Автоматика системы вентиляции. Что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции. Составные части системы

Для обеспечения требуемых условий надлежащего движения воздуха в помещениях, для создания надежных систем вентиляции и кондиционирования, чтобы при этом сократить надобность в обслуживающем персонале, а также для экономии электроэнергии и сохранения холода и тепла, прибегают к применению автоматизированных систем кондиционирования и вентиляции, которые в числе прочего позволяют производить автоматическое отключение и включение оборудования в аварийных ситуациях.

Чтобы автоматизированная система работала правильно и наиболее экономично, для наблюдения за основными параметрами на щиты выносят приборы контроля. На отдельных узлах, для возможности отслеживания работы отдельных элементов, устанавливают местные приборы контроля, для мониторинга промежуточных показателей.

Автоматика самопишущих приборов позволяет вести учет и анализ текущей работы вентиляционного оборудования, а для своевременной фиксации опасных отклонений служат приборы сигнализирующие, призванные предотвратить нарушение технологического процесса и, как следствие, - брак продукции.

Индикаторы работы системы вентиляции и кондиционирования устанавливают как в системе приточной вентиляции, так и в комбинированных системах с воздушным отоплением, и в системах кондиционирования воздуха. Здесь важен контроль температуры воздуха наряду с контролем параметров теплоносителя.

Что касается конкретно кондиционирования, то тут важно отслеживать и влажность воздуха и температуру горячей и холодной воды, а также давление, чтобы правильно регулировать работу насосов, подающих воду в оросительную камеру.

В зависимости от того, насколько точной должна быть регулировка поддерживаемых параметров, от назначения системы, от экономической и технической целесообразности, выбирают позиционный, пропорциональный или пропорционально-интегрированный способ управления автоматизированной системой. А в зависимости от вида энергии, которая используется для обеспечения работы системы, система регулирования может быть электрической или пневматической.

Если на предприятии отсутствует сеть сжатого воздуха или ее установка экономически неприемлема, то используют электрическую систему регулирования. Если сеть сжатого воздуха (с давлением от 0,3 до 0,6 МПа) на предприятии есть, или в целях противопожарной безопасности, применяется система пневматического регулирования.

Принцип автоматического регулирования температуры воздуха заключается в смешивании рециркулирующего воздуха и наружного воздуха, а также в варьировании режимов работы калориферов. Эти методы могут применяться как совместно, так и по отдельности. При этом благодаря регулировке в системе кондиционирования достигаются требуемые температура, давление и относительная влажность.

Для автоматизированной системы приточной вентиляции характерно измерение температуры воздуха в помещении (после вентилятора), и температуры горячей воды до и после калорифера. При этом, благодаря регулятору температуры, автоматически действующему на регулировочный клапан горячей воды, изменяется в нужную сторону температура в помещении.

В системе имеются два датчика температуры, функция которых - предотвратить замерзание калорифера. Первый датчик отслеживает температуру теплоносителя после калорифера (в обратном трубопроводе), второй - температуру воздуха между калорифером и фильтром.

Если в процессе работы вентиляционной установки первый датчик зафиксирует понижение температуры теплоносителя до +20 - +25°С, то вентилятор будет автоматически отключен, а клапан регулировки будет полностью открыт, чтобы подать теплоноситель в калорифер с целью прогрева.

Если температура поступающего воздуха больше 0°С, то замерзание калорифера, конечно, невозможно, и нет надобности в отключении вентилятора, нет надобности в открывании клапана горячей воды, - второй датчик отключит узел защиты калорифера от замерзания.

Пусть в ночное время вентилятор отключен, и требуется защита калорифера от замерзания, тогда второй датчик (перед калорифером), фиксируя температуру ниже +3°С, откроет клапан для подачи горячей воды. Когда калорифер будет прогрет, клапан закроется.

Именно так реализуется автоматическая двухпозиционная регулировка температуры воздуха перед калорифером когда вентилятор отключен. При запуске системы калорифер предварительно прогревается, до того, как вентилятор будет включен. В момент включения вентилятора открывается заслонка.

Для нагрева воздуха возможно применение одной из двух схем. В первой схеме, установленный в потоке подогретого воздуха, терморегулятор при отклонении температуры воздуха от уровня уставки включает моторный клапан, регулирующий подачу в калорифер теплоносителя (целесообразно применять в случае если теплоносителем является вода). Вода поступает в калорифер пропорционально положению клапана над седлом по высоте.

