Автоматика для управления системой вентиляции

Общие сведения

САУ вентиляцией предназначена для контроля и управления приточными и приточно-вытяжными вентиляционными системами зданий с различным набором оборудования, в состав которого могут входить: рекуператор, охладитель, калорифер, регулирующие клапаны и насосы в контуре охладителя и калорифера, воздушные заслонки, фильтры.

Задачи, решаемые при внедрении САУ:

• автоматическое поддержание заданной температуры и кратности воздухообмена в обслуживаемом помещении;
• обеспечение пожарной безопасности — управление огнезадерживающими клапанами;
• своевременная диагностика отказов вентиляционного оборудования.

• поддержание температуры воздуха в обслуживаемых помещениях в заданных программой контроллера пределах;
• непрерывная автоматическая защита водяного теплообменника от замерзания по температуре воды и по температуре приточного воздуха, контроль загрязнения воздушного фильтра в приточной системе;
• работа систем вентиляции в режимах «Дневной»/«Ночной» и «Зимний»/«Летний»;
• контроль состояния управляемого оборудования.

САУ вентиляции обменивается информацией с диспетчерским пультом, обеспечивая следующие возможности:

• передача на диспетчерский пульт технологических параметров, сообщений о внештатных ситуациях и данных о работе исполнительных механизмов;
• дистанционное управление для отдельных механизмов в случае необходимости, при этом сохраняется автоматическое управление для системы в целом, а некорректные действия оператора блокируются;
• получение с диспетчерского пульта команд на внеплановое включение и отключение, а также задания на температуру в обслуживаемых помещениях.

Кроме основного режима управления с диспетчерского пульта, предусмотрено управление системами вентиляции по месту с кнопочных постов управления (КПУ), расположенных в обслуживаемых помещениях.

Аппаратно-программная платформа САУ обеспечивает высокую гибкость конфигурирования и программирования. В результате обеспечиваются следующие характеристики САУ, отличающие ее от аналогичных продуктов:

• возможность подключения малых вентиляционных систем к контроллерам больших вентиляционных систем без установки дополнительных шкафов управления;
• возможность подключения исполнительных механизмов других инженерных систем (огнезащитных клапанов, вентиляторов дымоудаления, насосов КНС и др.) к контроллерам вентиляционных установок;
• возможность реализации доработок контроллера и программ управления в короткие сроки и с незначительными затратами в случае появления изменений в исходном проекте автоматизации инженерных систем;
• гибкость алгоритмов управления, что позволяет легко их модифицировать в ходе проектирования инженерных систем в случае появления соответствующих требований заказчика;
• возможность передачи информации на верхний уровень по любым стандартным протоколам, затребованным поставщиком системы диспетчеризации.

1 Основные задачи автоматики

Конструкция современных систем вентиляции устроена достаточно сложно. Она состоит из множества приборов, каждый из которых имеет своё назначение в обеспечении функционирования системы. Чтобы работа приборов была качественной, её нужно контролировать, добиваясь согласования действий всех агрегатов. Для этого и создана автоматика приточной вентиляции. Она значительно облегчает работу с системой и обеспечивает слаженную работу приборов без непосредственного участия человека.

Контроль над работой механизмов осуществляется установленными на них специальными датчиками. Это позволяет оператору управлять системой удалённо с единого центра, не контактируя с каждым прибором непосредственно.

Комплекс датчиков собирает информацию с вентиляционных механизмов и передаёт её на монитор центра управления. Здесь она анализируется специалистом, после чего в случае серьёзных неполадок производится коррекция рабочего процесса.

Если необходимо, система самостоятельно может осуществлять подключение дополнительных агрегатов и контрольных приборов для оптимизации рабочего режима. Это может понадобиться при изменениях погоды, что может привести к повышенной нагрузке на механизмы, из-за чего последние могут выйти из строя.

Автоматика системы вентиляции оптимизирует работу комплекса, уменьшает количество обслуживающего персонала до 1—2 человек. Благодаря этому снижаются расходы на оплату труда дополнительных работников.

