Автоматика приточной вентиляции


Автоматика для вентиляции

Содержание

Любая, даже самая примитивная принудительная вентиляция может нуждаться в автоматике. Простейшее управление такой системой ранее применялось, например, в системах дымооотведения. Срабатывали они от сигнала, полученного с датчика задымления, что приводило к включению вентиляторов и открыванию задвижек, которые в штатном состоянии находятся в закрытом положении. С развитием климатических систем и управление вентиляцией претерпело изменения, стало более сложным, и даже иногда для построения таких управляющих систем используются микропроцессорные схемы.

Автоматика для вентиляции

В современной вентиляционной системе иногда бывает такое количество ходов, что уже одними ими управлять для того, чтобы обеспечить проветривание конкретных помещений, становится не так просто. Если же речь о системе кондиционирования, то в неё входят далеко не только вентиляторы, трубы и заслонки. Современная система центрального кондиционирования может включать:

  • силовые установки;
  • теплообменные узлы;
  • калориферы;
  • каналы;
  • датчики и т.д.

Всем этим управляет единая система, так как именно слаженная работа всегда этого оборудования позволяет установить в разных помещениях должный режим проветривания и поддержания комфортной температуры. Но каждый блок управления немыслим ещё без некоторых вещей:

  • индикации состояния объектов;
  • возможности ручного управления с пульта;
  • систем защиты для каждого блока с выводом информации на центральный пульт.

Индикация состояния объектов

Сложная климатическая система должна быть управляема двояко – и с пульта, и в автоматическом режиме. Для того, чтобы человек, следящий за работой этой системы могут принять решение о переходе на ручное управление, он должен заметить, что автоматика где-то не справилась со своей задачей, и скорректировать её работу. Для этого обязательно нужно иметь представление о том, что делается в каждом из помещений и на каждом из узлов системы. Для этого и нужна индикация, которая будет показывать все параметры объекта:

Управление климатической системой с помощью пульта

Если можно показать предаварийное состояние, то это позволяет осуществлять мониторинг более качественно и принимать решения вовремя, пока не случилась авария. Иногда достаточно, допустим, снизить обороты вентилятора, чтобы аварийная ситуация сменилась нормальной работой.

Ручное управление

Иногда вентиляционной системе приходится работать в таком режиме, который не был предусмотрен изначально. Например, если в воздухе на улице присутствует задымление от лесных пожаров, происходящих в нескольких километрах, эта ситуация человеком не рассматривается как форс-мажор. В то же время в системе может сработать датчик дыма и включить пожарную сигнализацию вместе с системой дымоудаления. Если здание оборудовано системой пожаротушения, то это может привести даже к её срабатыванию. Но на самом деле требуется только фильтровать воздух, доводить его до нужной температуры и продувать им помещения. В этой ситуации придётся перевести климатическую систему с автоматического на ручное управление и выставить необходимые параметры. Понятно, что при этом придётся осуществлять её постоянный или частый периодический мониторинг.

Ручное управление вентиляционной системой

Защитные системы

Автоматическое управление вентиляцией немыслимо без систем защиты. При этом защита может срабатывать как при выходе из режима или вообще из строя какого-либо элемента, чтобы предотвратить дальнейшее его разрушение, так и при выходе из-под контроля параметров в помещении. Иначе говоря, если потеряна обратная связь с датчиками, влажности, температуры, дыма и т.д., то и в такой ситуации может сработать защита.

Защитные системы

Также защита должна быть от… выхода устройств защитного отключения из строя. Если прибор или узел не может выдавать на пульт информацию о своей неисправности, то и это тоже должно отображаться при помощи определённой индикации. Тогда осуществляющий мониторинг оператор будет уделять повышенное внимание этому узлу, вплоть до визуального осмотра с требуемой периодичностью.

Что такое анализатор данных

Система поддержания климата в помещении состоит, в том числе, из большого числа датчиков, обеспечивающих обратную связь с каждым из работающих элементов и с помещениями. По сигналам с этих датчиков можно понять, что и где в данный момент происходит в системе. Но чтобы поддерживать и задавать нужные параметры устройствам, требуется анализ всех сведений, поступивших с датчиков. Именно этим занимается анализатор данных – процессорное устройство. Оно работает согласно программе, которая в него заложена изначально. Эта программа позволяет выставить параметры и конфигурацию климатической системы, благодаря собственной гибкости. Поэтому блоки управления выпускаются в массовом порядке и уже на месте могут настраиваться на нужнее количество датчиков и устройств, которыми нужно управлять.

