Изучаем автоматику для вентиляционных систем

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.

Автоматика для отопления частного дома

Основная задача, за которую отвечает автоматика для отопления частного дома – это поддержание необходимой температуры внутри помещений. Как известно, регулировка происходит в зависимости от температуры снаружи. Таким образом, можно без проблем обеспечить себе комфортную обстановку внутри дома.

Еще одно преимущество автоматики заключается в экономии средств. Опять учитывая тот факт, что регулировка температуры происходит в зависимости от температуры воздуха снаружи, система самостоятельно снизит температуру отопления, если на улице внезапно потеплело.

Примечательно, но автоматическая система может увеличивать или наоборот уменьшать температуру внутри помещения в зависимости не только от погоды снаружи, но и от дней и часов недели. Для примера, если на выходные в доме мало людей или вообще нет, то можно настроить программу таким образом, чтобы она не так интенсивно обогревала помещение, но при этом поддерживала оптимальную температуру. Разумеется, что это положительным образом отразится на экономии средств.

К основным преимуществам автоматизации системы отопления можно отнести следующее:

• Программа позволяет регулировать температуру внутри дома по желанию владельца. Если на улице стало намного теплее, то можно запрограммировать систему таким образом, чтобы она снизила температуру обогрева, тем самым поддерживая комфортную обстановку внутри помещения;
• Есть возможность контролировать температуру в зависимости от дня недели или в определенные ее часы;
• В подходящих условиях автоматика всегда будет снижать температуру отопления, тем самым экономив средства владельца;
• Автоматизация системы отопления обеспечит надежную защиту от перегрева теплоноситель, будет следить за давлением внутри системы, а также проконтролирует подачу воды или газа в систему.

Монтаж системы вентиляции

При установке систем вентиляции учитывается: площадь помещения, количество людей, толщина стен и перегородок, теплоизбытки (теплый пол, компьютер, радиаторы), наличие стеклопакетов, солнечная сторона.

Монтаж вентиляционной системы лучше выполнять на этапе строительства. Входные проемы пробиваются под потолками, канал прокладывается к 0,5 м до конька крыши. Оптимальная ширина канала 2,5 кирпича.

Сечения воздуховодов в вентиляции помещений рассчитываются согласно действующих СНиПов. Средние размеры сечения воздуховодов жилых помещений для квартир, домов на 1 кв.м. – 5,4 кв.м. сечения, подсобных помещений – 18 кв.м.

Контроллеры вентиляции устанавливаются для принудительной вентиляции в помещениях чердаков или в подвалах. Также контроллеры системы вентиляции могут подключаться к диспетчеризации, системе «умный дом».

Решетки монтируются наружно или внутри помещения. Диффузоры с разнонаправленными лопастями ячеек, соплом и вентиляторы устанавливаются в санузлах, кухнях, в дымоудаляющих системах.

Вентиляция выводится с помощью решеток на гипсокартонный или кассетный потолок, стены; на пол в виде нащельников.

Монтаж вентиляции видео:

Назначение автоматических систем

Современные системы, предназначенные для осуществления вентилирования, являются довольно сложными, поскольку включают в себя множество разнообразных приборов со своими функциями и особенностями. Их качественная работа возможна только при осуществлении слаженных действий, которые нужно как-то контролировать. Разобраться в этом помогает схема автоматики вентиляции, которая предназначена для облегчения работы со всеми приборами, включенными в систему. Специальные датчики и механизмы помогают полноценно осуществлять контроль и отдавать различные команды без необходимости пересекать всю территорию предприятия, чтобы проделать какую-то операцию с прибором. Грамотно проведенная система способствует решению следующих вопросов:

• Отслеживает показатели и контролирует состояние комплекса. На монитор выводятся все необходимые данные, которые видит оператор, и может по ним сделать вывод о текущем положении дел. Кроме того, если произойдут какие-то неполадки, система сразу же подаст тревожный сигнал, оповещающий о том, что нужно решить проблему. А следя за показателями, можно увидеть возможные предвестники проблемы, на основе изменившихся данных, и предотвратить серьезные поломки, сразу вмешавшись в работу конструкции.
• Анализ данных каждого устройства может проводиться автоматически. Система сама собирает показатели, считывая их на протяжении определенного времени, а затем анализируя и сравнивая с нормой. В соответствии с полученными показаниями, автоматическое управление подает ту или иную команду или сигнал.
• Переключение режимов. Автоматика может подключать либо выключать доп. установки, приборы и функции, это зависит от времени суток, степени нагрузки или погодных условий, обеспечивая создание оптимального режима работы.
• В случае замыкания либо возникновения другой аварийной ситуации, система сама отключит оборудование от электросети, предотвращая более серьезные повреждения или даже возгорание приборов.

Рекомендации по сборке ШУВ

Монтажом и тестированием ЩУВ должны заниматься специалисты, имеющие соответствующую квалификацию, самостоятельно монтировать и подключать элементы внутри щита или шкафа не только не рекомендуется, но и запрещено.