Диспетчеризация вентиляции и кондиционирования

Диспетчеризация – это сбор сигналов с датчиков и на их основе управление всеми процессами. Основными функциями диспетчеризации вентиляции и кондиционирования являются:

1. Индексация поступающих сигналов от датчиков, их обработка и настройка.
2. Подача сигнала диспетчеру, если в системе произошли отклонения от заданных параметров или возникла нестандартная или аварийная ситуация.
3. При необходимости производится перевод работы всей схемы в аварийный режим.
4. Если возник пожар в здании, включается система отвода дыма.
5. Строго отслеживаются параметры воздуха, которые поддерживаются на всем протяжении работы оборудования.
6. При необходимости регулировка заданных параметров.
7. В часы пониженных нагрузок системы вентиляции и кондиционирования переводятся в режим экономии электроэнергии и других видов энергоносителей (пар, горячая вода).
8. Обрабатываются данные в момент включения или отключения.

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.

Возможности диспетчеризации:

• можно организовать управление большим количеством модулей, которые по мере необходимости подключаются параллельно;
• настройка сбора данных, которые необходимы пользователю;
• возможность передача данных на другие компьютеры;
• контролируется телефонная и компьютерная сети;
• автоматизация процессов передачи данных от нижних уровней к пульту управления;
• передача данных на телефон.

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:

• безопасность внешняя и внутренняя (последняя – это слежение за сотрудниками, выполняющих бытовую работу в доме);
• контроль и слежение за аварийными ситуациями: утечка газа, холодной или горячей воды;
• создания благоприятного климата внутри помещений, а это касается кондиционирования, отопления и вентиляции.

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.

Для чего нужны системы вентиляции

При прокладке воздуховодов через стены используйте специальные рукава или адаптеры.

Наружный воздух поступал в квартиры через неплотности в оконных переплетах, форточки, фрамуги или открываемые окна и удалялся через вентиляционные каналы санитарных узлов и кухонь.

Удалять воздух из помещений кабинетов, служебных помещений площадью 35 м2 и менее можно за счет перетекания воздуха в коридор; из помещений большей площади — непосредственно из помещений. В расписании предусмотрена необходимая последовательность мер, начиная с подачи необходимых материалов и заканчивая установкой вентиляции. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны желательно полнопроходного сечения либо фланцевая арматура.

Рисунок 7. При размещении приточного устройства над отопительным прибором следует обеспечить его незамерзание.

1 Область применения

Количество дефлекторов уточняется в каждом конкретном случае совместно с разделом АС. Если системы для жилых и общественных зданий в первую очередь призваны подать необходимое количество кислорода вместе с наружным воздухом и удалить продукты дыхания людей, то производственная вентиляция часто рассчитывается для удаление вредных веществ в первую очередь, с компенсацией удаляемого воздуха наружным.

Максимальное количество внутренних блоков, подключенных к одной системе — 64 при трех модулях и 20 при одном модуле. Эта система, как правило, исключительно оборудована воздухонагревателями, которые прикреплены к источнику воздуха. Варианты применения современных дефлекторов см. Предел огнестойкости транзитных воздуховодов и коллекторов — EI

5.3. Автоматизация вытяжных вентиляционных систем

Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. В комнатах он согревается и опять течет наружу. Пропилен-гликолевые смеси используются на безопасных производствах, где в случае разгерметизации системы токсичный теплоноситель может нести потенциальную угрозу жизни или нарушения технологического цикла. Последствия от непрофессионального проекта могут проявиться не сразу, а через несколько лет Пример принципиальной схемы Перед заключением договора на расчёт проекта вентиляции следует оценить уровень компетенции подрядчика.

Для удаления излишков тепловой энергии или холодного воздуха используются: Теплоносители, установленные в промежуточных точках. Однако установка приточных клапанов тоже помогает не всегда.
«Золотое правило» вентиляции в частном доме

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:

• Включение и выключение системы вентиляции;
• Индикацию состояния оборудования;
• Защиту от неправильного подключения питающего напряжения и короткого замыкания;
• Управление производительностью вентиляционной установки;
• Индикацию состояния воздушных фильтров;
• Защиту от перегрева электродвигателей;
• Защиту калорифера от замерзания;
• Поддержку и контроль температуры воздуха на входе вентиляционной установки и в помещении;
• Возможность применения временных ручных алгоритмов управления.

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:

• производят управление вентиляторными устройствами;
• поддерживают заданную температуру воздушных масс;
• переключают режимы эксплуатации;
• управляют приводами клапанов с возвратными пружинами, обеспечивающими закрытие воздухозаборными клапанами, в случае выключения вентиляторных установок, коротком замыкании фазы на корпус;
• управляют работой насоса циркуляции воды в калорифере, устанавливаемом в узле обвязки;
• осуществляют контролирование за температурой воды в обратной магистрали при разных режимах работы, при выключении калорифера;
• выключают подачу энергии при загрязнении воздушного фильтра.