Анализатор данных вентиляционного устройства

Анализаторы данных могут также отслеживать не только температуру помещений, но и погоду на улице. Это тоже немаловажный параметр, так как важно не допустить, например, попадания влаги или снега в вентиляционные каналы. Для этого нужно выдать сигнал на управление жалюзи и т.д.

Говоря о пожаре и задымлении, мы забыли про такой фактор, как мороз, с которым приходится сталкиваться намного чаще. Если в системе используется калорифер с водным теплоносителем, то он подвержен размораживанию. Поэтому к каждому калориферу, который соприкасается с морозным воздухом, должен идти в комплект термостат, и он, в свою очередь, тоже должен быть управляемым в автоматическом режиме. Так, он обязан включиться морозной ночью, когда температура падает ниже, чем критический уровень для калорифера.

Построение систем управления вентиляционным и климатическим оборудованием

Даже если использовать унифицированные блоки управления, а не разрабатывать их каждый раз с нуля, то нужно понимать, что сколько зданий, столько и схем разводки вентиляции и систем кондиционирования. Ведь даже в строениях одной и той же архитектуры могут быть выбраны разные виды кондиционеров, и тогда система будет уже иметь серьёзные отличия. Иначе говоря, такие системы по своей структуре уникальны, и основная задача при их построении состоит в том, чтобы подобрать нужные по мощности и производительности приборы.

Построение систем управления вентиляционным и климатическим оборудованием

Говоря о мощности, нужно отметить, что это не только электрическая мощность, которую потребляют приборы, и не только мощность, с которой выходит из каналов поток воздуха. В данном случае ещё используется такой параметр, как мощность контроллера или процессора, показывающий, сколько данных одновременно может обрабатывать система, сколько у неё есть параллельных входов и выходов для снятия информации с датчиков и для отправки управляющих сигналов на исполнительные устройства:

  • приводы;
  • вентиляторы;
  • регуляторы и пр.

По каким группам подбирается аппаратура и узлы для автоматики

Нам важно знать, из каких именно узлов состоит наша система. Чтобы было легче разобраться, из чего именно она состоит, нужно поделить все составляющие на основные группы:

  • собиратели информации;
  • управляющие компоненты;
  • исполнительные устройства.

К устройствам, собирающим информацию, относятся датчики и чувствительные приборы. Они способны воспринимать изменения в окружающей среде, преобразовывая эту информацию в определённые электрические сигналы. Такие датчики могут отслеживать температуру, давление воздуха, влажность, а также механическое смещение, растяжение, сжатие (тензодатчики), задымление, химический состав воздуха. Есть и такие приборы, которые реагируют на электрические параметры – силу тока, напряжение, мощность. Их применяют, например, чтобы обезопасить систему от коротких замыканий или перегрузок. А также имеются и датчики загрязнения фильтров. Они не могут чувствовать саму грязь, так как она бывает очень неоднородна по химическому составу, но зато они могут ощущать снижение воздушного потока через этот фильтр, о чём и сигнализируют.

Анализаторы и приводы вентиляционной системы

Вторая группа как раз относится к анализаторам. Она не только обрабатывает сигналы, поступившие с датчиков, но и по их сочетанию может выдать управляющие сигналы на разные устройства. Это могут быть как регуляторы, так и оконечные исполнительные устройства. Регуляторы отличаются тем, что они сами управляют исполнительными устройствами. Регулятор может представлять собой либо цифровое, либо аналоговое устройство, но в системе встречаются нередко оба типа сразу, поэтому должна быть предусмотрена возможность управления и ими тоже.

Исполнительные устройства – это приводы, клапаны, регуляторы частоты вращения для вентиляторов и выключатели токовой отсечки. Привод может двигать жалюзи, закрывая или открывая их, вправлять перемещением задвижки или заслонки. Сервоприводы устанавливаются на вентили в водных магистралях обогрева.

