Автоматизация систем вентиляции

Автоматизация общеобменной вентиляции

Вентиляция: Обмен воздуха в помещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне при средней необеспеченности 400 ч/год – при круглосуточной работе и 300 ч/год – при односменной работе в дневное время (СП 60.13330.2012.)

Вентиляция бывает приточной и вытяжной.

Приточная – это вентиляция, при которой осуществляется подача очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности приточными установками и центральными кондиционерами.

Вытяжная – это вентиляция, при которой осуществляется удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов.

Приток и вытяжка должны быть равны по объему (исключением является противодымная вентиляция – когда на путях эвакуации создается подпор приточного воздуха). Внутри объекта приточный и вытяжной воздух распределяются по неравномерно. Например, в комнате приготовления пищи, в сан узлах, в комнатах сбора мусора баланс должен быть отрицательный (вытяжка больше притока), в чистых помещениях, например, кабинетах, переговорных, в чистых комнатах (микроэлектроника, фармацевтика) – напротив, положительный (приток больше вытяжки). Тогда запахи и пыль не будут распространяться по всем площадям и будут локализованы.

Кратность воздухообмена —определяется числом обменов воздуха в помещении за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, который подается в помещение в единицу времени, к объему помещения. Кратность воздухообмена может быть переменной величиной, она зависит от количества людей в помещении, температуры, влажности и т.п. Управление кратностью должно осуществляться в автоматическом режиме.

Кроме обеспечения комфортных условий в помещениях, автоматизации вентиляционных систем:

Осуществляет контроль и управление работой агрегатов вентиляции, это до минимума сокращает необходимость вмешательства пользователя;
Обеспечивает поиск и индикацию неисправностей оборудования;
Измеряет параметры электрической цепи оборудования, режимов его работы, и в случае их отклонения защищает его от возможных коротких замыканий, перегрузок, перегревов и замерзания. В качестве примера приведено фото разорванного калача калорифера вентиляционной системы, автоматика не обеспечила циркуляцию теплоносителя в ночной период времени;

Осуществляет контроль состояние воздушных фильтров, информирует службу эксплуатации о предстоящем техобслуживании;

Управляет температурой воздуха, влажностью, уровнем загазованности в отдельных помещениях объекта и в целом;

Обеспечивает работы по расписанию: недельный, суточный или циклический режим работы таймером без вмешательства человека;

Позволяет управлять основными возможностями системы вентиляции с единого пульта или удаленно.

Процесс работы не автоматизированной системы вентиляции выглядит следующим образом: в помещение стало душно, оператор поднимает производительность системы вентиляции, в помещении стало холодно, оператор снижает производительность вентиляционной системы. Данный пример не имеет ничего общего с работой современных систем вентиляции, но иллюстрирует основную задачу системы автоматизации, которая должна выполняться – создание комфорта для посетителей здания или обеспечение заданных условий для производства.

Общий алгоритм работы системы. Основные параметры воздуха внутри помещения и на улице постоянно контролируются, измеряется температура воздуха, влажность, наличие в воздухе посторонних газов и примесей, концентрация СО2 и т.д. Данные поступают на микропроцессорный контроллер и анализируются. При выходе значений за определенный интервал (эти значения задаются при настройке системы, они называются «уставка»), контроллер передает управляющий сигнал на запуск исполнительных механизмов, вентиляторов, охладителей, нагревателей, осушителей, срабатывают клапана и заслонки, управляющих сечением воздуховодов и пр. При возвращении значений параметров в заданный диапазон, контроллер отправляет корректирующие сигналы.

Необходимость технического обслуживания определяется по косвенным параметрам, по падению давления или снижению скорости воздушных потоков в воздуховодах, энергопотреблению электрооборудования, сравнению параметров системы со средними для данного режима работы. Информация, выводимая оператору, сообщает о необходимости замены масла в компрессоре, замене фильтров, чистке воздуховодов и т.д.

Автоматика систем вентиляции состоит из следующих элементов:

Датчики и преобразователи;
Регуляторы;
Исполнительные механизмы;
Щиты автоматизации (контроллеры, управляющие контакты).

Датчики и преобразователи

Датчики – это элементы систем автоматизации вентиляции, служащие для получения информации о реальном состоянии регулируемого объекта. С их помощью осуществляется обратная связь системы регулирования с объектом по следующим параметрам: температуре, давлению, влажности и т.д.

Для того, чтобы информация с датчика передавалась системе в виде цифрового кода каждый датчик снабжается преобразователем.

Оптимальные места установки датчиков указываются в прилагаемых к ним инструкциях.

Датчики температуры могут быть для внутреннего и наружного 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.

Датчики влажности представляют собой блок с электронным прибором, измеряющим относительную влажность, и преобразующий данные в электронный сигнал. Бывают наружного и внутреннего исполнения. Устанавливаются в местах со стабильными условиями влажности, не допускается установка их вблизи радиаторов отопления, блоков кондиционеров, у источников влаги.

Датчики давления подразделяются на реле давления (механическое измерение перепада давлений и электрическое преобразование) и аналоговые датчики давления (преобразование давления сразу в электрический сигнал, например, с помощью пьезо-элементов). И те, и другие применяются для измерения давление как в одной точке, так и разность давлений в двух точках.

И внешние и внутренние датчики желательно устанавливать по два и более, например, с северной и с южной стороны здания. В современных системах, все внешние климатические датчики объединяют в единую метеостанцию.

Исполнительные устройства

Исполнительные устройства следует рассматривать в привязке к управлению приводом.

Это важный элемент в таком процессе как управление вентиляцией, на долю которого выпадает роль осуществления приводной части автоматизации. Эти механизмы могут быть как электрическими, так и гидравлическими.

В качестве исполнительных устройств могут выступать клапаны, заслонки и частотные регуляторы.

Регуляторы

Регуляторы – это один из основных элементов системы автоматики для вентиляции, обеспечивающий управление исполнительными механизмами по показаниям различных датчиков.

По функциональному предназначению эти элементы вентиляционных систем подразделяются на регуляторы скорости и регуляторы температур.

Регуляторы скорости бывают однофазными и трёхфазными (также, как и двигатели). Также они бывают с плавным или ступенчатым регулированием, при этом выбор способа регулирования зависит от мощностей вентиляторов. Наиболее современным и экономичным является способ скорости вращения насосов и вентиляторов с помощью преобразователей частоты (ПЧ). Несмотря на высокую стоимость, ПЧ экономически оправдывают себя уже на двигателях с мощностью более 1 кВт.

Регуляторы температур в зависимости от способа управления бывают пороговыми, управляющие температурой с помощью полностью открытой или полностью закрытой заслонки (пример – автомобильный термостат), и с пропорционально дифференциальным управлением (PID), позволяют плавно управлять температурой в рабочем диапазоне.

Управление регуляторами в системах автоматизации вентиляции осуществляется из щитов управления.

Щиты автоматизации

Работа автоматизированной системы, ее удобство, надежность и безопасность эксплуатации напрямую зависят от алгоритмов управления процессом (специалистов, выполнивших проектирование и наладку), а также от возможностей комплектующих изделий. Алгоритмы реализуются на программном уровне и «зашиваются» в свободно программируемые контроллеры, установленные в щитах автоматизации.

При подключении датчиков к щиту автоматизации учитывают тип сигнала, передаваемого преобразователем (аналоговый, дискретный или пороговый). Аналогично выбираются и модули расширения, управляющие приводами устройств.

Щиты вентсистем бывают силовые, управляющие или совмещенные, если система небольшая. Щиты автоматики для вентиляции обеспечивают:

Включение и выключение системы вентиляции;
Индикацию состояния оборудования;
Защиту от неправильного подключения питающего напряжения и короткого замыкания;
Управление производительностью вентиляционной установки;
Индикацию состояния воздушных фильтров;
Защиту от перегрева электродвигателей;
Защиту калорифера от замерзания;
Поддержку и контроль температуры воздуха на входе вентиляционной установки и в помещении;
Возможность применения временных ручных алгоритмов управления.