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

Каждый прибор должен иметь паспорт, инструкцию, схему подключения. Сегодня на рынке вентиляционного оборудования, различные производители предлагают разнообразный ассортимент комплектующих и схем устройств щитов вентиляции. Сделав правильный выбор, качественно выполнив монтаж автоматических шкафов, вы получаете надежное, безопасное оборудование, на достаточно долгое время.

Защитная система

Автоматическое управление вентилированием воздуха, как и любое другое, не имеет права существовать без обеспечения надлежащей безопасности. Защитные механизмы в щите могут срабатывать в случае возникновения одного из указанных обстоятельств:

• Сбой в режиме работы составляющего элемента.
• Выход из строя какого-либо из приборов или устройств.
• Невозможность контролировать определенные параметры воздуха в помещении – при потере связи с каким-то датчиком.

Для решения указанных проблем в работе автоматического вентиляционного механизма предназначен контроллер управления. Использование контроллеров позволяет быстро реагировать на самые незначительные отклонения от нормального состояния в процессе работы каждого из устройств и, при этом, оперативно их устранять.

Таким образом, управление вентиляцией помещения, при наличии у вас специального щита, становится быстрым, простым, максимально удобным и безопасным.

https://youtube.com/watch?v=EC-71zTml40

Автоматизация системы приточно-вытяжной вентиляции, выполненной развернутым способом

Схема автоматизации системы приточно-вытяжной вентиляции, выполненная

 развернутым способом

Для примера на рис. 4.2.3. показана развернутая схема автоматиза­ции приточно-вытяжной вентиляции с водяным подогревом на базе релейно-контакторной аппаратуры и одноканального регулятора. Как видно из схемы, технологическая часть системы включает зас­лонки на входе приточного и на выходе вытяжного воздухопровода, фильтр, водяной теплообменник, приточный и вытяжной вентилято­ры. Контроль параметров осуществляется как измерительными преобразователями, например ТЕ, сигналы которых поступают на центральный щит управления, так и местными приборами TI и PL Показания последних используются для определения параметров, когда оператор находится в непосредственной близости от вентиля­ционной камеры. Кроме того, дифференциальным датчиком давле­ния РД контролируется перепад давления на воздушном фильтре и вентиляторах, что характеризует проходимость фильтра и работу вентиляторов. Так как обычно мощность, потребляемая вентилятора­ми, значительно больше потребляемой мощности остальных уст­ройств автоматики, то средства управления вентиляторами GKS вы­несены на щит местного управления, в котором предусмотрена воз­можность переключения (буква К) режима управления — с ручного на автоматический.

Основной контур регулирования состоит из датчика температуры 1а, одноканального регулятора 16 (в центральном щите управления) и исполнительного механизма 1в, управляющим 3-ходовым клапа­ном.

Остальные контуры управления: защиты от замерзания (2), конт­роля перепада давления (3, 4,5) и управления работой оборудования (6) выполнены на релейной аппаратуре (GCS), размещенной также в центральном щите управления. Такое аппаратурное решение доста­точно сложное как в реализации, так и в эксплуатации.

При применении контроллеров упрощается не только аппаратур­ная часть, но и вид схемы автоматизации. Это наглядно показано на рис. 4.2.4, а, где в соответствии с ГОСТ 21.404-85 изображен щит уп­равления той же системы приточно-вытяжной вентиляции с исполь­зованием контроллера. Однако в этом случае, поскольку контроллер берет на себя все функции управления, его стандартное обозначение не позволяет выделить отдельные контуры управления, как этого тре­бует стандарт. Поэтому обычно функции управления и соответствую­щие им контуры управления указываются в пояснительной записке, а контроллер изображают в виде прямоугольника с обозначением ви­дов входящих и

Рис. 4.2.4. Условное изображение контроллера, применяемые в функциональных схемах автоматизации: а — по ГОСТ 21.404-85, б — альтернативное

Рис. 4.2.5. Схема автоматизации системы приточно-вытяжной вентиляции, выполненная упрощенным способом

При упрощенном способе выполнения схем автоматизации (рис. 4.2.5) контуры контроля и управления, а также одиночные при­боры наносят рядом с изображением технологического оборудования и коммуникаций. Контуры независимо от количества входящих в не­го элементов изображают в виде окружности (овала), разделенного горизонтальной чертой. В верхней части окружности указываются буквенные обозначения контролируемых параметров и функции уп­равления в соответствии с ГОСТ 21.404-85, а в нижней части — номер контура. Полный состав каждого контура обычно приводится на принципиальной схеме контроля, регулирования и управления, а так­же на схеме соединения внешних проводок. Для контуров систем ав­томатического управления и регулирования на схеме изображают исполнительные механизмы, регулирующие органы и линии связи, соединяющие контур с исполнительными механизмами.

