Автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции (стр. 2 из 6). Автоматическая система вентиляции


разновидности, инструкция по изготовлению, плюсы и минусы

Мечта практически каждого дачника – это иметь теплицу, которая будет оборудована разнообразными автоматическими системами. Все культуры, которые выращивают в теплицах, очень прихотливы. Даже малейший сквозняк либо колебание температур может нанести им урон или даже убить. Если в теплице очень парко и температура воздуха высока, то необходимо в обязательном порядке открывать форточки и проветривать теплицу. Если этого не делать, то саженцы могут погибнуть от жары. Но, к сожалению, не каждый дачник имеет возможность контролировать процесс проветривания теплицы. Всем владельцам парников в таких ситуациях поможет автоматическая вентиляция теплицы.

Типы автоматической вентиляции

Все системы автоматической вентиляции теплицы разделяют на два типа:

  • Автоматизированные системы, зависимые от электроснабжения;
  • Системы, независимые от электричества, автономные.

Энергозависимые системы проветривания парников работают при помощи электрического тока. Бывают редкие случаи, когда они еще и энергосберегающие, так как работают от солнечных батарей. Главным элементом таких систем является термореле, которое имеет заданные параметры работы, благодаря которым работают электровентиляторы. В свою очередь, они работают на подачу обновленного воздуха, и, одновременно с этим, выгоняют «старый». Вот как устроена автоматическая вентиляция электрозависимых систем.

Положительные стороны энергозависимых систем:

  • Имеет большую мощность и оптимально подходит для парников различных габаритов.
  • Проветривание парника осуществляется в заданное время, либо исходя из датчиков температурного режима.
  • Такие системы имеют компактные размеры и обустроены высокими технологиями.

Отрицательные стороны энергозависимых систем:

  • Так как может произойти сбой напряжения, эти системы нуждаются в дополнительных источниках энергии. Такие сбои чреваты гибелью растений.
  • Если часть системы перейдет в негодность, то ремонтировать придется ее всю.

Автономные системы проветривания теплиц не требуют электроэнергии. Такая система приходит в действие при помощи изменения габаритов некоторых материалов при термонагреве.

Различают три вида автономных систем:

  • Гидравлическая;
  • Биметаллическая;
  • Пневматическая.

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

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.

Биметаллическая вентиляция

Этот тип вентиляции работает с помощью двух металлических пластин, которые под действием температур деформируются и, воздействуя друг на друга, открывают форточку. При охлаждении пластин форточка закрывается. Такую систему легко установить, тем не менее, она не требует больших финансовых вложений, она долговечна.

Минусом такой технологии является то, что не всегда металл может так расшириться, чтобы приоткрыть форточку. Тем более эти конструкции могут иметь большие габариты, что усложняет их нагрев.

Пневматическая вентиляция

Пневматическая вентиляция

Пневматическая вентиляция

Такие фрамуги можно приобрести в каждом специализированном магазине. Такие системы за последнее время приобретают все большую популярность. Они оснащены толкателями, которые работают по стандартному принципу, также имеется поршень и цилиндр, который содержит масло.

Во время нагрева масло расширяется и толкает поршень вперед, который, в свою очередь, открывает фрамугу. Во время охлаждения жидкости поршень опускается и фрамуга закрывается.

Эти системы отличаются невысокой стоимостью. Их можно легко установить самому. Только необходимо помнить, что их нужно оградить от воздействия на них уличного воздуха.

Технология изготовления автоматической вентиляции

Для изготовления автоматической вентиляции теплицы своими руками необходимо приобрести:

  1. емкость, выполненную из металла либо из пластика объемом 5 литров с герметичной крышкой;
  2. тару объемом один литр;
  3. тонкие трубки, выполненные из металла либо пластика – 2 штуки. Длину их необходимо выбрать так, чтобы она не доходила до дна банки;
  4. Жидкость. Можно использовать воду, масло и т. д.
Автоматическая вентиляция

Автоматическая вентиляция

Берем большую емкость с выбранной жидкостью и погружаем в нее трубку. Далее необходимо герметично закрыть на банке крышку, предварительно сделав в ней отверстие для трубки. С помощью пробки из пенополистирола замазать все герметикам либо пеной.