Когда теплоносителем служит пар, то его поступление не будет пропорционально, и тогда подойдет второй метод регулирования. В схеме приемлемой для пара, терморегулятор управляет сервомотором, связанным с дроссельными клапанами, регулирующими соотношение воздуха идущего в обход, и воздуха, идущего непосредственно через калорифер.

Увлажнение воздуха в форсуночной камере регулируется одним из двух методов, в основе которых адиабатное насыщение. Коэффициент?р прямо связан с коэффициентом орошения p, и изменяя p, меняем?р. Регулятор влажности управляет моторным клапаном, установленным на нагнетательной стороне насоса, который подает воду к форсункам из поддона камеры. Но есть и второй путь.

Второй способ заключается в том, что меняя температуру воздуха, проходящего через калорифер, можно менять влажность, оставляя нетронутыми? и р. Просто регулятор влажности в этом случае регулирует подачу в калорифер теплоносителя.

Для охлаждения воздуха служит следующий процесс. Перемещаемый по каналу воздух попадает в форсуночную камеру, где он должен быть охлажден разбрызгиваемой холодной водой. Положение дроссельных клапанов меняется так, что часть воздушного потока идет в обход, а часть - в форсуночную камеру. В обходном канале температура не изменяется.

После прохождения части потока через форсуночную камеру, разделенные потоки вновь объединяются, смешиваются, и в результате температура воздуха становится такой, как нужно в соответствии с условиями в помещении. Доля воздуха, проходящего через форсуночную камеру или идущего в обход, регулируется, и может достигать 100%, - весь поток через камеру или весь поток по обходному каналу.

Какую выбрать систему - пропорциональную или двухпозиционную? В зависимости от соотношения производства регулирующего агента с объемом его потребления. В случае если производство агента намного больше емкости потребления, то лучше пропорциональная система, в противном случае - двухпозиционная.

Когда решается вопрос о возведении системы регулирования влажности в помещении, определяют количество водяного пара, которое воздух помещения способен будет принять.

На температуру в помещении влияют внутренние поверхности в нем, и для упрощения примем, что расположенные в помещении вещи на температуру воздуха не влияют.

Общеизвестно, что поверхности отличаются по температуре от воздуха, и поскольку они велики, то термическое действие всегда оказывается таким, что температура воздуха становится соответствующей температуре поверхности, и изменение температуры воздуха свидетельствует об изменившейся температуре поверхности.

Системы кондиционирования воздуха (СКВ) предназначены для создания и автоматического поддержания необходимых параметров воздуха в помещениях (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения и др.). В зависимости от назначения СКВ разделяются на технологические, обеспечивающие состояние воздушной среды, удовлетворяющее требованиям конкретного технологического процесса, и комфортные, создающие благоприятные условия для человека. В зависимости от конструкции кондиционеры подразделяются на секционные и агрегатные, а по оснащенности устройствами для получения тепла и холода их делят на автономные и неавтономные. Автономные кондиционеры снабжаются извне только электроэнергией. Для работы неавтономных кондиционеров необходима подача извне тепло- и холодоносителя, а также электроэнергии для привода двигателей вентиляторов и насосов.

Рассмотрим вначале основные принципы автоматизации установки комфортного кондиционирования воздуха, предназначенной для поддержания заданной температуры и влажности в помещении (рис. 8.5).

Для зимних условий воздух обрабатывается по следующей схеме. Наружный воздух сначала подогревается в утилизаторе У от точки Н 3 до точки У 3 , а затем в воздухоподогревателе первой ступени от точки У 3 до значения / к. В результате адиабатического увлажнения при постоянной энтальпии воздух приобретает параметры, соответствующие точке К г В воздухоподогревателе второй ступени воздух нагревается до точки Я 3 и подается в помещение.

По мере повышения энтальпии наружного воздуха сокращается его нагрев в воздухоподогревателе первой ступени, и при достижении энтальпии 1 К подогрев должен быть отключен. Наступает переходный режим, который характеризуется постоянной внутренней температурой / 3 и меняется в зависимости от энтальпии наружного воздуха и относительной влажности внутри помещения.

Исходя из условий комфортности допустимы колебания относительной влажности в пределах 40-60%. При энтальпии наружного воздуха выше / п в обслуживаемом помещении целесообразно

Рис. 8.5.

