Автоматика систем опалення і вентиляції

5 Автоматика систем опалення і вентиляції цілі автоматизації

• Забезпечення підтримки одного або декількох параметрів повітряного середовища:

- Температура повітря в приміщенні, що обслуговується;

- Вологість повітря в приміщенні, що обслуговується;

- Якість повітря в приміщенні (вміст CO2 і т.п.) в допустимих (оптимальних) межах відносно заданих значень, що визначаються необхідними технологічними вимогами, або вимогами до комфорту.

• Зниження енерговитрат при експлуатації обладнання.

• Забезпечення автономної і безперервної роботи.

• Забезпечення надійної, якісної та безперебійної роботи обладнання.

• Можливість нарощування виконуваних функцій, модернізації окремих елементів системи в процесі експлуатації.

Завдання автоматизації

• Управління роботою водяного нагрівача теплообмінника, для забезпечення підтримки температури припливного повітря в обслуговуваному приміщенні в холодну пору року.

• Управління роботою фреонового теплообмінника для забезпечення підтримки температури припливного повітря в приміщенні, що обслуговується в літню пору року.

• Управління вентиляторами для забезпечення підтримки якості повітря в приміщенні (вміст CO2).

• Контроль роботи очищення припливного повітря для забезпечення його якісної і надійної роботи ..

• Взаємодія з автоматикою пожежогасіння, газового моніторингу, пожежною сигналізацією та іншими системами.

• Взаємодія з рівнем диспетчеризації для віддаленого і наочного контролю роботи, своєчасного відстеження аварійних ситуацій.

• Взаємодія з рівнем дистанційного керування для вибору режимів і параметрів роботи системи, обсяг визначається завданнями, які неможливо або недоцільно виконувати засобами автоматики.

• Ведення архівів обраних параметрів технологічного процесу для підготовки звітів і аналізу ефективності функціонування установок.

Функції автоматики вентиляції і кондиціонування повітря

Управління системою можливе як в автоматичному, так і в ручному режимі з місцевим управлінням з щита автоматики, встановленого в венткамере і дистанційним управлінням з поста біля входу в обслуговуване приміщення і з робочої станції з приміщення диспетчерської. Передбачено захист електричних ланцюгів від перевантаження і короткого замикання. Передбачений контроль:

• обриву або короткого замикання датчиків;

• температури зовнішнього, припливного, повітря за калорифером, після поверхневого повітроохолоджувача, в контрольному приміщенні при повітряному опаленні, припливної вентиляції та опаленні з місцевими опалювальними приладами;

• температури холодоносія до і після кожного теплообмінного або змішувального пристрою, загалом трубопроводі;

• теплоносія в загальному подає і зворотному трубопроводі;

• на виході з теплообмінних пристроїв; тиску теплоносія в загальному подаючому;

• зворотному трубопроводі;

• на виході з теплообмінних пристроїв; холодоносителя в загальному трубопроводі;

• тиску на виході з насоса;

• перепаду тиску фільтра очищення повітря; перепаду тиску на приточном вентиляторі;

• роботи насоса по перепаду тиску теплоносія до і після насоса;

• включення комутаційної апаратури;

• положення приводів повітряних заслінок (кінцевими вимикачами).

Передбачена індикація аварійних станів і поточних параметрів системи (стан системи: включена / несправна; стан вентилятора: включено / несправний; стан насоса: включено / несправний; положення приводів повітряних заслінок: відкрита / закрита, спрацьовування захисту від заморожування; недостатній потоку повітря; відключення живлення ; засмічення повітряного фільтру; відсутність перепаду тиску на вентиляторі; спрацьовування захисних автоматичних вимикачів). Диспетчеризація застосовується за наявності цілодобового чергового персоналу для обслуговування інженерних мереж.

Диспетчеризація передбачає: сигналізацію стану системи та обладнання (включена / несправна, відкрита / закрита), відмови окремих пристроїв і агрегатів, виникнення передаварійних ситуацій (робота вимкнених вузлів, недостатній потік повітря, відключення живлення, засмічення повітряного фільтра, відсутність перепаду тиску на вентиляторі, спрацьовування захисних автоматичних вимикачів), відображення поточного значення температури припливного повітря, повітря перед калорифером, зворотного теплоносія. Для забезпечення роботи систем припливної та витяжної вентиляції в черговому (енергозберігаючому) режимі в години знижених навантажень (нічний час доби, вихідні дні, і т.п): вимикається вентилятор, закриваються жалюзі і контролюється температура зворотної води теплообмінника. Перехід здійснюється автоматично - за командою таймера або вручну - перемикачем.

