Общие требования к вентиляционной системе
Согласно СанПиН 2.1.3.2630-10 все установленные и смонтированные системы механической приточно-вытяжной вентиляции должны иметь паспорт вентиляционной установки, эксплуатация (обслуживание) механической приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования осуществляется ответственным лицом организации или другой специализированной организацией. Один раз в год проводится проверка эффективности работы, текущие ремонты (при необходимости), а также очистка и дезинфекция систем механической приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования.
Периодичность проведения испытаний систем вентиляции определяется нормативными документами на вентиляцию:
1. Согласно СТО НОСТРОЙ 2.24.2-2011 периодичность наладки систем вентиляции и кондиционирования воздуха устанавливается органами федеральной исполнительной власти или требованиями технологии производства, но не реже одного раза в три года.
2. Согласно ГОСТ Р 53300-2009 периодические испытания систем противодымной вентиляции должны проводиться не реже одного раза в два года.
3. Согласно СП 4425-87 действующие вентиляционные системы должны подвергаться регулярной проверке силами вентслужб или санитарных лабораторий предприятий в следующие сроки:
а) в помещениях, где возможно выделение вредных веществ 1 и 2 класса — 1 раз в месяц;
б) системы местной вытяжной и местной приточной вентиляции — 1 раз в год;
в) системы общеобменной механической и естественной вентиляции — 1 раз в 3 года.
4. Согласно СанПиН 2.1.3.2630-10 системы механической приточно-вытяжной вентиляции должны быть паспортизированы. Эксплуатация (обслуживание) механической приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования осуществляется ответственным лицом организации или другой специализированной организацией. Один раз в год проводится проверка эффективности работы, текущие ремонты (при необходимости), а также очистка и дезинфекция систем механической приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования.
Как видим, периодичность проведения испытаний — от одного месяца до трех лет, в каждом случае определяется индивидуально.
В случае реконструкции вентиляционных систем после изменения технологического процесса, оборудования и перестройки помещения проверка должна осуществляться сразу после реконструкции, независимо от сроков периодического контроля.
Многообразие систем кондиционирования
Мультизональное кондиционирование – это способ организации циркуляции воздушных масс в нескольких помещениях. К внешнему элементу, который располагается на крыше, в подвальном или техническом отсеке, присоединяются с помощью единой системы несколько внутренних блоков. Эта конструкция позволяет размещать внутренние и внешние блоки на большое расстояние друг от друга, что удобно для сохранения дизайнерских требований, так как внешний блок можно размещать на крыше или в другом месте. Внешних блоков может быть от одного до трех, а внутренних намного больше.
Пример организации мультизонального кондиционирования
Система обеспечивает циркуляцию фреона в определенных дозировках между внутренним и внешним блоками, что позволяет более точно отрегулировать температуру.
Такая организация позволяет снизить затраты на охлаждение и обогрев. Мощность устанавливается в зависимости от предпочтений заказчика. Следовательно, помещения с таким кондиционированием получают индивидуальный микроклимат, специально подобранный.
Кондиционирование воздушных масс – это установка и постоянное поддержание в закрытых пространствах определенного уровня влажности, температурного режима, очистки и скорости. Целью является регулирование оптимальной среды и микроклимата, благоприятного для самочувствия человека или необходимого в производственном процессе. Современные конструктивные решения разнообразны и их отличия отмечаются по многим признакам.
Базовый комплект оборудования, которое входит в систему автоматизации
Датчики – это первичные преобразователи, служащие для получения информации о реальном состоянии регулируемых параметров в системе. С их помощью осуществляется обратная связь системы регулирования с объектом по следующим параметрам: температура, влажность, давление, уровень СО, СН и пр. Их выбирают в зависимости от типа сигнала, требуемой точности, необходимого диапазона.