Также в системах кондиционирования и вентиляции широко используются выключатели, которые мы привыкли называть «автоматами». Они срабатывают при перегрузке в электрических цепях. Такой автомат не нуждается во внешнем управлении и выключает цепь согласно её текущему состоянию. Тем не менее, с такого автомата нужно всё равно передавать информацию о его состоянии на центральный пульт. Только так у оператора будет полная картина того, что в данный момент происходит в какой части климатической системы, как ведут себя электрические цепи, теплообменники, калориферы и вентиляторы.

79w.ru

Автоматизация вентиляции

Все системы вентиляции требуют автоматизации и оборудуются щитами автоматики.

Функции щитов автоматики для вентиляции

Щиты автоматики выполняют множество функций по регулированию работы систем вентиляции, а именно:

  • включение и выключение системы вентиляции
  • индикация состояния оборудования
  • защита от неправильного подключения питающего напряжения и короткого замыкания
  • управление производительностью вентиляционной установки
  • индикация состояния воздушных фильтров
  • защита от перегрева электродвигателей
  • защита калорифера от замерзания
  • поддержка и контроль температуры воздуха на входе вентиляционной установки и в помещении
  • обеспечение возможности применения временного алгоритма управления
Рисунок 1. Внешний вид щита автоматики

Щит автоматики может быть как отдельным на каждую систему, так и общим на несколько систем. Однако, в рамках одного щита редко удается объединить две приточные системы. В то же время щит, объединяющий приточную и вытяжную (или приточно-вытяжную) системы, встречается достаточно часто.

Стандартный щит автоматики для приточно-вытяжной установки с водяным калорифером имеет следующий функционал:

  • управление вентиляторами притока и вытяжки
  • индикация работы вентиляторов притока и вытяжки
  • сблокированное включение/отключение приточного и вытяжного вентиляторов
  • переключение между режимами „Зима / Лето“
  • поддержание заданной температуры воздуха
  • многоуровневая система защиты от замерзания калорифера, включающая:
    • постоянный контроль температуры воздуха на выходе из калорифера
    • управление циркуляционным насосом на узле обвязки, обеспечивающим постоянный поток воды через калорифер
    • управление приводом клапана с возвратной пружиной для закрытия воздухозаборного клапана при выключении вентилятора или при пропадании напряжения питания
    • постоянный контроль температуры обратной воды в калорифере во всех режимах работы, в том числе и в режиме стоянки
  • защита вентиляторов от перегрева
  • защита от перекоса фаз или пропадания одной фазы
  • защита при коротком замыкании или перегрузке
  • индикация и отключение системы при загрязнении фильтра
  • отключение установки в случае пожара

В целом же уровень автоматизации и контроля систем следует выбирать в зависимости от технологических требований, экономической целесообразности и задания на проектирование. Дистанционный контроль и регистрацию основных параметров в системах вентиляции и кондиционирования следует проектировать в зависимости от технологических требований, а также с учетом требований задания на проектирование.

Управление нагревом приточного воздуха

Пожалуй, одна из основных функций системы автоматики – контроль нагрева приточного воздуха в зимнее время года.

Как известно, существуют электрические и водяные нагреватели. В случае электрических нагревателей, с токи зрения регулирования, речь идет о подключении или отключении ступеней нагрева. При этом, соответственно, повышается или снижается температура воздуха на выходе.

Сложнее система автоматики для водяных нагревателей. Здесь происходит управление трехходовым клапаном в узле обвязки калорифера. Повышая или понижая расход воды, поступающей в калорифер, регулируется температура воздуха на выходе. Кроме того, в случае отсутствия движения воды (например, при поломке насоса) автоматика калорифера не должна допустить замерзания остатков воды за счет холодного наружного воздуха.

Некоторые правила построения систем автоматики

Размещение щитов автоматики предпочтительно вблизи от центрального оборудования систем вентиляции. Выполнение данного требования позволит оперативно отслеживать изменения в системе после выполнения тех или иных действий на щите автоматики.

В зданиях и помещениях, оборудованных системами противодымной вентиляции, следует предусматривать автоматическую пожарную сигнализацию.

Датчики контроля и регулирования параметров воздуха следует размещать в характерных точках, где они не подвергаются влиянию нагретых или охлажденных поверхностей.