а - технологическая схема СККВ; б - процессы обработки воздуха

в /-б диаграмме

поддерживать максимальную по комфортным условиям относительную влажность воздуха (до 60%), допуская при этом значительные колебания внутренней температуры. Поскольку колебания внутренней температуры связаны с изменением энтальпии наружного воздуха, в теплое время создается некоторый «динамический» климат, характеризующийся лучшими условиями для самочувствия человека, чем статический при постоянной температуре. Одновременно обеспечивается некоторая экономия расхода холода. При энтальпии наружного воздуха / н предусматривается только адиабатическое увлажнение. На воздухонагреватель второй ступени в это время воздействует датчик относительной влажности ср, установленный в помещении, с помощью которого при отклонении влажности в большую сторону увеличивается поступление теплоносителя в воздухонагреватель. Пунктирная линия на рис. 8.5 (от Г п до / л) показывает, что датчик должен быть настроен на 57-58% во избежание увеличения значения ф свыше 60%. Это вызвано недопустимостью более высокой относительной влажности и желанием сохранить установленную рабочую разность температур между внутренним и приточным воздухом.

Летний режим работы системы кондиционирования начинается при достижении наружным воздухом энтальпии / л. В это время требуется подача холодной воды в оросительную камеру для поддержания параметров воздуха К л. Для этой цели за оросительной камерой устанавливают датчик температуры, с помощью которого по мере повышения температуры увеличивается подача холодной воды в камеру. Поскольку за форсуночной камерой температура воздуха неодинаковая, возможны выносы капель влаги и попадание их на измеритель температуры. Кроме того, учитывая отрицательное влияние лучистого тепла от воздухоподогревателя второго подогрева, регулирование целесообразно осуществлять по сигналам датчика температуры, установленного в помещении. К достоинствам этого способа следует отнести и то обстоятельство, что в нем учитывается и теплоаккумулирующая способность помещения. Измеритель температуры, установленный в помещении, настраивается на значение температуры, определяемое точкой t л, и воздействует на подачу холодной воды в оросительную камеру.

Построенная на основе схемы такой обработки воздуха система автоматизации приведена на рис. 8.6. В зимний период за ороси-

Рис. 8.6.

кондиционирования воздуха

тельной камерой с помощью пропорционального регулятора поддерживается заданная температура (поз. 1). Измеритель, настроенный на температуру / р 3 , воздействует на исполнительный механизм регулирующего органа на обратном трубопроводе теплоносителя к воздухоподогревателю КП первого подогрева. Оросительная камера обеспечивает адиабатическое увлажнение наружного воздуха до 90-95%. По мере повышения энтальпии наружного воздуха уменьшается его подогрев, и при энтальпии / к первый подогрев выключается.

Температура внутреннего воздуха регулируется двухпозиционным регулятором (поз. 2). Датчик температуры, установленный в помещении и настроенный на поддержание температуры (3 , воздействует через запретно-разрешающее устройство (поз. 3) на воздухонагреватель КП второго подогрева. Запретно-разрешающее устройство включается в цепь для переключения регулирования по температуре внутри помещения на регулирование по относительной влажности. Такое переключение производится в тот момент, когда относительная влажность в помещении приближается к 60%. В этот момент температура воздуха за оросительной камерой повысится до значения / р п. Сигнал от этого датчика поступает на запретно-разрешающее устройство, которое производит переключение датчика температуры внутри помещения на датчик относительной влажности.

В теплое время внутри помещения с помощью пропорционального регулятора (поз. 6) поддерживается постоянная относительная влажность при изменяющихся значениях температуры. Датчик влажности, как и в зимнее время, через промежуточное реле РП и запретно-разрешающее устройство воздействует на воздухоподогреватель второй ступени. При увеличении относительной влажности выше 60% включается второй подогреватель и температура достигает такого значения, при котором относительная влажность становится меньше 60% и соответствует определенной энтальпии наружного воздуха.

Летний режим, при котором необходимо применение холодной воды, наступает при температуре внутри помещения, соответствующей средней летней комфортной. В этот момент срабатывает второй датчик температуры, настроенный на 1 Л. Регулятор температуры (поз. 5) воздействует на подачу холодной воды в камеру орошения. В помещении стабилизируются сразу два параметра: температура и относительная влажность воздуха. На разные регулирующие органы воздействуют сразу два регулятора, что позволяет поддерживать относительную влажность с точностью ±5% и расходовать минимум холода. Повышение точности стабилизации параметров микроклимата может быть достигнуто также синтезом стабилизации с коррекцией по отклонениям от заданных температуры и относительной влажности воздуха в помещении. Это обеспечивается переходом от одноконтурных к двухконтурным каскадным системам стабилизации, которые, по существу, должны быть основными системами регулирования температуры и влажности воздуха.