Перехід систем припливної та витяжної вентиляції в аварійні режими функціонування і запуск аварійної вентиляції здійснюється за показаннями газоаналізаторів при утворенні в повітрі робочої зони приміщення концентрацій шкідливих речовин, що перевищують ГДК, а також концентрацій горючих речовин у повітрі приміщення, що перевищують 10% НКПРП газо-, паро- , пилоповітряної суміші з видачею аварійного (світлового та звукового) сигналу в приміщення охорони та до системи диспетчеризації будівлі. При виникненні пожежі здійснюється повне або часткове (при використанні для підпору повітря і димовидалення) відключення систем припливної та витяжної вентиляції (відключенням магнітних пускачів або автоматичних вимикачів з незалежним розчеплювачем). Автоматично - за сигналом про пожежу від приладу пожежної сигналізації або від сигналізаторів тиску спринклерних установок водяного пожежогасіння;

• дистанційно - із щита протипожежних заходів.

Для холодного і теплого періодів передбачені окремі алгоритми роботи системи вентиляції - режими «зима» і «літо» з переходом автоматично - за командою таймера або датчика температури зовнішнього повітря або вручну - перемикачем. Літній режим роботи: вентилятори включаються тільки після закінчення часу відведеного на відкриття, управління температурою припливного повітря не здійснюється, запірно-регулюючий клапан повністю закритий і циркуляція води через калорифер припинена. Зимовий режим роботи: прогрівається калорифер при запуску системи і в перехідних режимах (затримка включення вентилятора, закриття жалюзі і повне відкриття запірно-регулюючого клапана, нагрів тенів між лопатками вхідного клапана і повне відкриття клапана, попередній підігрів водяного калорифера з включенням циркуляційного насоса) з включенням вентилятора після досягнення температури зворотного теплоносія до заданої величини.

Включення завіси (включення вентилятора і відкриття клапана подачі теплоносія до калорифера) у холодний період року відбувається при відкриванні воріт, дверей; відключення - після закриття воріт, дверей через 30-40 ° С або відновлення нормованої температури повітря приміщення. Можливе регулювання температури повітря (включення вентилятора і відкриття клапана подачі теплоносія до калорифера) в зоні воріт по датчику температури: при зниженні температури в контрольованій зоні нижче заданого значення. Нагрівання припливного повітря в холодний період року може здійснюється за допомогою вбудованих у вентиляцію повітронагрівачів. Регулювати теплопродуктивність дозволяє, або управління регулюючим клапаном за показаннями датчика температури для зміни витрати теплоносія, що проходить через калорифер, або включення на потрібну продуктивність (східчасто або плавно) електронагрівника. Для захист системи від перевищення температури зворотної води переривається управління запірно-регулюючим клапаном по температурі припливної води і переходить на управління по температурі зворотної води, після повернення температури зворотної води в допустимі межі, регулювання триває по температурі припливної води. Для захист електричних повітронагрівачів від перегріву застосовується термовимикач (термостат), що відключає електроживлення при підвищенні допустимої температури.

При регулюванні по температурі повітря на виході з установки, контроль здійснюється за показаннями датчика температури в припливно каналі, при регулюванні по температурі повітря в приміщенні потрібні два датчика, датчик температури повітря в приміщенні, за яким здійснюється основний контроль і канальний датчик, за яким контролюється мінімально і максимально допустима температура повітря в припливно каналі. При повному закриванні запірно-регулюючого клапана повітронагрівачів та опалювальних агрегатів здійснюється відключення насоса подачі теплоносія.

Для захисту водяного калорифера від заморожування:

- Поддержавается температура зворотного теплоносія +35 ° С при відключеній системі;

- При падінні температури зворотної води нижче + 30 ° С повністю відкривається запірно-регулюючий клапан, знижується кількість повітря, що подається зменшенням числа оборотів вентилятора до величини, яку можливо підігріти до заданої температури;

- При падінні температури зворотної води нижче +20 ° С, або виникненні несправності вхідних датчиків (обрив або коротке замикання) відбувається відключення вентилятора і закривається заслінка зовнішнього повітря;

- При падінні температури припливного повітря до +5 ° С повністю відкривається регулюючий клапан, вимикається вентилятор, закривається повітрозабірний клапан;

- Після підвищення температури зворотної води і повітря за калорифером система повертається в робочий стан.

Очищення припливного або витяжного повітря здійснюється фільтрами. Для контролю (захист системи вентиляції від перевантаження і зниження продуктивності) повітряний фільтр оснащується диференціальним датчиком-реле тиску (пресостатом), що вимірює перепад тиску до і після фільтра, якщо аеродинамічний опір фільтра перевищить задане, сигнал про забруднення фільтру і необхідності його заміни передається на диспетчерський пульт управління. При включенні вентилятора в "мокрому" пиловловлювачі здійснюється включення подачі води, при припиненні подачі води або падінні рівня води зупиняється вентилятор.