Корпуса не изготавливают своими руками, а приобретают в готовом виде или заказывают с учетом специфики вентиляционной системы. Вместе с корпусом поставляется комплект устройств: рубильники, контроллеры, блоки питания, выключатели, элементы защиты и провода.

Нередко встречается и такое, что набор приборов и деталей укомплектован не в полной мере – не хватает проводов или автоматических выключателей. При доборе запчастей необходимо сохранить соответствие технических характеристик (например, сечение проводов или силу тока автомата).

Комплект элементов ЩУВ сопровождается схемой, по которой производится сборка. Любые отступления от схемы могут вести за собой неправильную эксплуатацию или поломку техники

Перед заказом необходимо составить список всех устройств, которые входят в вентиляционную систему, а также высказать пожелания относительно переключения режимов работы, вида контроллера, наличия тех или иных датчиков. В некоторых ЩУВ вместо контроллеров устанавливают реле.

Примером ЩУВ может служить образец со следующим техническим характеристиками:

• ном. частота – 50 Гц;
• напряжение – 380 В;
• напряжение подключенного вентилятора – 220 В;
• мощность двигателя – 22 кВт;
• уровень защиты – IP65;
• размеры – 400х800х180 мм;
• срок эксплуатации – 10 лет.

Готовые модели промаркированы условными обозначениями, где содержится информация о модификации и ее типоразмере, степени защиты, виде климатического исполнения, номере ТУ или ГОСТ. В последнем случае производители ориентируются на ГОСТ 14254 и ГОСТ 15150.

Особенности монтажа и подключения

Работы по сборке и подключению должны проводить профессиональные работники специализированной компании. Перед началом работ по установке оборудования необходимо проконтролировать состояние всех элементов и составляющих смесительного узла, целостность изоляции электропроводов привода и циркуляционного насоса.

Требования к установке электрооборудования

• Включение насоса в электросеть должно происходить с применением трёхжильного кабеля.
• На кожухе насоса необходимо установить коммутационную коробку, куда завести фазу, ноль и заземление. Доступ к клеммам должен осуществляться путём откручивания винтового элемента в середине защитной крышки коробки.
• Вывод электрокабеля из коммутационной коробки необходимо производить через изоляционное кольцо.
• Запрещается подавать ток на электрический кабель до окончания монтажных работ.
• Работы по обслуживанию должны проводиться только при отключенном смесительном узле.

Чтобы предотвратить нештатные ситуации в ходе эксплуатации смесительных гидроблоков вентиляционных систем, необходимо точно рассчитать и подобрать соответствующие требованиям типоразмеры клапанов, дополнительных элементов, мощности насоса и т.п.

Регулировка процесса нагрева

Существует 2 вида регулировки нагрева:

• количественный – корректировка температуры происходит за счёт изменения потребления теплоресурса;
• качественный – в этом варианте используется изменение параметров носителя тепла при неизменном потреблении теплоресурса.

Функции

Набор функций современной автоматики очень широк. Помимо непосредственного поддержания необходимой температуры и воздухообмена, автоматика регулирует влажность, поддерживает заданные параметры качества воздуха, следит за энергосбережением, контролирует исправность вентиляционного оборудования. Автоматика выполняет свои функции совместно с подключаемыми к щиту датчиками и исполнительными устройствами.

Основные функции автоматики для вентиляции:

• поддержание требуемой температуры приточного воздуха и температуры в помещении;
• дистанционное включение/выключение системы вентиляции;
• управление работой и производительностью вентиляторов;
• контроль состояния теплообменных агрегатов, таких как термостаты перегрева электронагревателей, защита водяного калорифера от замораживания по температуре воздуха и обратной воды, и т. д;
• контроль уровня загрязнения фильтров;
• автоматический переход в режим зима/лето;
• контроль и управление роторными и пластинчатыми рекуператорами, тепловыми насосами, увлажнителями и осушителями;
• управление циркуляционным насосом водяного калорифера с учетом показаний датчиков наружной температуры и давления теплоносителя с защитой от сухого хода;
• управление приводом заслонки наружного воздуха;
• контроль работы приточного вентилятора;
• отключение вентиляционной установки по сигналу пожарной сигнализации

Кирилл Школьник, технический директор ООО «СПб-Автоматика»: Система автоматизации для вентиляции играет роль управляющего и контролирующего центра, при помощи которого вентиляционное оборудование запускается, останавливается, выводится на необходимый пользователю режим работы по температуре и/или влажности и другим возможным критериям

Помимо управляющих функций важное значение имеют функции контрольные, позволяющие предотвратить обмерзание водяных теплообменников, защитить циркуляционный насос гидрообвязки, обеспечивающие своевременное информирование о загрязении фильтров, о перегреве электронагревателя или о нештатно остановившемся вентиляторе. Таким образом при помощи системы автоматизации достигается эффект обеспечения в обслуживаемых впомещениях необходимой циркуляции свежего воздуха желаемой температуры и влажности и защиты климатообразующего оборудования от аварийных ситуаций — что позволяет ему долго работать и выполнять свои функции. Конечно, работоспобность системы в течение продолжительного периода времени возможна при грамотном обслуживании опытными специалистами службы эксплуатации

Конечно, работоспобность системы в течение продолжительного периода времени возможна при грамотном обслуживании опытными специалистами службы эксплуатации.