Проектирование системы автоматизации вентиляции и кондиционирования

Система автоматизации вентиляции и кондиционирования является одним из наиболее сложных проектов инженерных систем здания.

Это связано с большим количеством точек контроля и исполнительных устройств в системе и учетом нескольких режимов работы системы, включая зимний и летний. Предусматривают:

Автоматическое управление производительностью установок систем вентиляции;
Сблокированную работу двигателей приточно-вытяжных вентиляторов и заслонок на воздухозаборе;
Автоматическую регулировку температуры подающего воздуха;
Автоматическое отключение систем при аварийных ситуациях;
Защиту калориферов от замораживания;
Разные режимы пуска в зависимости от сезона;
Контроль параметров внешней и внутренней среды, и параметров техпроцесса- температур, перепадов давления, влажности и т.п.

Проект разрабатывается по заданию технологов – специалистов, разработчиков проекта вентиляции и кондиционирования. В стандартный комплект чертежей включают:

Общие данные;
Структурные схемы, при необходимости;
Задание на программирование системы;
Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем – по ним будут собираться щиты автоматизации;
Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
Схемы внешних соединений для щитов автоматизации (фактически это таблица соединений);
Схемы связи со смежными системами автоматизации;
Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов или вентиляторов;
Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
Кабельные журналы;
Монтажные схемы;
Спецификация оборудования и проводок.

Режимы работы системы. Работа в системе автоматизации и диспетчеризации здания

Щит автоматизации системы вентиляции должен обеспечивать работу в следующих режимах:

Ручном. В этом случае управление системой осуществляется вручную.

Автоматическом автономном, с передачей данных в систему диспетчеризации. В этом случае включение и выключение происходит автономно, без учета показаний смежных инженерных систем, при этом уведомления о работе системы передаются диспетчеру.

Автоматический в составе автоматизированной системы управления зданием. При таком режиме работа вентиляции синхронизирована с другими системами жизнеобеспечения здания. Все системы здания, управляемые по разработанным алгоритмам, формируют систему автоматизации и диспетчеризации здания.

Управление системой осуществляется по протоколам управления здания. Наиболее известные это LonWorks, ModBus, BACnet.

Управление вентиляцией при пожаре

При проектировании систем автоматики вентиляции, учитывают их работу в случае пожара.

Согласно СП 60.13330.2012, для зданий и помещений, оборудованных автоматическими установками пожаротушения или автоматической пожарной сигнализацией, следует предусматривать автоматическое действия электроприемников систем вентиляции:

Отключение при пожаре в помещении или в системе вентиляции, которое может производиться централизованно, прекращая подачу электропитания и обеспечивая закрытие противопожарных клапанов на распределительные щиты систем вентиляции, или индивидуально для каждой системы с целью предотвращения распространения огня по воздуховодам и остановки притока кислорода к пламени;
Включения систем противодымной вентиляции на путях эвакуации и в зонах безопасности, или противодымной вентиляции в помещении, где произошел пожар, в зависимости от проектных решений;
Включения систем для удаления газа и дыма после пожара.

Системы управления электроэнергией. Контроль и автоматизированное управление работой системы. Подробнее »

Изучаем автоматику для вентиляционных систем

Здравствуйте, коллеги!
Мы с Вами повторили пройденный материал и можем переходить к основному нашему разделу:
Автоматизация инженерных систем.
Начнем с автоматизации вентиляционных систем.
Когда я учился, мои преподаватели объясняли нам, что для того, чтобы быть хорошим автоматчиком, необходимо лучше технолога знать физические процессы и принципы работы автоматизируемого тобой оборудования.
Сегодня, когда мы узнали о свойствах технологических систем, как об объектах управления, очевидно, что в зависимости от этих свойств и требований, предъявляемых к системам, автоматчик должен принять решение, как строить систему автоматики, какие схемы регулирования подойдут для данной системы, какие применить законы регулирования и т.д. Поэтому, пробежимся по технологии.
Для чего нужны системы вентиляции?
Если говорить, о промышленных объектах, то часто речь идет о достаточно жестких параметрах воздуха (температура и влажность, а иногда и давление или разряжение), требуемых для ведения технологического процесса. Например, производство сигарет или вискозного волокна. только
Если говорить о таких объектах, как торгово-офисные центры, жилые дома и т.д. – то это воздухообмен. Дыша, мы выделяем углекислый газ, который необходимо удалить. Удаляемый воздух называют вытяжным, поскольку вытягивается вентилятором из помещения. На место удаленного – надо подать свежий или приточный воздух.
Такие вентиляционные системы называют приточно-вытяжными. Часто можно встретить еще название – системы центрального кондиционирования.
Посмотрим, из чего состоит такая система.

В первую очередь – это вентиляторы – приточный и вытяжной.
Приточный вентилятор забирает воздух с улицы и подает в помещение. Соответственно – вытяжной вентилятор наоборот. Бывает, что вытяжной вентилятор отсутствует. А воздух удаляется через щели и неплотности в помещениях или по вытяжному воздуховоду. Эти решения чаще обусловлены вопросами экономии и редко –целесообразностью.
Мы будем рассматривать два типа вентиляторов:
– вентиляторы, вал которых не сидит на одной оси с двигателем, а соединяется с ним ременной передачей;
– вентиляторы, где вал двигателя сидит на одной оси с вентилятором.
Зачем так подробно рассматриваем, а затем, что контроль работы вентилятора осуществляется по-разному.
Если вентилятор сидит на одной оси с двигателем, то заклинивания вентилятора или двигателя однозначно приводит к повышению токов и отработке тепловой защиты, которая обычно сидит в цепи управления пускателем вентилятора. В этом случае достаточно проконтролировать блок-контакт пускателя. Хотя, бывают случаи, когда двигатели «умирают по-тихому», т.е. без увеличения токов. Тогда помочь может только сигнализатор перепада давления.
Как он работает? Минусовая камера перепадомера подключается к отбору до, а плюсовая – после вентилятора. Тогда, при неработающем вентиляторе, разница давлений между камерами будет приблизительно равна 0. При включении вентилятора создается разница давлений (напор), которая замыкает контакт перепадомера. А в случае аварийной остановки вентилятора, контакт разомкнется, разорвав соответствующую цепь.
Если вентилятор с двигателем соединен через шкивы и ремень, то необходимо устанавливать только перепадомер, поскольку при разрыве ремня токи однозначно не будут расти. Другой вопрос, что, подключив еще и контакт пускателя, мы сможем диагностировать – что случилось.
Надеюсь понятно.
Обычно перед вентилятором приточным и за вентилятором вытяжным (в случае наличия в установке какой-либо системы утилизации тепла) устанавливаются фильтры очистки воздуха.
Мы бы на них не обратили внимание, если бы они не засорялись. Этот процесс ведет к увеличению сопротивления движению воздуха в системе, что нагружает вентиляторы (дополнительный расход электроэнергии) и ухудшает воздухообмен. Потому на фильтры устанавливают такие же воздушные перепадомеры, настраиваемые на определенный перепад, и информацию выводят обычно на сигнализацию, которая говорит о необходимости почистить фильтр.
Далее необходимо упомянуть о заслонках приточного, вытяжного и рециркуляционного воздуха.
Если нет рециркуляции, то в 99 % случаях, приточная и вытяжная заслонки сблокированы в одинаковой фазе и подключены к блок-контакту пускателя вентилятора. Если же есть рециркуляция, то все три заслонки сблокированы следующим образом – приточная и вытяжная заслонки сблокированы в одной фазе, а рециркуляционная – в противофазе и управляются обычно выходным сигналом контроллера (0-10)В
Таким образом, можем подытожить:
Вентиляторы – рекомендованный контроль за работой – установка перепадомеров
Фильтры очистки воздуха – рекомендованный контроль за работой – установка перепадомеров
Заслонки – приточная и вытяжная сблокировано работают в одной фазе, а рециркуляционная (при ее наличии) в противофазе к ним.
Хочу уделить особое внимания процессу регулирования заслонками. Представим себе, что у нас система без рециркуляции. Предположим, что проектанты выбрали вентиляторы немного с запасом. Что делать? Как снизить расход? Очень многие до сих пор пытаются уменьшить расход путем прикрытия заслонок, чего делать нельзя. Во-первых, вы создаете дополнительное сопротивлении в системе и нагружаете таким образом вентилятор. Во-вторых, вы создаете повышенный шум. Для таких целей необходимо применять частотный преобразователь. А чтобы он был не только для первичного вывода системы на режим, его можно использовать в дальнейшем с целью энергосбережения. О данном алгоритме поговорим позже.
Если присутствует рециркуляционная заслонка, то с помощью изменения соотношения приточного и рециркуляционного воздуха меняется температура смеси, но опять же не расход.
Ну вот, о вентиляторах, заслонках и фильтрах поговорили, можно идти дальше.
Воздух, который мы подаем в помещение, необходимо подогреть в зимнее время и охладить в летнее. Кроме этого, зимой обычно воздух сухой и мы его увлажняем. Летом – наоборот.
Начнем с нагрева. Нагревательные секции могут быть двух типов – водяные и электрические. О чем мы поговорим на следующем уроке – через две недели.
До встречи !