Работа каскадных систем основана на регулировании не одним, а двумя регуляторами, причем регулятор, контролирующий отклонение основной регулируемой величины от заданного значения, воздействует не на регулирующий орган объекта, а на задатчик вспомогательного регулятора. Этот регулятор поддерживает на заданном уровне некоторую вспомогательную величину промежуточной точки объекта регулирования. Так как инерционность регулируемого участка первого контура регулирования незначительная, в этом контуре может быть достигнуто относительно большое быстродействие. Первый контур называется стабилизирующим, второй - корректирующим. Функциональная схема каскадной системы для прямоточной СКВ показана на рис. 8.7.

Первая система обеспечивает стабилизацию температуры воздуха после воздухоподогревателя второго подогрева с коррекцией

Рис. 8.7.

процесса кондиционирования воздуха

по температуре воздуха в объекте регулирования (помещении) путем изменения расхода теплоносителя в воздухонагревателе (регулятор ТС 2). Корректирующее воздействие осуществляется с помощью корректирующего регулятора ТС 2 . Таким образом, система регулирования температуры воздуха после воздухонагревателя второго подогрева включает цепь регулирования температуры воздуха путем изменения расхода теплоносителя и цепь коррекции, изменяющую задание регулятора ТС 2 в зависимости от изменения температуры воздуха в помещении.

Во вторую систему стабилизации входят чувствительный элемент температуры точки росы, установленный после камеры орошения, и регулятор ТС, управляющий последовательно исполнительными механизмами клапанов оросительной камеры, воздухонагревателя первого подогрева и смесительно-регулирующих воздушных клапанов наружного и рециркуляционного воздуха.

Корректирующее воздействие на регулятор ТС, осуществляется с помощью регулятора влажности МС, датчик которого установлен в помещении.

В последние годы при реализации рассмотренных принципов автоматизации систем кондиционирования воздуха все чаще применяют микропроцессорные регуляторы.

Автоматизация систем вентиляции устанавливается для того, чтобы оборудованием можно было управлять без непосредственного участия человека, в автоматическом режиме. Расходы на автоматизацию вентиляции оправданны в том случае, если в здании имеется сложная разветвленная сеть вентиляционного оборудования. Подобные системы характерны для производственных корпусов, офисных и торговых центров, промышленных теплиц и других объектов, на которых поддерживаются строго определенные параметры качества воздуха.

Внедрение систем автоматики и диспетчеризации дает еще одно важное преимущество – возможность экономии электроэнергии. Таким образом, затраты на монтаж автоматики вентиляции окупаются по мере эксплуатации системы.

Применение и задачи автоматического управления

Основная задача, решаемая при установке автоматического управления системой вентиляции – это обеспечить оптимальный микроклимат во всех помещениях здания без вмешательства человека. Автоматика вентиляции контролирует показатели воздуха и интенсивность воздухообмена, подстраивая режим работы оборудования под заданные значения.

Автоматизация систем вентиляции выполняет следующие функции:

контроль и обеспечение установленных характеристик микроклимата (температуры, влажности, количество подаваемого воздуха);
учет различных факторов (времени года, времени суток, температуры окружающей среды и т.д.);
диагностика оборудования;

обеспечение работы системы в заданном режиме;
аварийное отключение системы в форс-мажорных ситуациях;
дистанционное управление вентиляционным оборудованием.

Преимущества автоматических систем управления

Автоматизация вентиляционных систем позволяет добиться существенных преимуществ:

автоматизировать работу климатического оборудования, свести к минимуму участие человека в управлении оборудованием;
совместить несколько типов вентиляции в одном здании. Особенно актуально для производственных корпусов, оздоровительных, развлекательных центров и других объектов, в которых находится ряд помещений разного назначения;
обеспечить наиболее комфортный микроклимат в здании. Климатические показатели изменяются в зависимости от условий (погоды, времени суток, количества присутствующих людей и других факторов);
обеспечить экономию ресурсов;

повысить безопасность. В частности, при угрозе пожара автоматическое отключение оборудования позволяет минимизировать распространение огня.

Система автоматического регулирования в вентиляции и кондиционировании представляет собой сложный дорогостоящий комплекс. Помимо расходов на установку оборудования, автоматика требует более квалифицированного обслуживания, что увеличивает эксплуатационные затраты. Предварительный экономический расчет позволяет принять грамотное, взвешенное решение о необходимости автоматизации вентиляции.

