда, хитрые интеграторы представляют автоматическую автономную систему как полностью автоматическую. Заказчик узнает об этом, когда начинает получать счета за коммунальные услуги с суммами, выше ожидаемых.
Управление системой осуществляется по протоколам управления здания. Наиболее известные это LonWorks, ModBus, BACnet.
Щиты автоматизации
Щиты автоматизации отопления служат для управления отопительной системой. С их помощью управляют циркуляционными насосами, регулирующими клапанами с импульсным либо аналоговым управлением, задвижками и соленоидными клапанами подпитки.
Щит автоматики могут комплектоваться датчиками температуры, давления и перепада давлений, либо производитель указывает перечень совместимого оборудования.
Реализуемые в щитах автоматизации функции:
При подключении датчиков к щиту автоматизации отопления учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем — аналоговый, дискретный или пороговый – открыт/закрыт. Модули расширения, управляющие приводами устройств, выбирают исходя из тех же принципов, учитываю тип управляющего сигнала и протокол управления.