Задать вопрос
или оставить свой комментарий

«Школа автоматчиков» — образовательный проект компании «РАУТ-автоматик»
Сайт разработан на основе WordPress.

Изучаем автоматику для вентиляционных систем

Здания нельзя представить без системы, которая в принудительном порядке обеспечивает вентиляцию в помещение. В процессе вентиляции происходит выход загрязнённого воздушного потока и его полная или частичная замена на чистый. Автоматизация вентиляции делает возможным организацию контроля управления процессом, что, в свою очередь, помогает обезопасить строение и обеспечить энергоэффективность. Вентиляционная автоматика различается, поэтому в данной статье мы расскажем каково их назначение и в чём особенность, а также какие характеристики.

Назначение системы автомат
Основные узлы автовентиляции
Преимущества такой системы

Назначение системы автомат

Монтаж систем вентиляции воздуха

На сегодняшний день комплекс вентилирования полностью модернизирован и является сложной приборной систематикой с силовой установкой, калориферами и каналами, обеспечивающими микроклимат помещения. Для того чтобы все узлы и агрегаты работали слаженно, современные инженеры снабжают систему аппаратурой с датчиками и механизмами. Именно за счёт них можно управлять вентиляцией в сборке.

Задачи системой вентиляции:

Управление и мониторинг параметров системы: сигнал поломки, небезопасных режимов и других непредвиденных рабочих моментов. Современные контроллеры связаны с оператором в режиме реального времени. Это позволяет оператору наблюдать за работой всех системных показателей и устанавливать их соответствие с нужным режимом.
Индивидуальный анализ выработки любого механизма и процесса в общем согласно заданным параметрам через мониторинг. Автомат управления принимает данные, полученные при помощи датчиков, и проводит исследование вычислительными мощностями. Если необходимо вносит корректировку в общую производительность через сигнал действующей механики либо через систему пуска-включения.
Защита клапанной части и водных контуров обогревательного элемента от промерзаний. Системный термостат следит за температурами калориферов, не позволяя опуститься за критическую отметку.
Управление рабочими процессами посредством переключения режима. Это необходимо для рационального использования автоматической системы в связи с изменением нагрузки на помещение, недельной дневности, времени суток или климатических условий. Программы автоматического управления вентиляционной системой, опираясь на сведения мониторинга, имеют возможность использовать в качестве дополнения силовые установки, завершать деятельность или менять скорость движения лопастей вентиляторов, запускать и отключать воздухоосушители и так далее.
Блокировка механизма в случае замыкания или любого аварийного случая, связанного с электроникой, чтобы исключить возможное возгорание.

Автоматика в системе вентиляции имеет ключевую роль и выполняет целый ряд нужных задач, без неё выполнение всех перечисленных опций силами обслуживающего персонала невозможно.

Основные узлы автовентиляции

Проект системы автоматической вентиляции требует достаточно трудоёмкий и сложной работы инженеров, такой процесс требует не только теоретических знаний, но и большого опыта.

аналогичную системную структуру;
главные части и основные узлы;
логическую работоспособность и совокупность всех деталей и аппаратов.

Для того чтобы применить самую оптимальную комплектацию приборов для системы и контроля над ней обязательно учитывать номенклатуру отличных производств, а также обладать эксплуатационным опытом такой аппаратуры. Нелишним будет и изучение отзывов пользователей, чтобы понимать соотношение цены и качества модели на сегодняшний день. Это позволит приобретать качественную систему на выгодных условиях.

Автоматика для систем вентиляции

У новейших вентиляционных систем идёт оснащение любым типом аппаратуры — цифровой и аналоговой, она включает в себя три базовых группы:

Сенсорные приборные панели и датчики. Группа содержит разные средства для информационного набора о настоящем состоянии комплекса, отталкиваясь от типа температуры, давления, содержания влаги в воздухе, токовой силы и т. п. Собранная информация трансформируется в электросигнал, и подаётся на контроллерный вход.
Контроллеры с регуляторами входят в группу, которая собирает и проводит аналитику данных датчиков. Затем, основываясь на анализе, выдаёт распоряжение выключателю или исполнительной механике, меняя при этом режимность работы в целом или частично. Сборка регуляторов возможна как аналоговая (в основе аналоговые логические схемы), так и цифровая (в основе цифровая техника с ПО).

Конструкция любой сложности обязательно оснащена выше перечисленными узлами автовентиляции, но к ним могут быть установлены дополнительные — всё зависит от масштаба системы.

Преимущества такой системы

Профессиональное обслуживание системы вентиляции

Благодаря инновациям в сфере электроники, инженерам стало подвластно создание сложных логических заданий. А также решение многоэтапных задач комплексного характера, посредством техники и электроники, не задействовав человека. Все системы нового поколения собирают с автоматической системой, ведь на сегодняшний день обойтись без неё уже нельзя. Никакой оператор не справится с отслеживанием всех параметров и нюансов работы. И, конечно, ему не под силу принимать решения по их мгновенному устранению, в то время, когда автоматический комплекс делает это чётко и своевременно, исключив любой фактор человека.

Проверка работы вентиляции:

функциональность автоматизированной системы;
регулирование и контролирование частотности оборотов вентиляторных лопастей;
управление температурой водозабора и морозоустойчивость калорифера;
наблюдение объёмов воздуха в вентилируемом здании с целью управления системой для создания микроклимата;
выявление загрязнённости фильтрового набора, для оповещения о замене;
перевод целого механизма или его части на опцию «сна» и активирование узлов из этого режима вовремя, следуя программе;
обеспечение защиты от перегрузок электросети и замыкания проводов;
анализ системного состояния и рабочих режимов, с информационным выводом на дисплей;
возможность ручного управления для настройки оборудования.

Весь процесс начиная от проекта и до завершения монтажа, является очень сложной процедурой, поэтому следует обращаться только к специалистам с высокой квалификацией в этой области.

Нюансы установки автоматики для вентиляционных систем

Автоматика вентиляции оптимизирует рабочие процессы, упрощает управление, выполняет защитные функции. Чтобы сделать правильный выбор, надо изучить принцип действия и настройки, особенности обслуживания специализированного оборудования.

Понятие автоматики для систем вентиляции

Регулируемый приток воздуха используют для поддержания в помещениях температуры и влажности в заданном диапазоне.

Задачи и функции

На этапе проектирования определяют целевое назначение системы.

Автоматику устанавливают для решения следующих задач:

поддержания установленных параметров микроклимата;
удаленного управления вентиляторами, задвижками;
переключения в летний (зимний) режим;
контроля состояния фильтрующих элементов.