Типы и элементы автоматики

Все автоматические системы вентиляции условно делятся на три типа:

система автоматики центрального кондиционирования воздуха предназначена для управления комплексом оборудования, предназначенного для поддержания оптимальных климатических показателей в помещении. Как правило, такие системы устанавливаются на крупных объектах – в промышленных зданиях, офисных, торговых, развлекательных центрах, на складах, в гостиницах и т.д. Сложнейшие современные системы теплоснабжения, кондиционирования и вентиляции состоят из множества элементов и узлов, работа которых может контролироваться только в автоматическом режиме;
система автоматики модульных систем вентиляции . Модульные вентиляционные системы состоят из отдельных блоков, которые поставляются в готовом виде и собираются в единый комплекс. Это воздуховоды, вентиляторы, фильтры, решетки и другие элементы. В систему автоматики таких комплексов входят датчики, контроллеры и исполнительные механизмы;
система автоматики систем пожарной вентиляции предназначена для обнаружения возгорания и предупреждения распространения пожара. Противопожарная автоматика работает по заданному алгоритму и позволяет зафиксировать возгорание, ограничить распространение пламени, оповестить людей, активизировать сигнализацию, противодымную защиту и оборудование пожаротушения.

В общем виде работу автоматизации и диспетчеризации систем кондиционирования и вентиляции можно описать следующим образом. Датчики, установленные в помещениях, замеряют климатические показатели и передают их на контроллер. Контроллер сверяет эти данные с параметрами, заданными в его программе, и отправляет сигнал исполнительным устройствам, после чего срабатывают соответствующие участки системы. Кроме того контроллер фиксирует изменения в работе самого климатического оборудования и извещает о необходимости профилактического ремонта.

Элементы автоматического управления вентиляцией объединяются на щитах автоматики. Таким образом, при необходимости специалист может контролировать работу системы из единого пункта управления.

Проектирование и монтаж систем автоматизации

Проектирование

Поскольку современные системы автоматизации вентиляции и кондиционирования отличаются высокой сложностью, особое внимание уделяется проектированию этих комплексов.

Разработкой проекта должны заниматься квалифицированные инженеры. Вентиляционная система и система автоматизированного управления составляют единый проект.

Монтаж

Монтаж автоматизированных систем осуществляется специализированными компаниями. Необходимым условием является соблюдение стандартов СНиП и ГОСТ. По окончании установки проводятся обязательные пуско-наладочные работы. Их цель – оценить состояние и работоспособность всего климатического оборудования, датчиков, замерить основные показатели функционирования системы.

Важные факторы

В процессе проектирования учитываются следующие факторы:

размеры и назначение, количество и функции помещений;
тип вентиляционной системы;
требования к качеству воздуха;
возможность и необходимость применения дополнительного климатического оборудования (осушителей, увлажнителей, ионизаторов воздуха и т.д.);
планируемый бюджет.

Специалисты компании «ЭКОХАУС» имеют большой опыт устройства автоматических систем вентиляции. По вашему запросу мы рассчитаем стоимость автоматики для вашего объекта, проконсультируем по вопросам, связанным с установкой климатического оборудования.

Расчет стоимости

Онлайн заявка на расчет стоимости проекта системы автоматизации вентиляции позволяет нам подобрать для Вас самый подходящий вариант. Мы детально ознакомимся с предъявленными Вами эксплуатационными требованиями и сообщим цену работ, которую Вы сможете сравнить с предложениями других компаний. Также стоимость проекта автоматизации можно узнать по телефону

Параметры влияющие на расчет стоимости систем автоматизации вентиляции

Размеры помещения. Стоимость системы автоматизации зависит от размеров и назначения, количества и функционального назначения помещений.
Требования к качеству воздуха. От типа и назначения, условий эксплуатации и специфических требований зависит необходимость применения дополнительного климатического оборудования (осушителей, увлажнителей, ионизаторов воздуха и т.д.).
Технология устройства. Стоимость оборудования, также как и затраты на соблюдение технологии различны, но мы гарантируем подобрать их по цене оптимальной качеству.

Руководитель любой успешной современной компании знает, что соблюдение принципа энергоэффективности в работе является неотъемлемым атрибутом получения высокой прибыли, оптимизации затрат и положительной репутации среди клиентов и партнеров. Этот принцип предельно прост для понимания: для достижения определенной цели необходимо использовать ровно столько ресурсов, сколько нужно и не более того.