Берем маленькую тару и также закрепляем в крышке трубку. В самой крышке необходимо сделать маленькое отверстие для воздуха. Далее в банку заливаем выбранную жидкость так, чтобы край трубочки был погружен в нее примерно на 15 мм.

Две тары необходимо скрепить между собой шлангом. Большую банку необходимо прикрепить внутри парника под потолком. Другую емкость необходимо зафиксировать тросом через шкив с точкой открывания форточки.

Требования к фрамуге. Она должна иметь центр вращения посередине своей рамы. Чтобы фрамуга легче закрывалась, на нижней ее раме прикрепляют груз. Верхнюю часть присоединяют к маленькой таре тросом. Верхняя часть фрамуги должна быть в любом случае легче.

Достоинства и недостатки системы автоматической вентиляции

Преимущества автоматической вентиляции теплицы энергозависимого типа:

  • имеют высокую мощность и подходят для вентиляции теплиц различных размеров;
  • работают по заданному режиму, в указанное время с определенным интервалом.
  • имеют компактные размеры и высокотехнологические характеристики.
Особенности вентиляции теплицы

Особенности вентиляции теплицы

Также как и преимущества, такие системы имеют и недостатки:

  • при отключении либо сбое электроснабжения растения могут умереть в связи резким перепадом температур. Для этого необходимо приобрести дополнительный источник электрического тока.
  • При ремонте такой системы придется выложить немалую сумму.

Преимущества автоматической вентиляции теплицы гидравлического типа:

  • практичность и надежность;
  • независима от электричества, в связи с этим не имеют перебоев в работе;
  • развивает большое усилие, что дает возможность руководить форточками больших размеров.
  • имеет элементарную конструкцию, а также хорошую воспроизводимость.

Недостатки автоматической вентиляции теплицы гидравлического типа:

  • имеет высокую инерционность;
  • из-за своих пологих и линейных характеристик нуждается в четкой конструкции всей системы вентиляции в парнике;
  • температуру можно отследить только там, где размещена система;
  • имеет высокую цену, занимает много времени и трудовых ресурсов на изготовление.

Задачи автоматизации автоматических систем проветривания парников

  1. Обеспечение отвода лишнего теплого воздуха. Для этого необходимо в теплице сделать окна больших размеров, не менее 0,25% от всей площади парника. Они должны быть расположены в верхней части теплицы либо даже на крыше, так как там собирается самый теплый воздух. В самом парнике температура воздуха не должна быть выше 40 градусов.
  2. Сохранение тепла внутри парника, в тех случаях, когда оно наиболее необходимо – когда на улице низкая температура либо пасмурно и дождь. В такой ситуации обязательно требуется иметь автоматику, которая будет регулировать работу форточек. Требуется устанавливать умную автоматизацию системы, которая могла бы обеспечивать открывание всех фрамуг при резком повышении температуры внутри парника. При незначительном нагреве система должна также реагировать, но открывать фрамуги чуть-чуть, а также при холодном воздухе – плотно их закрыть. Такая система должна быть безотказной и иметь высокую надежность.

oventilyatsii.ru

Автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции

3. Постановка и декомпозиция общей задачи управления технологическим процессом

Управляющие функции можно условно разделить на две категории. Первая объединяет функции управления, определяемые технологией и оборудованием обработки воздуха. Вторая – дополнительные функции, которые большей частью являются сервисными.

Технологические функции управления СКВ практически неизменны, то есть являются типовыми и различаются в основном способом реализации, а, следовательно, качеством и надежностью работы. Большинство этих функций определяется требованиями, предъявляемыми к САУ нормативными документами (СНиП, ПУЭ, ГОСТ и другие) [2, 3].

В общем виде основные технологические функции управления СКВ могут быть разделены на следующие группы:

- контроль и регистрация параметров;

- оперативное и программное управление;

- функции защиты и блокировки;

- регулирующие функции.

3.1 Контроль и регистрация параметров

Обязательными параметрами контроля [3 (п.9.7.)] являются:

- температура и давление в общих подающем и обратном трубопроводах и на выходе каждого теплообменника;

- температура воздуха наружного, рециркуляционного и приточного после теплообменника, а также температура и относительная влажность (при ее регулировании) в помещении в системах кондиционирования.