Автоматику устанавливают для поддержания параметров микроклимата.

При поступлении сигнала о возникновении пожара блокируется подача свежего воздуха, чтобы предотвратить распространение пламени. Защитные блоки отключают подачу электропитания при резком изменении напряжения в сети.

С помощью дополнительного оснащения вентиляцию интегрируют в централизованную систему «умный дом». При подключении к интернету появляется возможность удаленного получения данных, изменения настроек. Рабочие операции выполняют через специализированное приложение на смартфоне, планшете или ноутбуке.

Принцип работы

Датчики температуры, давления, влажности и др. регистрируют контрольные параметры. Собранные данные в виде сигналов поступают в контроллер, где происходит их программная обработка. По заданному алгоритму автоматика дает исполнительным устройствам команды, изменяющие режим работы вентиляторов и других подключенных приборов.

Оперативная информация о состоянии системы отображается на встроенном дисплее или мониторе подключенного компьютера.

При регистрации аварийной ситуации включается световая (звуковая) сигнализация.

Устройство щитовой, которая обслуживает автоматику

Оснащение системы соответствует утвержденному проекту. Разработчики создают схемы, предназначенные для подключения вентиляции с водяным и электрическим калорифером. Для установки функциональных элементов применяют шкаф или отдельное помещение – электрощитовую. Также выпускают специализированные наборы оборудования в едином корпусе. Класс защиты от пыли и влаги изделий этой категории – не хуже стандарта IP 45.

С водяным калорифером

Компоненты щита:

контроллер с блоком питания;
автоматические выключатели с УЗО;
элементы ручного управления (индикации);
звуковые (световые) сигнализаторы;
регуляторы оборотов;
средства связи для подключения периферийных устройств по беспроводной технологии.

Компоненты щита содержат контроллер с блоком питания, регуляторы оборотов.

Система выполняет такие функции:

защищает от перегрузок и КЗ в электроцепях;
регулирует работу приточного вентилятора, циркуляционного насоса;
поддерживает установленную температуру приточного воздуха и воды в обратной магистрали;
активизирует летний и зимний режимы;
управляет приводами и другими компонентами вентиляции по временному графику;
предотвращает замерзание калорифера;
контролирует засоренность фильтрующих элементов;
обеспечивает оповещение пользователя о рабочих параметрах и аварийных ситуациях.

Для подключения к информационным каналам покупают дополнительное оснащение.

Состав и количество датчиков определяют в техническом задании на подготовку проекта.

С электрическим

В отличие от рассмотренной системы, автоматика этой категории не должна контролировать состояние контура водоснабжения. Однако в комплектацию добавляют блок управления мощными нагревательными элементами. Для защиты от замерзания применяют термостат. Если температура опустилась ниже критического уровня, контроллер подключает ТЭНы, изменяет положение заслонки в канале приточного воздуха.

Автоматика контролирует состояние контура водоснабжения.

Критерии выбора автоматики: на что обратить внимание

При поиске комплекта оборудования проверяют:

надежность производителя;
отзывы пользователей и опытных специалистов;
официальные гарантийные обязательства;
условия сервисного обслуживания;
возможность подключения необходимых датчиков;
соответствие устройств по коммутируемым нагрузкам, классу IP.

Чтобы исключить замораживание системы, покупают автоматику с несколькими уровнями защиты.

Перечень дополнительных требований составляют с учетом оснащенности объекта и личных предпочтений. Для подключения системы к интернету, например, применяют модуль GPRS. При таком оснащении, кроме удаленного доступа, пользователь может организовать хранение данных в OwenCloud или аналогичном облачном сервисе.

Самостоятельная установка

Качественное выполнение рабочих операций без специальных знаний и опыта невозможно.

Монтаж системы автоматики вентиляции лучше доверить специалистам.

Для настройки требуется корректное выполнение сложного алгоритма действий:

Анемометром определяют скорость прохождения воздушного потока в контрольной зоне.
По формуле вычисляют производительность.
Изменяют положение заслонки.
Повторяют измерения и расчеты.
Настраивают контроллер с применением полученных значений.

Чтобы исключить ошибки, рекомендуется поручить монтаж и ввод системы в эксплуатацию специалистам.

Подключение: узлы управления

Внешние элементы системы разделяют на 3 основные группы:

датчики;
частотные преобразователи и регуляторы оборотов;
исполнительные механизмы с электроприводом.

В состав системы добавляют при необходимости усилители-повторители сигнала, иные функциональные компоненты.

Сенсорные датчики

Эти приборы фиксируют изменение следующих параметров:

температуры;
уровня влажности;
давления;
концентрации углекислого газа;
задымленности;
засоренности фильтров.

Сенсорные датчики фиксируют изменение температуры и давления.

Датчики устанавливают в контрольных точках по проекту. Модели для закрепления на открытом воздухе выпускают уже защищенными от погодных воздействий.

Регуляторы оборотов и частотные преобразователи

Скорость вращения вала вентилятора изменяется специальным устройством. В отдельных ситуациях к одному регулятору подключают несколько электромоторов. Следует учитывать влияние индуктивной нагрузки на компоненты сети. При подсоединении мощных потребителей с такими характеристиками тщательно проверяют соответствие функциональных составляющих максимальной силе тока в цепи.

Частотный преобразователь обеспечивает плавный запуск, что продлевает срок службы электродвигателя в 2-2,5 раза по сравнению с простым регулятором. Одновременно предотвращаются резкие скачки напряжения в сети питания. Применение инвертора позволяет контролировать обороты с высокой точностью. Эта особенность поможет экономно расходовать электроэнергию.

Преобразователь подходит для подключения к системе автоматического управления. Единственный недостаток – высокая цена. Качественный инвертор на 3 кВт с функциями самодиагностики стоит от 23 до 30 тыс. руб. Увеличение инвестиций компенсируется снижением эксплуатационных затрат.

Режим работы

При оснащении автоматическим управлением оборудование:

синхронизирует работу приводов, других функциональных компонентов;
отключает нагрузки при выявлении опасных ситуаций;
регулирует производительность с учетом показаний датчиков.

В ручном режиме оператор самостоятельно контролирует работоспособность системы, изменяет отдельные настройки.

Главные преимущества автоматики вентиляционных систем

Автоматизированное управление исключает ошибки, обусловленные человеческим фактором. При соответствующем оснащении вентиляционной системы регулировка рабочих параметров осуществляется точно и своевременно в режиме 24/7. Защитные функции установки предотвращают повреждение технологического оборудования, продлевают срок службы отдельных узлов и агрегатов.

Устройство и тонкости монтажа автоматики для вентиляции

Функции и возможности автоматизации
Устройство
Монтаж вентиляционных систем
Настройка и управление
Советы профессионалов

Вентиляция является неотъемлемой составляющей как обычных жилых, так и общественных и промышленных возведений. Для поддержания максимально комфортных условий в имеющемся пространстве вентиляционные системы оснащаются дополнительной автоматикой. Сегодня мы познакомимся с устройством подобных элементов, а также рассмотрим тонкости их правильного монтажа.

Функции и возможности автоматизации

Автоматика вентиляционной системы выполняет несколько важных задач. Ознакомимся с ними.

Благодаря автоматике вся система работает исправно и всегда находится под контролем. Обычно монтируют специальный анализатор аварий. Современные разработки дают возможность управлять автоматическими системами удаленно – оператор только следит за эксплуатацией имеющегося устройства, а также может вносить свои корректировки, устанавливая те или иные режимы.
При помощи автоматического оснащения можно проводить анализ в индивидуальном порядке и мониторинг функционирования каждого имеющегося механизма. Кроме того, есть возможность отслеживать общую деятельность вентиляционной схемы. Датчики агрегата выдают определенные данные, автоматическая система исследует положение и вносит свои поправки в действии техники. Если приключилась авария, то на специальную кнопку пуска отправляется соответствующий сигнал отключения.