Для систем с переменным расходом приточного воздуха следует предусматривать блокировочные устройства для обеспечения минимального расхода наружного воздуха. Это даст возможность всегда гарантировать хотя бы минимальный приток.

Если система автоматики связана и с тепловыми завесами, то включение воздушной завесы следует блокировать с открыванием ворот и дверей. Это позволит избавиться от лишних включений и повысить энергоэффективность решения.

www.informteh.ru

Автоматика для вентиляции: функции, особенности, возможности

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха позволяет организовать контроль и управление основными процессами, а также обеспечить безопасность и энергоэффективность вентиляционных систем. Мы хотим рассказать о назначении, основных особенностях и характеристиках, которыми отличается автоматика систем вентиляции.

Настраивается автоматика для вентиляции своими руками с помощью специальных приборов.

Вентиляционная автоматика

Назначение

Автоматизация вентиляции и кондиционирования – первостепенная задача управления.

Современные системы кондиционирования и вентиляции представляют собой достаточно сложные комплексы приборов, силовых установок, калориферов и каналов, которые способны обеспечить необходимые параметры микроклимата в помещении только при условии слаженной работы всех узлов и агрегатов (узнайте здесь, что такое теплообменники для вентиляции).

Автоматизация вентиляционных установок позволяет справиться с непростой задачей их обслуживания.

Чтобы обеспечить это условие, современные инженеры создали специализированные приборы, датчики и механизмы, с помощью которых можно собрать систему управления и защиты вентиляции.

Грамотно созданная система решает целый набор задач, среди которых наиболее существенны такие:

  • Отслеживание, мониторинг и контроль всех параметров системы. Оповещение о неисправностях, опасных режимах, прочих чрезвычайных ситуациях и событиях. Современные средства контроля и мониторинга позволяют оператору в реальном времени отслеживать все важные показатели исправности системы и соответствия режима ее работы желаемому режиму;
  • Анализ данных мониторинга и коррекция работы каждого устройства в отдельности и системы в целом в соответствии с предустановленными параметрами и режимами. Управляющая автоматика собирает данные с помощью датчиков, анализирует их с помощью вычислительных мощностей, принимает решение о внесении изменений в работу и дает сигнал исполняющей механике или устройствам пуска/выключения;
  • Защита водяных контуров обогрева приточного воздуха и клапанов от замерзания в зимнее время. С помощью термостатов система отслеживает температуру калориферов и не дает ей опуститься ниже критического значения;
  • Переключение режимов работы системы в зависимости от времени суток, дня недели, погодных условий, нагрузки на помещение. Автоматика управления вентиляцией по заданной программе, а также на основе данных мониторинга может вводить в эксплуатацию дополнительные силовые установки, отключать работающие вентиляторы или менять скорость их вращения, включать или выключать осушители воздуха и т.д.;
  • Отсечка токов короткого замыкания или иных аварийных режимов для защиты электроники и проводников от опасности перегорания.

Щит автоматики вентиляции в виде настенного шкафа.

Важно! Как видим, автоматика вентиляционных систем решает целый ряд важнейших задач, справиться с которыми силами обслуживающего персонала было бы невозможно.

Основные узлы

Шкаф управления автоматикой вентиляции.

Следует сразу сказать, что проектирование автоматики систем вентиляции – достаточно сложная инженерная задача, для решения которой необходимо иметь ряд теоретических знаний и определенный опыт.

Также важно знать:

  • структуру подобной системы;
  • ее основные узлы и детали;
  • логику работы и взаимодействия всех ее частей и агрегатов.

Чтобы подобрать наиболее подходящий под конкретные условия комплекс приборов и средств контроля, необходимо знать номенклатуру изделий разных производителей, иметь опыт эксплуатации различных аппаратов, знакомиться с отзывами пользователей, знать модели с точки зрения соотношения цена/качество. Одним словом, нужно быть «в теме».

Спроектировать грамотную вентиляционную автоматику сможет только квалифицированный специалист.