Дома и различные сооружения, спроектированные по принципу энергоэффективности, недаром называют «зелеными»: рациональное использование ресурсов оказывает положительное влияние на окружающую среду, ведь ни для кого не секрет, что большинство этих ресурсов берется непосредственно из нее, а отходы от переработки в нее же и отправляются. На фоне общего повышения роли экологичности любой человеческой деятельности становится ясно, что за энергоэффективными строениями и производствами будущее.

Когда мы говорим об энергоэффективности зданий, мы имеем в виду, в первую очередь, бытовые коммуникации:

отопление;
вентиляцию;
кондиционирование.

Современные технологии, разрабатываемые для систем обеспечения, создают новый виток в развитии рационального их использования, основное направление которого - автоматизация.

Польза и способы автоматизации отопления и вентиляции

Преимущества автоматизированного обеспечения комфортной среды в помещениях достаточно очевидны:

снижается влияние человеческого фактора;
исчезает необходимость постоянного контроля;
повышается стабильность работы в целом;
появляется возможность регулярной и действительно объективной диагностики и сбора данных для предупреждения возможных аварий и сбоев установленных режимов.

Если раньше автоматизированные системы отопления и вентиляции встречались преимущественно на объектах с особыми требованиями к условиям внутреннего микроклимата (библиотеки, архивы, склады, музеи, оранжереи, теплицы, вольеры для животных), то теперь эти технологии распространяются на обычные офисные здания, многофункциональные многоэтажки и жилые (как частные, так и многоквартирные) дома.

Учесть возможности для установки автоматизированных коммуникаций при строительстве не намного труднее, чем переоборудовать уже готовые системы, функционировавшие до этого в «ручном» режиме. Однако второе может оказаться более финансово затратным при непосредственной реализации. В связи с этим возможно постепенное внедрение автоматизации, а сами технические комплексы, как следствие, делятся на частично, комплексно или полностью автоматизированные.

«Акрукс-Про» - профессионалы в области автоматизации систем отопления и вентиляции

Для того чтобы автоматизировать работу климатических установок, можно в течение долгого времени искать решения и партнеров для их реализации, но гораздо проще будет обратиться в компанию с большим опытом и комплексным подходом к вопросу.

Специалистам «Акрукс-Про» вы можете доверить подбор оборудования, адаптацию технологических и функциональных помещений, разработку режимов работы и непосредственную установку комплексов отопления, вентиляции, кондиционирования. Уже функционирующие объекты, спроектированные и реализованные нами в Санкт-Петербурге, Ярославле и других городах, получили сертификаты престижных рейтингов BREEAM (BRE Environmental Assessment Method) и LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), компания открыта к сотрудничеству в сферах строительства и реконструкции.

Кондиционирование воздуха : Автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения и качества) с целью обеспечения, как правило, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей (СП 60.13330.2012).

Системы кондиционирования делятся на три основные группы:

Сплит-система . Это система кондиционирования воздуха, состоящая из двух блоков: внешнего (компрессорно-конденсаторного агрегата) и внутреннего (испарительного). Принцип работы системы основан на удалении тепла из кондиционируемого помещения и переносе его на улицу. Сплит-система, как и любая система кондиционирования работает на тех же физических принципах, что и бытовой холодильник.

Центральные системы кондиционирования, совмещенные с системами вентиляции . Основной задачей таких систем является поддержание соответствующих параметров воздушной среды: температуры, относительной влажности, чистоты и подвижности воздуха во всех помещениях объекта с помощью одной или нескольких технологических установок, за счет распределения потоков с помощью системы трубопроводов.

При этом правильный состав воздуха поддерживается больше вентиляцией, чем кондиционированием. Приточная вентиляция отвечает за приток свежего воздуха, вытяжная - за вытяжку вредных примесей.

Приточная установка служит для обработки воздуха и подачи его в обслуживаемые помещения. Под обработкой воздуха понимается его очистка от пыли и других загрязнений, охлаждение, нагрев, осушение или увлажнение.

Мультизонные системы . Их применяют для объектов с большим количеством помещений, где есть необходимость в индивидуальном регулировании температуры воздуха и особые требования по комфортности помещений, например, помещения серверных или технологического оборудования, требующего большого теплоотвода. Конструктивно мультизональная система состоит из одного или нескольких наружных блоков, соединенных хладоновыми трубопроводами, электрическими кабелями питания и управления с необходимым числом внутренних блоков настенного, напольно-потолочного, кассетного и канального исполнения.