2 Режим работы

Центром управления приточной вентиляции является щитовая. Щит обеспечивает три режима её функциональности:

• ручной;
• автоматический автономный;
• автоматический.

Первый вариант подразумевает ручной контроль над системой. Осуществляется он оператором, дежурящим в щитовой.

Во втором случае запуск и остановка вентиляции, а также передача функциональных данных осуществляется независимо от показаний, собранных от смежных инженерных систем. Сведения о работе получает диспетчер.

В полностью автоматическом режимевентиляция включена в общее автоматизированное управление, которое синхронизирует все функции, отвечающие за жизнеобеспечение здания, его системную автоматизацию диспетчеризацию.

Устройство

Устройство автоматических вентиляционных систем различается, и зависит от определенного типа калорифера. Приточная вентиляция с электрокалорифером состоит из следующих компонентов:

• регулятора, ответственного за установку того или иного режима температур;
• элементов управления вентиляторами приточной и вытяжной систем (самыми удачными считаются устройства, которые производят ступенчатое или плавное регулирование);
• индикаторов применения вентиляционного устройства;
• приборов, отвечающих за поддержание оптимального температурного режима в имеющемся пространстве;
• устройства для выключения и индикации загрязнений фильтрующих элементов воздуха;
• элементов защитного выключения при лишнем нагреве техники;
• системы автодезактивации при токах короткого замыкания и существенных нагрузках.

Что касается автоматики приточной вентиляции с водяным калорифером, то здесь основным элементом выступает особый контроллер, который изготавливают в Швеции. Остальные же элементы устанавливают для:

• управления вентиляторами;
• поддержки установленного температурного режима воздуха;
• переключения режимов;
• управления клапанными приводами с возвратными пружинными деталями;
• управления работы насоса, ответственного за циркуляцию жидкости в калорифере;
• слежением за температурным режимом жидкости в обратной магистрали в различных режимах;
• дезактивации подачи энергии в случае если воздушный фильтр сильно загрязнен.

Также в автоматических вентиляционных системах присутствуют такие важные компоненты, как:

• датчики температуры, влажности, потока и давления;
• исполнительные устройства;
• регуляторы скорости и температуры;
• упомянутые ранее щиты автоматизации;
• исполнительная механика.

Функции и возможности автоматизации

Автоматика вентиляционной системы выполняет несколько важных задач. Ознакомимся с ними.

• Благодаря автоматике вся система работает исправно и всегда находится под контролем. Обычно монтируют специальный анализатор аварий. Современные разработки дают возможность управлять автоматическими системами удаленно – оператор только следит за эксплуатацией имеющегося устройства, а также может вносить свои корректировки, устанавливая те или иные режимы.
• При помощи автоматического оснащения можно проводить анализ в индивидуальном порядке и мониторинг функционирования каждого имеющегося механизма. Кроме того, есть возможность отслеживать общую деятельность вентиляционной схемы. Датчики агрегата выдают определенные данные, автоматическая система исследует положение и вносит свои поправки в действии техники. Если приключилась авария, то на специальную кнопку пуска отправляется соответствующий сигнал отключения.

• Автоматика в системах вентиляции также предназначена для сбережения клапанов и водяного нагревательного контура от губительного влияния низких температурных значений. Кроме того, автоматическое оснащение не дает температуре спускаться до опасных значений.
• Система автоуправления позволяет регулировать вентиляцию в помещении. Благодаря такому дополнению есть возможность переключения разнообразных режимов. Так, в условиях резких скачков нагрузок и температуры автоматика может сократить скорость вращения имеющихся вентиляторов, а также дезактивировать оборудование полностью.
• Если имеет место такая неприятность, как короткое замыкание или иные подобные проблемы, то автоматика просто блокирует определенные механизмы, чтобы предупредить возгорание и поражение людей электрическим током.