Современные автоматические комплексы оснащены различной аппаратурой, как аналоговой, так и цифровой, включающей три основные группы:

  1. Сенсорные приборы и датчики. Данная группа включает различные средства сбора информации о реальном состоянии системы по различным параметрам: температуре, давлению, влажности воздуха, силе тока и т.п. Полученная информация преобразовывается в электрический сигнал, который поступает на вход контроллера;
  2. Регуляторы и контроллеры. Эта группа приборов осуществляет сбор и анализ данных, полученных от датчиков, и на основе анализа дает команды исполняющей механике или выключателям, которые меняют режим работы системы или ее отдельных частей. Регуляторы могут быть собраны на основании аналоговых логических схем или состоять из цифровой техники с программным обеспечением;
  3. Исполнительная механика. Включает различные приводы, органы регулировки, выключатели и прочие механизмы, которые осуществляют реализацию команд от контроллеров по изменению тех или иных параметров работы вентиляции. Это может быть автоматический клапан приточной вентиляции, сервопривод, выключатель токовой отсечки, регулятор частоты вращения ротора электродвигателя и т.д.

Монтаж автоматики вентиляции лучше доверить специалистам.

Важно! Независимо от сложности системы управления, она, так или иначе, будет включать перечисленные узлы. В зависимости от поставленных задач, к этим узлам могут быть добавлены другие, но без датчиков, контроллеров и приводов обойтись не получится.

Знание логики работы системы не сделает вас специалистом в области автоматики, но у автора статьи такой задачи и не было, ведь все адекватные люди понимают, что чтения статей для получения квалификации явно недостаточно. Однако теперь вы сможете говорить со специалистами на одном языке, понимая, что именно вам предлагают и почему это необходимо.

Различные устройства и узлы систем автоматического управления.

Важно! Большинство компаний, которые осуществляют продажу автоматических систем управления, предоставляют сопроводительные услуги, которые включают доставку, проектирование, монтаж, обслуживание и ремонт автоматики вентиляции.

На фото – пример современной вентиляции, которая не может обойтись без автоматизации.

С развитием цифровой вычислительной техники на фоне общего технического прогресса у инженера появилась возможность создавать сложные логические схемы и решать многоходовые комплексные задачи силами техники и электроники без участия человека. Все современные системы вентиляции созданы с учетом этой возможности, поэтому обойтись без автоматического управления они не могут.

Важно! Автоматика необходима не только потому, что она удобнее и эффективнее управления силами оператора, но и потому, что оператор не в состоянии решать те задачи, с которыми справляется сегодняшняя техника.

Автоматические комплексы позволяют одновременно отслеживать практически неограниченное число параметров, принимать мгновенные и точные решения, совершать сложнейшие вычисления и расчеты, приводить команды в исполнение строго своевременно и корректно. Здесь отсутствует усталость, невнимательность и прочие человеческие факторы.

Минимальный набор функций, которые выполняет автоматика, за редкими исключениями таков:

  • Контроль и регулировка частоты вращения вентиляторов;
  • Контроль температуры обратной воды и защита калориферов от замерзания;
  • Контроль параметров воздуха в помещении и осуществление стратегического управления системой на основе показателей ее основного продукта – микроклимата внутри объекта;
  • Индикация степени загрязнения фильтров очистки воздуха, и оповещение оператора о необходимости их замены;
  • Перевод системы или ее отдельных частей в «спящий» режим путем отключения неиспользуемых мощностей, а также активизация «спящих» узлов в случае необходимости;
  • Защита двигателей, проводников и электроники от перегрузок и коротких замыканий;
  • Индикация состояния системы и режимов ее работы с выводом сигналов на дисплей, ручное управление и настройка с помощью различных органов и программных средств.

Инструкция требует от современной автоматики возможности отслеживать состояние системы и управлять ей в ручном режиме.

Важно! Преимущество автоматического управления в том, что оно лишено человеческого фактора и ошибок, способно работать в круглосуточном режиме и решать одновременно большое число сложных задач в сжатые сроки.

Вывод

Сложные комплексные вентиляционные системы не могут обойтись без автоматического управления и контроля (узнайте также для чего нужна вентиляция в пластиковых окнах).

Проектирование, монтаж и настройка автоматики должны производиться квалифицированными специалистами, увидеть работу которых можно с помощью видео в этой статье.

gidroguru.com


Смотрите также