· Датчики температуры бывают для внутреннего и уличного применения; накладными на трубопровод (для контроля температуры поверхности трубопровода) или канальными (для измерения температуры воздуха в воздуховоде). Внутри помещений датчики температуры устанавливаются в нейтральных, относительно источников тепла или холода местах, снаружи здания в местах где датчик будет защищен от ветра или прямого попадания солнечных лучей.
Датчик температуры
· Датчик влажности – это блок с электронным прибором, измеряющим относительную влажность, и преобразующий данные в электрический сигнал. Они также бывают наружного и уличного исполнения.
· Датчики давления подразделяются на реле давления (механическое измерение перепада давлений и электрическое преобразование) и аналоговые датчики давления (преобразование давления сразу в электрический сигнал 4…20 mA). И те, и другие применяются для измерения давление как в одной точке, так и разность давлений в двух точках (дифференциальные)
· Датчики потока измеряют скорость движения жидкости или газа в трубопроводе или воздуховоде. Расход жидкости вычисляется по формуле внутри процессорного блока исходя из разности давлений и других параметров (температуры, сечения трубопровода, плотности).
К этой же группе можно отнести и такие элементы как: капиллярный и комнатный термостаты, прессостаты (реле дифференциального давления)
Сервопривод (электропривод) – это механизм, преобразующий электрический (гидравлический, пневмонический) сигнал в механический (вращение, линейное движение и пр.). Они необходимы для непосредственного выполнения функций регулирования. Как правило они управляют воздушными клапанами (заслонками), трехходовыми (двухходовыми) клапанами для регулирования потока теплоносителя.
Сервопривод (электропривод)
Регулятор – это один из основных элементов системы автоматизации для вентиляции, который обеспечивает управление исполнительным механизмом по показаниям датчиков, термостатов и реле.
По функциональному они подразделяются на регуляторы скорости и регуляторы температуры.
· регуляторы температуры в зависимости от способа управления бывают пороговыми, которые управляют температурой с помощью полностью открытой или полностью закрытой заслонки, и с пропорционально дифференциальным управлением (ПИД-регуляторы), которые позволяют плавно управлять температурой в рабочем диапазоне.
· Регуляторы скорости бывают однофазными и трёхфазными; с плавным или ступенчатым регулированием. Выбор способа регулирования зависит от мощности вентилятора или насоса. Наиболее современным и экономичным является способ скорости вращения насосов и вентиляторов с помощью преобразователей частоты (ПЧ). Несмотря на высокую стоимость, ПЧ экономически оправдывают себя.
Преобразователь частоты (ПЧ)
Шкаф (блок) управления: бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая. Вот одни из основных функций любого шкафа управления:
· Включение и выключение системы вентиляции;
· Индикацию состояния оборудования;
· Защиту от короткого замыкания;
· Защиту от нестабильного питающего напряжения;
· Управление производительностью вентиляционной установки;
· Индикацию состояния воздушных фильтров;
· Защиту от переохлаждения испарителя;
· Защиту водяного калорифера от замерзания;
· Контроль и поддержание температуры воздуха в воздуховоде после калорифера и в помещении;
· Защита от перегрева электрокалорифера;
· Контроль (управление) за работой насоса;
· Контроль (управление) за работой рекуператора;
Шкаф управления вентиляцией
Гидравлическая вентиляция
Такая вентиляция надежна и долговечна, и благодаря этим свойствам широко распространена. Гидравлическая вентиляция – это система рычагов, которые соединены с форточками парника. Работа такой системы заключается в расширении жидкости в процессе ее нагрева.
Гидравлическая вентиляция
Принцип работы такой вентиляции достаточно прост: при помощи высоких температур жидкость нагревают, а при низких температурах она сжимается. При повышении температуры, когда жидкость расширяется, рычаги открывают форточки, а при охлаждении – фрамуги закрываются.
Минусом гидравлической вентиляции парников является то, что форточки закрываются очень медленно и, в результате, растения могут погибнуть из-за снижения температуры.