Автоматика в системах вентиляции также предназначена для сбережения клапанов и водяного нагревательного контура от губительного влияния низких температурных значений. Кроме того, автоматическое оснащение не дает температуре спускаться до опасных значений.
Система автоуправления позволяет регулировать вентиляцию в помещении. Благодаря такому дополнению есть возможность переключения разнообразных режимов. Так, в условиях резких скачков нагрузок и температуры автоматика может сократить скорость вращения имеющихся вентиляторов, а также дезактивировать оборудование полностью.
Если имеет место такая неприятность, как короткое замыкание или иные подобные проблемы, то автоматика просто блокирует определенные механизмы, чтобы предупредить возгорание и поражение людей электрическим током.

Как можно заметить, автоматика, идущая в комплекте с вентиляционной системой, выполняет много функций, и позволяет избежать многих серьезных проблем. Кроме того, заниматься регулировкой вентиляции гораздо проще именно с автоматическими компонентами.

Устройство

Устройство автоматических вентиляционных систем различается, и зависит от определенного типа калорифера. Приточная вентиляция с электрокалорифером состоит из следующих компонентов:

регулятора, ответственного за установку того или иного режима температур;
элементов управления вентиляторами приточной и вытяжной систем (самыми удачными считаются устройства, которые производят ступенчатое или плавное регулирование);
индикаторов применения вентиляционного устройства;
приборов, отвечающих за поддержание оптимального температурного режима в имеющемся пространстве;
устройства для выключения и индикации загрязнений фильтрующих элементов воздуха;
элементов защитного выключения при лишнем нагреве техники;
системы автодезактивации при токах короткого замыкания и существенных нагрузках.

Что касается автоматики приточной вентиляции с водяным калорифером, то здесь основным элементом выступает особый контроллер, который изготавливают в Швеции. Остальные же элементы устанавливают для:

управления вентиляторами;
поддержки установленного температурного режима воздуха;
переключения режимов;
управления клапанными приводами с возвратными пружинными деталями;
управления работы насоса, ответственного за циркуляцию жидкости в калорифере;
слежением за температурным режимом жидкости в обратной магистрали в различных режимах;
дезактивации подачи энергии в случае если воздушный фильтр сильно загрязнен.

Также в автоматических вентиляционных системах присутствуют такие важные компоненты, как:

датчики температуры, влажности, потока и давления;
исполнительные устройства;
регуляторы скорости и температуры;
упомянутые ранее щиты автоматизации;
исполнительная механика.

Монтаж вентиляционных систем

Перед монтажом вентиляционных систем с автоматическими составляющими требуется грамотное составление проекта. Для этого нужно обладать определенными инженерными навыками, поэтому проведение таких работ лучше всего доверить профессионалам.

Нынешние технологии дают возможность конструировать довольно сложные системы автоматического управления вентиляционных систем. По этой причине их установка и последующая наладка, даже при наличии грамотно составленного проекта, должны осуществлять только опытные специалисты. Своими руками проводить такие работы не рекомендуется, особенно если речь идет об очень сложной схеме. Любые недочеты и ошибки, допущенные по ходу монтажа, могут спровоцировать серьезное нарушение воздушного обмена, из-за чего в имеющемся пространстве будут иметь место условия, невозможные для пребывания людей.

Не менее важным этапом в проведении таких работ станет пуско-наладка. В этот момент проверяется работа собранной вентиляционной системы в целом, а также приводятся все необходимые показатели в соответствии с разработанным заранее проектом.

В результате верная работа вентиляции будет способствовать формированию комфортного микроклимата в имеющемся помещении или выделенной зоне. Использование современных технических устройств дает массу преимуществ, гарантируя более скорое исполнение требуемых команд.

Настройка и управление

Только что установленные вентиляционные системы обязательно нужно грамотно настроить. Разумеется, правильное распределение воздушных потоков должно учитываться еще на стадии разработки проекта, когда осуществляется ряд требуемых инженерных расчетов. Однако, в данном случае важно учесть, что:

при проектировании чаще применяются сечения воздуховодов стандартного типа, а сам воздух по ним может ходить с различной скоростью;
львиная доля схем имеет определенные участки, где есть возможность верно распределить воздух лишь ручным способом.

Учитывая данные особенности, можно сделать вывод, что наладку вентиляционной системы с автоматикой также лучше доверить специалистам. Порядок проведения этих работ таков:

сначала с применением анемометра определяют и вычисляют среднюю скорость прохождения воздуха через решетку вентиляции;
затем, применяя величину живого сечения решетки, рассчитывают объем воздуха, опираясь на специальную формулу;
при помощи регулирующего клапана объем воздуха, поступающего на решетку, уменьшается либо увеличивается;
клапан воздушного расхода встраивают как в воздушный отвод, так и в решетку;
изменив угол заслонки регулирующего клапана, вновь проводят все требуемые замеры скорости воздушных масс на решетках;
все выявленные параметры сверяются с проектом, и в случае расхождений система настраивается дальше.

Главными управляющими возможностями грамотно установленной вентиляционной системы с автоматикой являются:

последовательный пуск;
последовательная остановка;
резервирование и дополнение.

Советы профессионалов

Автоматика необходима вентиляционным системам не только из-за удобства применения и высокой эффективности, но и из-за возможности самостоятельного регулирования оператором тех или иных процессов, с которыми без труда справляется нынешняя техника. Именно поэтому пренебрегать установкой подобного оснащения не стоит. Обращайтесь к таким компаниям, которые не только предлагают автоматические системы, но и оказывают все сопроводительные услуги: занимаются проектированием, монтажом, настройкой и ремонтом оборудования.

Настраивать автоматику в вентиляционной схеме лучше специалистам. Для этого применяются специализированные инструменты, которых в инструментарии обычных домашних мастеров обычно не водится.

Нельзя забывать о том, что каждый прибор, присутствующий в вентиляционной автоматической системе, должен иметь свой набор необходимых документов: паспорт, инструкцию и схему подключения. Обязательно убедитесь в наличии всех перечисленных элементов. Автоматика вентиляционной системы – прекрасное решение не только для частных домов, но и для коммерческих организаций. Это обусловлено тем, что для работы с подобными устройствами понадобится не более 1-2 операторов (целого отдела с персоналом просто не потребуется). Благодаря данному факту, можно серьезно сэкономить на персонале.

На современном рынке можно найти ультрасовременное оборудование, которое можно подключить к «умному дому». В таком случае вентиляцией можно будет управлять, используя Bluetooth или сеть Wi-Fi. Конечно, такие системы обойдутся дороже, зато пользоваться ими очень удобно и легко.

О том, как настроить автоматические вентияляционные системы, смотрите в следующем видео.

Автоматизация приточно-вытяжных систем вентиляции

2020-11-21 Промышленное 11 комментариев

Разработка, внедрение приточно-вытяжных систем вентиляции является одной из самых востребованных задач в современной автоматизации. Сложно представить современные торговый центр, жилой комплекс или производство без инженерных систем вентиляции, а сами вентиляционные системы без системы автоматики.

Вот об этом мы сегодня и поговорим, акцентируя внимание в первую очередь на автоматизацию данного процесса, но также рассмотрим устройство систем вентиляции и особенности их управления.

Приточно-вытяжная вентиляция представляет собой совокупность устройств, направленных на создание оптимальных параметров воздуха в помещении, согласно нормативным документам, путем постоянного притока свежего воздуха, а так же удалении отработанного воздуха. В частности, регламентируется чистота воздуха в помещении, согласно ГОСТ 12.1.005-88 (Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны), уровень шума в помещениях СНиП 23-03-2003 (Защита от шума), минимальный расход свежего воздуха на одного человека, температура, влажность воздуха СНиП 41-01-2003 (Отопление, вентиляция и кондиционирование).