Наиболее распространенными мультизонными системами являются чиллеры, фанкойлы, центральные кондиционеры.

Система автоматизации позволяет системе кондиционирования обеспечить необходимые, порой существенно различающиеся, параметры в помещениях, при этом не допуская перерасхода электроэнергии (VRV и VRF системы).

Возможная ошибка при проектировании: Не разделять северный и южный контуры отопления и кондиционирования в больших зданиях. В результате, одна половина работников находится в комфорте, а вторая либо замерзает, либо перегревается.

Составные части системы

Управление системой центрального кондиционирования, совмещенной с системой вентиляции, можно декомпозировать на управление следующими частями:

В мультизонных системах кондиционирования управляют режимами работы наружного (центрального) блока, режимами работы каждого из внутренних блоков, распределением холодильной мощности по контурам. В этих системах каждый внутренний блок оснащается электронным терморегулирующим вентилем, который регулирует объем поступающего хладагента из общего контура в зависимости от тепловой нагрузки на этот блок. В результате, система лучше, чем обычные бытовые сплит-системы, поддерживает заданную температуру.

Какими параметрами можно управлять

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха позволяет им выполнять следующие функции:

Регулировать температуру и влажность воздуха, поступающего в систему подающих каналов;
Поддерживать параметры воздуха в пределах санитарных норм с помощью нескольких инструментов управления;
Переключать системы кондиционирования и вентиляции на энерго-сберегающие режимы работы в часы пониженных нагрузок;
При необходимости, переводить системы в нестандартные и аварийные режимы функционирования;
Отображение технологических параметров отдельных узлов системы вентиляции на локальных пультах управления;
Извещать оператора при отказе или выходе параметров отдельных устройств и агрегатов за уставки, а также в случае, если какие-либо узлы системы вентиляции находятся в рабочем состоянии, хотя по регламенту они должны быть выключенными.

Технические средства автоматизации систем вентиляции и систем кондиционирования воздуха включают в себя:

Первичные преобразователи (датчики);
Вторичные приборы;
Автоматические регуляторы и управляющие вычислительные машины;
Исполнительные механизмы и регулирующие органы;
Электротехническую аппаратуру управления электроприводами.

Параметры работы устройств и показания датчиков, наблюдение за которыми необходимо для правильной и экономичной работы системы, отображаются на местных щитах управления и на пультах системы диспетчеризации. Контроль промежуточных параметров может быть выведен на монитор автоматически, при выходе из заданного диапазона, или через вложенные меню по каждой из подсистем.

Приточные системы вентиляции оснащают приборами для измерения:

Температуры воздуха в обслуживаемых помещениях, на улице, и в промежуточных точках;
Температуры и давления воды (пара или хладагента) до и после воздухонагревателей (кондиционеров), компрессоров, циркуляционных насосов, теплообменников и в других критических точках технологического процесса;
Перепады давления воздуха на фильтрах вентиляционных установок;
Энергетические параметры агрегатов системы.

Установки кондиционирования воздуха дополнительно оснащают приборами для измерения давления и температуры холодной воды или рассола от холодильной станции, а также приборами температуры и влажности по ходу обработки воздуха.

В системе центрального кондиционирования управление температурой в помещении осуществляется с помощью изменения кратности воздухообмена (температура приточного воздуха устанавливается для системы в целом). В мультизонных системах, можно более точно устанавливать температуру для каждого из помещений, за счет изменения режима внутренних блоков с хладагентом, или теплоносителем (доводчики).

Датчики

В системе кондиционирования применяются следующие виды датчиков:

Датчики контроля температуры приточного воздуха и воздуха внутри помещения;
Датчики контроля концентрации в воздухе помещений углекислого газа СО2;
Датчики контроля влажности воздуха;
Датчики контроля состояния и работы оборудования (давления и скорости воздушного потока в воздуховодах, температурные, датчики давления или протока для устройств с циркулирующей по трубопроводам жидкостью и т.д.).

Выходные сигналы с датчиков поступают в шкаф управления для анализа полученных данных и выбора соответствующего алгоритма работы системы кондиционирования.