Также еще один недостаток – это дороговизна процесса проветривания из-за сложных технологических процессов и самого производства, но эти все недочеты можно перекрыть высокими преимуществами системы гидравлической вентиляции парников.
Основные узлы системы автоматизации отопления
- датчики температуры (для помещения, уличные, теплоносителя) и давления, с помощью которых обеспечивается постоянное поступление информации о состоянии отопительной системы;
- терморегуляторы (задатчики, термостаты), осуществляющие регулировку подачи теплоносителя;
- приводы исполнительные устройства (клапанов, насосов циркуляционных и подпитки, частотные регуляторы) выполняют функцию регулирующих и предохранительных механизмов, обеспечивающих надёжную и безаварийную работу системы.
- щиты автоматизации (контроллеры, модули расширения), осуществляющие управление отопительной системой
В числе мероприятий предусмотрены:
- автоматическое отключение общеобменных систем вентиляции при пожаре;
- автоматическое отключение электрообогревателей.
При проектировании воздушного отопления для надежности его работы устанавливается не менее двух отопительных агрегатов. Системы подпора проектируются с рабочим и резервным вентиляционным оборудованием.
Для обеспечения работоспособности приточных установок в условиях низких температур наружного воздуха (ниже минус 40 °С) нагрев приточного воздуха выполняется двухступенчатый: первый подогрев электрокалориферами (от минус 50°С до минус 30°С), второй подогрев – водяными калориферами (от минус 30°С до требуемой температуры).
Что и как автоматизировать? Основные принципы
В зависимости от типа системы нагревания теплоносителя, управление будут отличаться и управляемые системой автоматики параметры.
В общем случае, оператор задает желаемую температуру в помещении, через пульт управления или через ПК, через пульт в отдельном помещении и т.п.
Система автоматизации отопления система на основе данных о температуре воздуха в здании, температуры наружного воздуха, времени суток, наличия в помещении людей выбирает режим работы и передает управляющие сигналы на исполнительные устройства, которые могут отличаться:
А) Для управления электрической системой отопления применяются приборы, управляющие мощностью электрического тока: биметаллические термостаты, работающие по принципу «вкл/выкл», или тиристорные регуляторы напряжения, с помощью которых при уменьшении напряжения уменьшается и потребляемую мощность прибора. В качестве примера, можно вспомнить электрический конвектор, пользователь задает необходимую температуру, а терморегулятор поддерживает температуру включая и отключая подачу электроэнергии к прибору.
Б) Для управления системой отопления с контуром теплоносителя применяются приборы, регулирующие температуру и расход теплоносителя. При этом регулировка температуры теплоносителя возможна только в автономных системах с котлами и нагревателями, например, в частных домах, для систем централизованного отопления температура входящего и исходящего потоков теплоносителя заданы графиками:
- от крупных ТЭЦ: 150/70°С, 130/70°С или 105/70°С;
- от котельных и небольших ТЭЦ: 105/70°С или 95/70°С.
Таким образом, на больших объектах регулирование температуры в помещении может осуществляться только с помощью приборов, изменяющих расход теплоносителя в сети отопления и поддерживающих его на заданном уровне, чтобы не выходить за рамки температурного графика.
Многообразие контроллеров
Контроллер — многофункциональное устройство
Еще на стадии разработки проекта системы вентиляции, при ее автоматизации стоит все просчитать. Чтобы в итоге не возникло трудностей с работой устройства и его компонентов в составе общей системы контроля над циркуляцией воздуха в помещении
Также важно заглянуть в будущее – возможно через несколько лет возникнет необходимость модернизировать контроль над системой вентиляции. Стоит учесть и такую возможность, ведь иногда необходимость в масштабировании нельзя обойти
На общем фоне можно выделить модели контроллеров, которые контролируют работу вентиляционной установки:
- с электровоздухонагревателем;
- с водяным воздухонагревателем, электрическим;
- с электрическим или водяным воздухонагревателем, а также воздухоохладителем;
- с воздухоохладителем и воздухонагревателем, конфигурированние таких контроллеров может производиться с компьютера (диспетчеризация);
- с рекуператором, а также воздухонагревателем, воздухоохладителем. Имеется возможность подключения к диспетчеризации.