Вентиляция, в зависимости от назначения, может быть только приточной, осуществляющей подачу очищенного свежего воздуха заданной температуры и влажности, только вытяжной, осуществляющей удаление воздух из помещения с помощью вытяжных вентиляторов, либо смешанной. В зависимости от зоны обслуживания — общеобменная и местная.

В зависимости от технических условий, состав вентиляционной системы может видоизменяться — с использованием либо без использования рекуперации воздуха, при использовании рекуператоры могут быть пластинчатого, либо роторного типа, для нагрева воздуха могут применяться водяной либо электрокалориферы, использоваться резервирование системы, путем установки дополнительных вентиляторов,либо без резервирования. Но в целом общий принцип работы вентустановки остается неизменным.

Приточный воздух подается в систему воздуховодов, пройдя предварительную фильтрацию, нагрев, либо охлаждение, в зависимости от температуры наружнего воздуха. Нагрев воздуха производится горячей водой или с помощью электричества, в зависимости от комплектации приточной системы. Охлаждение воздуха в летнее время производится с помощью водяного теплообменника, либо фреонового охладителя, расположенных в холодной секции вентустановки, в случае если она предусмотрена проектом. После этого очищенный воздух подается в помещения в необходимом объеме. В это же время отработанный воздух удаляется из помещений на улицу в таком же объеме. Оба потока воздуха циркулируют в системе одновременно, но при этом нигде не смешиваются.

Основные элементы приточной системы

Типовая система вентиляции состоит из различных элементов, одни из которых являются обязательными для установки, без них не будет корректной работы, другие опциональны, их наличие определяется техническими условиями.

Понятно, что любая система должна иметь в своем составе воздуховоды, шумоглушители, воздушные клапаны, воздухозаборные решетки и т.д. но мы рассмотрим только те элементы, которые так или иначе задействованы в системе автоматизации.

Ниже представлена типичная функциональная схема приточной вентиляции с водяным калорифером без рекуперации.

На данной схеме изображены следующие элементы:

1 — Датчик температуры наружний

Предназначен для измерения температуры окружающей среды. По данному датчику система автоматики осуществляет переход зима/лето.

В основном используются уличные датчики, представляющие собой термосопротивление Pt1000, Pt100, либо на основе термисторов NTC10k, NTC20k.

2 — Воздушная заслонка с электроприводом (жалюзи)

Используется для открытия/закрытия вентиляционных каналов и регулирования объёма подачи воздуха. При отключении вентустановки, например при наладке, заслонка препятствуют проникновению в систему холодного воздуха.

Зачастую заслонки оснащаются системой обогрева в виде нагревательных элементов, либо греющего кабеля, хотя на вышеприведенной схеме данная функция отсутствует.

Приводы воздушных заслонок различаются по типу управляющего сигнала — двухпозиционный (открыть/закрыть), трехпозиционный и аналоговый 0-10V. Соответственно от типа провода меняются и функциональные возможности заслонок.

Двухпозиционный привод типа открыть/закрыть используется только для полного открытия либо закрытия жалюзей, никаких промежуточных положений не предусмотрено.

В случае, если необходимо регулирование расхода воздуха, применяются аналоговые или трехпозиционные привода. При использовании аналогового привода, створки заслонки открываются в зависимости от напряжения управляющего сигнала 0-10V.

Трехпозиционные привода имеют три состояния — открыть, закрыть и останов. Изменение положения происходит прямо пропорционально длительности импульса электрического сигнала. При отсутствии сигнала привод останавливается, при подаче сигнала на один контакт привод открывается (закрывается), при замыкании второго контакта привод закрывается (открывается). Помимо этого, могут быть задействованы вспомогательные контакты. На рисунке ниже показана схема подключения трехпозиционного привода.

3- Фильтр

Воздушный фильтр служит для защиты от попадания в систему различных частиц пыли и других примесей.

4 – Реле перепада давления на фильтре

Измеряет разность давления воздуха до и после фильтра. В случае выхода перепада давления за пределы порога срабатывания (уставки) контакты реле переключаются и сигнал о необходимости замены фильтрующего элемента поступает в систему управления. При этом установка продолжает работу в штатном режиме.

5 — Водяной калорифер

Служит для подогрева поступаемого в помещения наружнего воздуха. Представляет собой теплообменник с медными либо стальными трубками, по которым проходит горячая вода из системы отопления здания.

6 — Циркуляционный насос

Обеспечивает циркуляцию теплоносителя в калорифере. При работе калорифера должна осуществляться постоянная работа насоса, даже в дежурном режиме. В летний период, во время останова системы, насос выключен, но при этом системой автоматики предусмотрен запуск насоса раз в сутки на непродолжительное время во избежание закисания ротора насоса.

Для защиты насоса от работы на сухом ходу может применяться термореле, блокирующее его работу при понижении температуры воды на входе в калорифер.

7 — Трехходовой запорно-регулирующий клапан с приводом

Регулирующие клапаны предназначены для плавного регулирования количества теплоносителя, поступающего в калорифер, при необходимости часть потока воды проходит через байпас. В зависимости от температуры приточного воздуха, либо температуры обратной воды, регулирующий клапан повышает, либо уменьшает поступление обратной воды в теплообменник.

Регулировка осуществляется управляющими сигналами 0-10V либо 4-20мА.

8 — Датчик температуры обратной воды

Применяется для контроля температуры на выходе теплообменника, что обеспечивает дополнительную защиту водяного калорифера от замерзания.

9 — Термостат защиты калорифера от замораживания

Термостат является основной защитой калорифера от заморозки. Контролирует температуру воздуха после теплообменника и в случае понижения температуры ниже уставки (примерно 5-6 °C) выдает сигнал в щит управления вентустановкой.

Измерение температуры производится при помощи чувствительного элемента в виде газонаполненной капиллярной трубки, при этом необходимо уделить внимание ее правильному монтажу, в частности минимальный радиус изгиба капилляра должен быть примерно 20 мм, трубка должна монтироваться равномерно по всей площади теплообменника.

10 — Вентилятор

Обеспечивает направленное движение воздушного потока по воздуховодам. Управление скоростью вращения вентилятора осуществляется частотным преобразователем.

В основном применяют вентиляторы осевого и радиального (центробежные) типов с асинхронными электродвигателями, которые соединяются между собой через ременную передачу, либо вентиляторы непосредственно крепятся на вал двигателя. Управление вращением осуществляется при помощи частотных преобразователей.

В последнее время набирают популярность ЕС (Electronically Commutated — электронно коммутируемые) вентиляторы на основе бесколлекторных синхронных двигателей со встроенным электронным управлением. Вращение ротора ЕС-двигателя осуществляется за счет подачи питания на обмотку статора в зависимости от положения ротора.

Для определения положения ротора применяются датчики Холла. Также регулирование может осуществляться от внешних датчиков при помощи унифицированных сигналов 4-20 мА или 0-10 В.

11 — Реле перепада давления на вентиляторе

Контролирует перепад давления и в случае неисправности самого вентилятора или обрыва ремня привода выдает сигнал на управляющий контроллер. Происходит останов системы в аварийном режиме.

При монтаже реле перепада есть один нюанс. Если прессостат используется на фильтре,то трубка со штуцером с маркировкой + подключается перед фильтром, а с маркировкой — после фильтра. На вентиляторе, наоборот, штуцер + подключается после вентилятора, штуцер — перед вентилятором. В случае применения систем с рекуперацией, штуцер + подключается перед рекуператором, штуцер — после рекуператора, ориентируясь по движению воздуха.

12 — Канальный датчик температуры приточного воздуха

Осуществляет контроль температуры приточного воздуха. По показаниям датчика температуры притока происходит управление нагревом вентустановки.

Система автоматики приточной вентиляции

Управление работой вентиляционной установкой производится контроллером, находящимся в щите управления и обеспечивающим автоматическое поддержание температуры приточного воздуха по заданной уставке.