Комплектація щита управління

• Щит виконаний у пофарбованому металевому корпусі з кнопками управління та індикаторами з вбудованою силовою частиною;

• програмований контролер;

• високоточний датчик температури стандарту Pt1000, канальний;

• семистор для плавного включення 1й щаблі ЕК;

• пресостат для фільтра.

Базові функції щита управління:

- Контролер щита управління вимірює поточну температуру повітря в каналі і відображення поточних результатів, а так само заданої користувачем температури на світлодіодному екрані;

- Контролер може знаходитися в одному з двох станів: черговому і активному:

    • в черговому стані прилад проводить вимірювання температури, контроль справності датчика припливного каналу;

    • в активному стані прилад підтримує задану температуру повітря шляхом каскадного управління нагрівачів 1й і 2й ступеня. Для цього регулятор проводить розрахунок вихідної потужності і формує сигнал ШІМ на виході для управління потужністю 1й щаблі ЕК. Підключення ступенів проводиться послідовно. Якщо потужність 1й щаблі електронагрівника вийшла на 100% і працює протягом заданого часу, але цього недостатньо для виходу на задану температуру, активується вихід управління 2й щаблем, а вихід управління нагрівача 1й щаблі скидається в 0% і починає збільшуватися в міру необхідності.

    Відключення ступенів проводиться послідовно. Якщо потужність 1й щаблі дорівнює 0% протягом заданого часу, але температура все одно перевищує задану, то 2я ступінь електронагрівника відключається, і потужність нагрівача 1й щаблі починає зменшуватися в міру необхідності.

- Включення припливного вентилятора.

- Синхронізація включення ЕК з припливним вентилятором (калорифер не увімкнеться без працюючого вентилятора).

- Затримка вимкнення припливного вентилятора для зняття теплового навантаження з ТЕНів ЕК (продовжує термін служби калорифера).

- Зупинка припливної установки при засміченні фільтра.

- Захист ЕК від перегріву за допомогою вбудованих термостатів.

- Захист двигуна припливного вентилятора від перегріву по вбудованим в нього термоконтакт.

- Захист від перевантаження по струму.

- Тижневий графік роботи припливної установки.

- Журнал аварій.

- Світлова індикація роботи основних показників і режиму "АВАРІЯ" калорифера.

Додаткові опції:

• Датчик потоку для П1 + зупинка П1 і ЕК при аварійній ситуації.

• Твердотільні реле для 2й ступені ЕК (заміна контакторів "клацає" при включенні, не має рухомих частин - більше ресурс роботи).

• Електропривід жалюзійного клапана (РК) + синхронізація відкриття РК при включенні П1.

• Електропривід жалюзійного клапана (РК) із зворотного пружиною + синхронізація відкриття РК при включенні П1.

• Терісторний регулятор швидкості П1.

• 5ти-ступінчастий трансформаторний регулятор швидкості П1.

• Частотний перетворювач для регулювання швидкості П1 (можливість установки залежить від типу вентилятора).

• Синхронізація з пожежною сигналізацією.

Змішувальний вузол (для водяних калориферів та охолоджувачів)

Призначені для регулювання потужності рідинного повітронагрівача. Регулювання здійснюється зміною протоку води, що входить до повітронагрівач, при цьому витрата води залишається постійним. Змішувальні вузли комплектуються сервопріводамі призначеними для управління клапаном теплоносія, який підготовляє температуру теплоносія необхідну калорифера.

Регулювання потужності

Регулювання потужності здійснюється за допомогою триходового вентиля з сервоприводом. Який забезпечує змішування води надходить з тепломережі і води виходить з теплообмінника. Насос служить тільки для подолання втрат тиску в теплообміннику. При необхідності повної потужності повітронагрівача весь обсяг теплоносія протікає через теплообмінник. Щоб уникнути повної зупинки протоку теплоносія в змішувальному вузлі передбачений обхідний контур. Контур обладнаний зворотним клапаном запобігає перетікання теплоносія. Змішувальний вузол повинен встановлюватися на мінімальній відстані від теплообмінника, при установці вузла вал насоса повинен перебувати в горизонтальному положенні.

Змішувальний вузол у складі:

- Циркуляційний насос 220В;

- Триходовий клапан під електропривод;

- Електропривод плавного регулювання;

- Байпасна лінія з звернулися клапаном;

- Два термо-манометра на "подачі" і "обратке";

- Два кульових клапана вкл / викл перемикання на байпас;

- Фільтр водяний;

- Сполучні елементи

Розділ 6