Современные контроллеры могут поддерживать определенную температуру, как в воздуховодах, так и в помещениях. При монтаже в некоторых моделях имеется определенный режим тестирования, который помогает запустить и проверить, как работает автоматика в системе вентиляции
Также, важной особенностью является то, что в программируемых контроллерах можно сохранить в памяти несколько программ. При необходимости устройство пользуется одной из них
Современные модели с жидкокристаллическим экраном выводят информацию на русском языке, а некоторые – зарубежные контроллеры, показывают графические изображения.
Важной особенность является не только технические характеристики, страна производитель, но и дизайн устройства
Производители уделяют лицевой части корпусов блоков особое внимание. Это позволяет выбрать не только многофункциональный контроллер с дисплеем или без, но и аккуратный корпус небольшого размера
Современные устройства могут управлять и регулировать системой воздухообмена комплексно. Не каждый знает, что контроллер для приточной вентиляции выполнен на базе микропроцессоров. От его мощности зависит количество памяти, скорость выполнения и переключения программ. Все логические операции, записанные в машинном коде, выполняются точно. Программирование производится с помощью компьютера. Защита параметров осуществляется при помощи паролей разного уровня. Некоторые модели программируются таким образом, что в случае спонтанного отключения электричества заслонки на приточной вентиляции закрываются самостоятельно автоматически.
Местная вентиляция
Местной вентиляцией называется та, что выводит отработанные газы или направляет свежие в какой-то определённой зоне. Воздухообмен может быть вытяжным или приточным. Местной приточной необходимо намного меньше энергозатрат, чем общей. Её довольно часто устанавливают в различных производственных помещениях, где нужно постоянное обновление газов. Также она способна снизить уровень влаги и температуры.
Использование устройства для местного вентилирования актуально в разных производственных областях. Способно создать удобные и комфортные условия для работников, так как удаляет все вредные вещества, как только они образовались.
Если необходимо выводить отработанные газы из большого помещения или всего цеха, то местный тип не сможет эффективно выполнять свои функции. Его целесообразно применять лишь локально, где концентрация вредных веществ наибольшая.
Фото
Технические средства
Устройства для автоматизации вентиляции
Устройства, посредством которых реализуется автоматизация вентиляции общеобменного и иных типов, а также кондиционирования воздуха, весьма многообразны. В схему могут входить разные типы датчиков (температуры входящего и выходящего потоков, давления, влажности, содержания углекислоты), блоки регуляции, исполнительные механизмы, аппараты, управляющие электроприводами
Показатели работы этих устройств, отслеживание которых важно для эффективного функционирования установки, выводятся на щитки управления и диспетчерские пульты
Возможен автоматический контроль данных при отходе от заданных рамок либо управление ими во вложенных меню. С датчиков сигналы направляются в шкаф контроля, где подвергаются аналитической обработке с выбором подходящего алгоритма кондиционирующей установки.
Выводы
В результате проведенного анализа режимов работы систем кондиционирования воздуха ка объектов автоматического управления сформулированы требования к системе управления СКВ,
отличительной особенностью которых является централизация управления и взаимосвязь всех секций установки.
В результате проведенного анализа существующих систем управления секциями установки был выбран локальный тип САУ.
Предложен новый способ автоматического управления установкой кондиционирования воздуха, а именно реализация обмена данными параметров
воздуха между секциями и расчет рецептов с учетом этих данных.
В работе обоснованы и разработаны технические решения по системе управления с использованием программированного логического контроллера.
При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: май 2017 года. Полный текст работы и
материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.