На контроллер приходят основные сигналы с установки — значение с датчика температуры наружнего воздуха, сигнал открытия приточной заслонки, температура воды до и после калорифера, положение и сигнал обратной связи привода клапана калорифера водяного нагрева, сигнал о состоянии насоса, состояние вентиляторов и их скорость вращения в процентном соотношении от максимального.

В зависимости от полученных данных автоматика осуществляет управление исполнительными устройствами — регулирование температуры воздуха в приточном воздуховоде, управление приводом воздушной заслонки, управление циркуляционным насосом нагревателя , управление приводом регулирующего вентиля нагревателя, управление скоростью вентиляторов с помощью частотных преобразователей.

Система автоматики помимо температурных режимов должна обеспечивать:

Защиту калориферов от заморозки
Автоматическое отключение систем при аварийных ситуациях
Ручнойавтоматический режимы работы
Отображение рабочих и аварийных параметров системы
Ручное и автоматическое переключение режимов работы «Зима-Лето»
Формирование аварийных сигналов и сохранение архива аварийных сообщений
Возможность передачи данных в систему верхнего уровня
Задание режимов работы
Индикацию статуса работы системы на лицевой панели щита с помощью индикаторных ламп
Контроль силовой цепи

Общий алгоритм управления работой вентиляционной системы следующий:

Переход в автоматический режим производится переключателем на двери щита управления. Система автоматически по датчику температуры переходит в режим Зима/Лето в зависимости от температуры воздуха на улице. Режим Лето включается при температуре 11-13 °С, при понижении температуры до 8 °С осуществляется переход в режим Зима.

При запуске системы в режиме Зима воздушный клапан закрыт, вентилятор приточной установки выключен, трехходовой клапан открыт на 100%, циркуляционный насос работает постоянно, пока в работе водяной калорифер (в том числе и в дежурном режиме). Водяной калорифер должен прогреться до заданной температуры, определяемой по датчику обратной воды теплоносителя.

После прогрева калорифера поступает команда на запуск вентустановки. При этом вентиляторы не включаются, идет открытие воздушного клапана. Одновременно с началом открытия клапана начинается отсчет задержки перед запуском приточного вентилятора. После запуска вентилятора происходит регулирование температуры воздуха в приточном канале при помощи ПИД-регулятора. Управление нагревом вентиляционной установки осуществляется по датчику температуры в приточном воздуховоде.

При включении режима работы Лето воздушный клапан закрыт, вентилятор приточно установки выключен, циркуляционный насос не работает. При пуске системы, также как и режиме Зима, открывается воздушный клапан и одновременно, с задержкой подается команда на включение вентилятора.

При возникновении угрозы заморозки водяного нагревателя алгоритм работы системы автоматики следующий — вентилятор останавливается, воздушная заслонка закрывается, регулирующий клапан теплоносителя открывается на 100%, в журнал событий заносится аварийное сообщение об угрозе заморозки. Также в журнал заносится расшифровка аварийного сигнала, что конкретно послужило причиной аварийной ситуации (термостат, низкая температура обратной воды, низкая температура притока).

Для вентиляторов предусмотрены следующие виды аварийных сигналов:

cигнал о перегрузки электродвигателя, по срабатыванию встроенного термоконтакта.
сигнал об аварии с преобразователя частоты, при этом контроль электрических параметров электродвигателя осуществляется встроенными функциями самого частотного преобразователя, При поступлении данного сигнала установка переходит в дежурный режим, снимается сигнал подачи питания на преобразователь частоты, аварийное сообщение заносится в журнал событий. В системах, где используется резервирование вентиляторов вместо перехода в дежурный режим включается резервный вентилятор.
сигнал «обрыв ремня» по срабатыванию датчика перепада давления на вентиляторе.

При поступлении сигнала аварии насоса с термоконтакта или при размыкании дополнительного контакта автоматического выключателя насос выключается, вентустановка переходит в дежурный режим и в журнал контроллера записывается данное событие.

Управление и контроль за системой вентиляции могут осуществляться удаленно в систему диспетчеризации здания, куда передаются все необходимые сигналы с контроллера.

Также в щит управления вентиляцией могут приходить сигналы с системы пожарной сигнализации. При срабатывании сигнала о пожаре приток свежего воздуха в помещение должен прекращаться, поэтому вентиляционная установка должна останавливаться, переходя в дежурный режим.

Конечно, данное описание алгоритма работы обобщенное, не рассмотрены некоторые важные моменты при работе, но наверное лучше это рассмотреть в будущем на примере реальной программы управления вентустановкой.

В завершении хочется отметить, что данная тема является очень объемной и в рамках одной статьи невозможно рассказать о всех аспектах работы вентиляционных систем, поэтому в дальнейшем мы еще вернемся к данной тематике.

Подробно об автоматизации вентиляции в здании

Отправим материал на почту

Приборы для организации автоматического воздухообмена
ЩУВ – для чего он нужен
Задачи автоматики для вентиляции зданий
Разновидности ЩУВ и ШУПВВ
Рекомендации по сборке ЩУВ и ШУПВВ
Заключение

Любая вентиляция помещения подразумевает замену воздуха при отсутствии замкнутого цикла, что очень важно не только для создания комфорта, но и с медицинской точки зрения. На сегодняшний день, когда такая потребность стала одной из первых необходимостей функционирования различных организаций, автоматизация систем вентиляции стала необходимым атрибутом любого предприятия. Даже для частного жилья сегодня можно установить систему умного дома, включающую в себя принудительный воздухообмен в помещениях.

Приборы для организации автоматического воздухообмена

Само собой разумеется, что автоматизации вентиляции подразумевает необходимость монтажа каких-то приборов, датчиков и турбин. Такой «освежающий набор» простых и сложных устройств от простого металлического шкафа до модулей с числовым программным управлением предназначен для регулировки состояния воздуха как в помещении в целом, так и в отдельных комнатах. Перевод управленческих функций в поле деятельности компьютеров позволяет обеспечить создание подобных систем на любых объектах закрытого типа с самыми разными характеристиками.

Конечно, условия для автоматизации системы вентиляции будут отличаться друг от друга в зависимости от условий на определенном объекте, а значит, требования тоже будут разными:

Места, где можно обойтись общепринятыми модулями в виде шкафов с набором стандартного оборудования.
Требования повышены и приходится комплектовать модуль в ручном режиме, ориентируясь на особенности и потребности данного объекта.

Различия в оборудовании модулей системы управления вентиляцией определяются частными характеристиками: назначением объекта и его непосредственной деятельностью, местом его расположения. В любом случае подборка и монтаж оборудования направлен на конечную цель – поддержание воздуха в свежем состоянии на протяжении всего цикла деятельности. Также автоматизация вентиляции направлена на то, чтобы свести к минимуму зависимость от вмешательства оператора (человека) в рабочий процесс и его регулировку.

Система управления приточной вентиляцией осуществляется за счет датчиков, расположенных во всех помещениях обслуживаемого здания. В большинстве случаев, это термостаты, реагирующие на повышение или понижение температуры воздуха. Кроме того, системы оснащаются программным управлением в виде искусственного интеллекта, который сам принимает решение, когда необходима новая порция свежего воздуха.

Сборка таких модулей осуществляется по принципу подбора узлов, которые можно разделить на три основные группы:

Датчики – устройства, которые собирают и передают информацию об окружающей среде в компьютерный центр анализа сведений. В этом участвуют термостаты, влагомеры и газоанализаторы разного типа.
Центр управления – пункт, куда стекается вся информация с вышеперечисленных контрольно-измерительных приборов. После обработки полученных данных системы автоматического управления вентиляцией выдают команды всем подчиненным механизмам типа фильтров, задвижек, клапанов, двигателей с турбинами.
Исполнительные узлы – отвечают за выполнение команд, поступающих на действующие механизмы, от которых зависит вентилирование. Это преобразователи частоты вращения валов двигателей с лопастями крыльчаток, сервоприводы задвижек/заслонок и тому подобное.