Терморегуляторы

Терморегуляторы являются элементом управления системы и бывают механическими и электронными. С помощью терморегулятора пользователь может устанавливать условия, которые он считает комфортными

Механические терморегуляторы . Они состоят из термической головки (чувствительного элемента) и клапана. При изменении температуры воздуха в охлаждаемом помещении чувствительный элемент реагирует на это и перемещает шток клапана регулятора. Таким изменением хода осуществляется регулирование подачи холодного воздуха.

Электронные терморегуляторы . Это автоматические устройства, пульты управления, которые обеспечивают поддержание заданной температуры в помещении. В системе охлаждения воздуха они автоматически управляют внутренним блоком (изменяя расход хладагента или частоту вращения вентилятора), целью их работы является созданием в помещении температурного режима, заданного пользователем.

Механический и электронный воздушные терморегуляторы отличаются только способом задания температуры. Механизм управления температурой у них идентичен - по сигналу, передаваемому по кабельной линии. В этом их отличие от регуляторов на радиаторных батареях.

Приводы исполнительных устройства

К исполнительным устройствам системы кондиционирования - воздушным клапанам и заслонкам, вентиляторам, насосам, компрессорам, а также калориферам, охладителям и т.д. подключаются электро- или пневмоприводы, через которые и осуществляется управление системой. Они позволяют:

Ступенчато или плавно (при применении преобразователей частоты) регулировать скорость вращения вентиляторов;
Управлять состоянием воздушных клапанов и заслонок;
Регулируется производительность канальных нагревателей и охладителей;
Регулировать производительность циркуляционных насосов;
Осуществляется управление увлажнителями и осушителями воздуха и т.д.

Анализ сигналов с датчиков, выбор алгоритма работы, передача команды на привод и контроль выполнения команды происходит в контроллерах и серверах системы автоматизации.

Управление электродвигателями компрессоров, насосов и вентиляторов, в особенности мощностью более 1 кВт, наиболее экономично выполнять с помощь преобразователей частоты. На рисунке показан возможный экономический эффект от применения ПЧ в системах кондиционирования.

Щиты автоматизации системы кондиционирования

Щиты автоматизации являются средством, предназначенным для управления системой кондиционирования и вентиляции. Основным элементом щита управления является микропроцессорный контроллер. Контроллеры систем автоматики, выпускаются свободно программируемыми, что позволяет их использовать в системах разного масштаба и назначения.

При подключении датчиков к щиту автоматизации системы кондиционирования учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем - аналоговый, дискретный или пороговый. Модули расширения, управляющие приводами устройств, выбирают с учетом вида управляющего сигнала и протокола управления.

После программирования контроллер выводит систему на заданные параметры и временной цикл работы, далее система может функционировать, в полностью автоматическом режиме осуществляется:

Анализ полученных от датчиков показаний, обработка данных и внесение в работу оборудования корректировок для поддержания заданных параметров среды внутри в помещении;
Вывод информации о системе опратору;
Слежение за работой и состоянием оборудования кондиционирования с выводом информации на индикационные табло;
Защиты оборудования от короткого замыкания, перегрева, избегания неправильных режимов работы, и т.п.;
Контроль своевременной замены фильтров и прохождения техобслуживания.

Проектирование системы автоматизации кондиционирования

Проект автоматизации систем кондиционирования выполняется с учетом технологических требований специалистов-проектировщиков ОВ:

Автоматизации подлежат холодильные машины, циркуляционные насосы, двух- и трех-ходовые клапаны, другое оборудование;
Учитываются летний, зимний, переходный, аварийный режимы работы систем;
Предусматривается синхронизация работы холодильных машин, циркуляционных насосов клапанов;
Предусматривают переключение основного и резервного насосов, для равномерного расходования ресурса;
Предусматривают передачу информации в систему диспетчеризации здания и реакции при получении тревожного сигнала от системы пожарной сигнализации .

Типичный состав проекта автоматизации системы кондиционирования содержит листы:

Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания

Щиты управления могут работать в трех основных режимах управления:

Ручной режим . Используя пульт, подключенный к щиту автоматизации, он может быть размещен непосредственно на щите, или это могут быть кнопки включения/выключения режимов. Оператор вручную, непосредственно на щите, или удаленно выбирает режим работы системы в зависимости от параметров среды помещения.

Автоматический автономный режим . В этом случае включение, выключение, выбор режима работы системы происходит автономно, без учета данных других климатических систем, с уведомлением об этом диспетчерской системы.

Автоматический режим с учетом алгоритмов системы управления зданием. При таком режиме работа отопления синхронизирована с другими системами жизнеобеспечения здания. Подробнее об