Вентиляционная автоматика

Назначение

Автоматизация вентиляции и кондиционирования – первостепенная задача управления.

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.

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.

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.

Назначение и преимущества средств автоматизации

Автоматизированные системы отопления призваны поддерживать в зданиях и помещениях микроклимат, наиболее комфортный для работы и отдыха. Кроме того, благодаря возможности более рационально расходовать энергоресурсы, такие системы являются гораздо более эффективными, чем традиционные.

Установку комфортной температуры в помещениях обеспечивают термостаты или термодатчики, которые постоянно отслеживают её изменения и позволяют отопительной системе учитывать все текущие факторы, влияющие на температуру в помещении: человеческое тепло, солнечное тепло, нагрев от осветительных приборов, излучение других электроприборов и др.

Если непосредственно в тепловом пункте здания применяются средства автоматического регулирования подачи теплоносителя, которые отслеживают температуру наружного воздуха, то это дает экономию в энергопотреблении примерно 15–20%. Использование термостатических клапанов на радиаторах отопления дополнительно снижает энергопотребление ещё на 5–7%.

Автоматика также позволяет гибко изменять температурный режим в помещениях в различное время суток. В переходные календарные периоды (осень/весна), характеризующиеся нестабильностью температуры, автоматизированная система позволит снизить отпуск тепла в те часы/дни, когда температура воздуха существенно поднимается.

Если же система отопления оснащена GSM-модулями, то это дает возможность осуществлять мониторинг теплового режима здания/помещения удалённо, например, при помощи мобильных устройств.

Возможности и преимущества

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.

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.

Варианты базовых комплектов автоматики

	С водяным нагревом Сервопривод DA05S220 Дифференциальное реле давления PS-500 Канальный датчик температуры HTF-PT1000 Контактный датчик температуры ALTF1-PT1000 Термостат защиты от замерзания с креплениями TF 18/HY Шкаф питания и управления DexDriveS-1.4t-W Цена за комплект – от 78 000 руб.
	С водяным охлаждением Сервопривод DA05S220 Дифференциальное реле давления PS-500 Канальный датчик температуры HTF-PT1000 Контактный датчик температуры ALTF1-PT1000 Шкаф питания и управления DexDriveS-3.4t-W Цена за комплект – от 67 000 руб.
	С электронагревателем Сервопривод DA05S220 Дифференциальное реле давления PS-500 Дифференциальное реле давления PS-500 Канальный датчик температуры HTF-PT1000 Шкаф питания и управления DexDriveS-1.4t-E15s Цена за комплект – от 84 000 руб.
	С фреоновым охлаждением Сервопривод DA05S220 Дифференциальное реле давления PS-500 Канальный датчик температуры HTF-PT1000 Шкаф питания и управления DexDriveS-1.4t-W Цена за комплект – от 70 000 руб.

Возможны любые конфигурации автоматики и шкафов управления, от самых базовых до сложных.

Варианты исполнения и цены можно уточнить по телефонам: +7 (495) 924-72-94 , 8 (800) 234-37-20, а также написав на почту dnpvent@mail.ru, либо воспользоваться .

Интеграция с системами «умный дом» и самодиагностика оборудования

Сама по себе автоматизированная приточно-вытяжная вентиляция, укомплектованная указанным выше оборудованием и датчиками, подключёнными к контроллеру, оборудованная пультом управления, уже является своего рода умной климатической системой. Однако если вы сторонник технологического прогресса и хотите оснастить свое жилье системой «умный дом», то она прекрасно будет коммуницировать с автоматизированной системой вентиляции.

Подключение к «умному дому» происходит через пульт управления по протоколу Modbus. Управление воздухораспределением и прочими функциями может осуществляться как через датчики с помощью программы управления, так и пользователем с центрального пульта или приложения в телефоне.

Справка:Протокол Modbus — самый распространенный промышленный протокол для M2M (Machine-to-machine)-взаимодействия. Де-факто является стандартом и поддерживается почти всеми производителями современного промышленного оборудования. Благодаря универсальности и открытости, стандарт позволяет интегрировать оборудование разных производителей.

Помимо всего перечисленного современное автоматизированное вентиляционное оборудование оснащается системами самодиагностики, которые позволяют обнаружить неисправность в работе компонентов. Автоматика отслеживает все ошибки, в случае необходимости останавливает работу оборудования и отображает на пульте или в приложении в смартфоне пользователя соответствующую ошибку.

Названные системы не только позволяют минимизировать участие человека в управлении оборудованием, но и значительно снижают эксплуатационные расходы, а также значительно улучшают качество работы вентиляционной системы. Автоматика имеет заводскую настройку и подключена ко всем исполнительным механизмам установки.

Современные автоматизированные системы вентиляции представляют собой весьма сложный комплекс оборудования, датчиков и программного обеспечения, поэтому доверяйте свой выбор профессионалам.

Источник