Все центры управления приточно-вытяжной вентиляцией производят анализ воздуха в том или ином помещении на его температуру, влажность, соотношение кислорода-углерода и, при необходимости, на наличие других газов. В случае нарушения параметров, заданных по умолчанию, раздаются команды на проветривание помещения (отдельной комнаты или всего объекта). Когда все параметры возвращаются к требуемым нормам (заданным ранее по умолчанию), процесс обмена воздуха блокируется до следующего отклонения от нормы.

Автоматизация различных процессов (вентиляции в том числе) при помощи компьютеров коснулась практически всех видов деятельности homo sapiens современного. Действия оператора в таких случаях сводятся только к заданию режимов или их коррекции и периодической проверке системы на наличие или отсутствие сбоев.

Примечание: автоматизация систем вентиляции на производстве или предприятии приводит к сокращению необходимости большого штата технических работников разного уровня.

Способы работы воздухообмена, как правило, определяются конкретной ситуацией и конкретным местом потребления и это можно классифицировать по трем режимам:

Ручной. Такой режим предусмотрен для самых разных ситуаций (в основном экстраординарных) – здесь все команды раздаются оператором удаленно через пульт управления.
Автономный. Все компьютеризированные блоки раздают команды на обслуживающие механизмы вне зависимости от работы сопряженных инженерных систем, функционирующих в здании.
Автоматический. Вся сеть управления воздухообменом интегрирована в систему общей регулировки всех инженерных комплексов данного здания. Это означает, что автоматические системы управления вентиляцией синхронизированы с прочими системами безопасности, как пожарная сигнализация, газоанализаторы для котлов отопления и прочими аварийными датчиками.

Подводя итоги можно сказать, что при автоматизации вентиляционных систем функции оператора сводятся к банальному пассивному наблюдению с минимализацией личного присутствия. Но, следует сказать, что без участия человека, хотя бы на уровне наблюдателя невозможен не один автоматический процесс, даже если ним управляют самые современные компьютеры.

Видео описание

Быстрая автоматизация вентиляции с ТРМ1033 и TRACE MODE.

ЩУВ – для чего он нужен

Для включения или выключения сплит системы (кондиционирование воздуха) или запуска турбины в вентиляционной шахте не нужно компьютерное управление – с этим без труда справится любой человек, ощутив состояние дискомфорта по отношению к окружающей среде. Но такое возможно не всегда: на больших предприятиях, в крупных организациях, торговых центрах, спортивных комплексах и т.д. такими вещами гораздо удобнее командовать с одного места при помощи пульта управления. Более того, когда ручной ПУ заменяет ЧПУ, установленное на компьютере, все происходит совсем по-другому.

Вся информация с каждого двигателя с нагнетающей или высасывающей турбиной, обогревателя любого типа, кондиционера или сплиттера поступает на компьютер общего центра ЩУВ. В этом же шкафу находятся и автоматы, непосредственно запускающие или блокирующие ту или иную систему. В современном исполнении ЩУВ может выглядеть, как открытая панель с индикаторами, регуляторами, тумблерами и кнопками либо, как навесной или напольный металлический шкаф с распашными дверями и навесным либо внутренним замком для защиты от постороннего вмешательства.

В чем заключается основной функционал ЩУВ:

постоянный контроль всех приборов в системе вентиляции и кондиционирования данного здания;
защита двигателей и отопительных систем от перегрева, блокировка системы в случае короткого замыкания в схеме цепи;
управление мощностями и производительностью оборудования;
программирование системы в целом либо отдельных блоков (задается оператором) для запуска или блокировки агрегатов по временным промежуткам (часы, дни);
обеспечение индикации всех приборов на ПУ;
поддержание установленной по умолчанию температуры воздуха путем кондиционирования и/или вентиляции;
контроль над воздуховодами и состоянием воздушных фильтров по степени их загрязнения;
предупреждение сбоев и неисправностей блоков, например, системы водяного отопления могут замерзнуть при наступлении заморозков.

Монтаж таких щитов (в основном, закрытых) в помещении различных предприятий, торговых центров, спортивных комплексов и жилых домов дает возможность обслуживающему персоналу следить за работой всего оборудования с одного места. Для удобства в таких щитовых шкафах также размещают индикаторы для устройств защиты от пожара и отопления, а также их могут подключать к общей системе контроля.

ШУПВВ по своей сути ни что иное, как ЩУВ (щит управления вентиляцией), только с запертой на замок распашной дверью. Их могут устанавливать либо на каждом этаже, в каждом цеху или торговом зале, либо в одном месте для управления оборудованием всего здания в целом. При пожаре или несанкционированной остановке вентиляционного оборудования в ШУПВВ срабатывает сигнал, оповещающий о необходимости предпринять какие-либо действия в ручном режиме, либо они включаются автоматически.

Видео описание

Автоматика систем вентиляции и центрального кондиционирования воздуха.

Задачи автоматики для вентиляции зданий

Сегодня на любом современном предприятии есть множество приборов и узлов для управления приточной вентиляцией и набор их функций порой не просто помогает, но даже может спасать здоровье и человеческие жизни. ПУ модуля ШУПВВ или ЩУВ оснащаются элементами электронного интеллекта для следующих действий:

постоянное поддержание микроклимата помещения в заданном режиме (температура, влажность, загазованность);
возможность дистанционного управления тем или иным блоком (запуск/блокировка, смена режима) удаленно (оператором при помощи ПУ);
автоматически переход оборудования на другой режим при смене сезона (зима – лето);
контроль всех фильтров на уровень загрязнение и автоматическая подача сигнала о необходимости их очистки/замены;
автоматическое управление приточной вентиляцией при помощи заслонок;
блокировка притока воздуха при срабатывании пожарных датчиков безопасности;
отключение электропитания при возникновении скачков напряжения.

Примечание: подробный перечень всех функций, которыми снабжена система управления вентиляцией, нужно узнавать у продавца или у производителя, так как они могут отличаться.

Видео описание

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования.

Разновидности ЩУВ и ШУПВВ

Современный рынок электрооборудования предлагает широкий выбор самых разных ЩУВ и ШУПВВ, классифицируя их по размерам и по категориям. Все модификации можно разделить, как минимум, на четыре пункта:

Оборудование для проветривания и удаления задымленности в помещениях. Такой климат-контроль нужен на производстве, например, для обустройства рабочего места сварщика или в кузне.
ЩУ, контролирующие запуск, остановку и частоту вращения (мощность) систем вентиляции. Как правило, устройства такого типа имеют обширный функционал и могут устанавливаться как в подвесных, так и напольных шкафах управления. Возможна работа с фреонными установками, водяными калориферами и управление приточной вентиляцией.
ЩУ электроснабжением приточно-вытяжной вентиляции. Сюда включается рекуператор для поддержания заданной температуры входящих и выходящих газовых потоков. Существуют также модификации, на основе гликоля (CₙH₂ₙ(OH)₂), где в системе теплоснабжения применяется циркуляция незамерзающих жидкостей типа антифриза. Сюда также входит циркуляционный насос и автоблокировка от неконтролируемых температурных перепадов.
Модель с использованием обычного рекуператора рассматривается, как ЩУ приточной вентиляцией. Его легко перевести в любой режим. Сам рекуператор здесь выполнен в виде оцинкованного стального куба (квадратного или прямоугольного) с четырьмя патрубками – по два с каждой стороны. К ним подсоединяются металлические или пластиковые воздуховоды.

Видео описание

Щит автоматики поддержание постоянного расхода воздуха.

Заключение

В заключение можно сказать, что на сегодняшний день автоматизация вентиляции уже давно не является каким-то новшеством и в большинстве случаев, это обязательное условие для запуска того или иного предприятия (цеха). Кроме того, такое устройство постепенно захватывает не только промышленную, но и бытовую сферу – оно входит в систему «умного дома».