Другие параметры в системах вентиляции и кондиционирования контролируются по требованию технических условий на оборудование или по условию эксплуатации.

Дистанционный контроль предусматривают для измерения основных параметров технологического процесса или параметров, задействованных в реализации других функций управления. Такой контроль осуществляется с помощью датчиков и измерительных преобразователей с выводом (при необходимости) измеренных параметров на индикатор или экран управляющего прибора.

Для измерения других параметров обычно используют местные (переносные или стационарные) приборы – показывающие термометры, манометры или термоманометры.

Применение местных контролирующих приборов не нарушает основной принцип систем управления – принцип обратной связи. В этом случае он реализуется с помощью человека (оператора или обслуживающего персонала).

Регистрацию основных параметров следует предусматривать только по технологическим требованиям.

3.2 Оперативное и программное управление

Последовательность пуска. Для обеспечения нормального пуска системы кондиционирования или вентиляции следует учитывать:

А) Предварительное открытие воздушных заслонок до пуска вентиляторов. Это выполняется в связи с тем, что не все заслонки в закрытом состоянии могут выдержать перепад давлений, создаваемый вентилятором, а время полного открытия заслонки электроприводом доходит до двух минут.

Б) Разнесение моментов запуска электродвигателей. Асинхронные электродвигатели имеют большие пусковые токи. Так, компрессоры холодильных машин имеют пусковые токи, в 5–7 раз превышающие рабочие (до 100А и более). Если одновременно запустить вентиляторы, холодильные машины и другие приводы, то из-за большой нагрузки на электрическую сеть здания сильно упадет напряжение, и электродвигатели могут не запуститься. Поэтому запуск электродвигателей, особенно большой мощности, необходимо разносить по времени.

В) Предварительный прогрев калорифера. Если включить кондиционер, не прогрев водяной калорифер, то при низкой температуре наружного воздуха может сработать защита от замораживания. Поэтому при включении кондиционера необходимо открыть заслонки приточного воздуха, открыть трехходовой клапан водяного калорифера и прогреть калорифер. Как правило, эта функция включается при температуре наружного воздуха ниже 12 °С.

Последовательность останова. При отключении системы следует учитывать:

А) Задержку остановки вентилятора приточного воздуха в установках с электрокалорифером. После снятия напряжения с электрокалорифера следует охлаждать его некоторое время, не выключая вентилятор приточного воздуха. В противном случае нагревательный элемент калорифера (тепловой электрический нагреватель – ТЭН) может выйти из строя.

Б) Задержку выключения холодильной машины. При выключении холодильной машины хладагент сосредоточится в самом холодном месте холодильного контура, т. е. в испарителе. При последующем пуске возможен гидроудар. Поэтому перед выключением компрессора, сначала закрывается клапан, устанавливаемый перед испарителем, а затем при достижении давления всасывания 2,0–2,5бар, компрессор выключается. Вместе с задержкой выключения компрессора производится задержка выключения приточного вентилятора.

Резервирующие и дополняющие функции закладываются при работе в схеме нескольких одинаковых функциональных модулей (электрокалориферов, испарителей, холодильных машин), когда в зависимости от затребованной производительности включаются один или несколько элементов. Для повышения надежности устанавливаются резервные вентиляторы, электронагреватели, холодильные машины. При этом периодически (например, через 100ч) основной и резервный элементы меняются функциями, выравнивая, таким образом, их время наработки.На рисунке 1 показан типовой график включения и отключения аппаратов и устройств приточно-вытяжной системы. Весь этот цикл система должна отрабатывать автоматически, а, кроме того, должен быть предусмотрен индивидуальный пуск оборудования, который необходим при наладке и профилактических работах.

Рисунок 1 – Типовой график работы приточно-вытяжной вентиляции

Немаловажное значение имеют функции программного управления, такие как смена режимов «зима-лето» и «день-ночь». Особенно актуальна реализация этих функций в современных условиях дефицита энергетических ресурсов. В простейшем случае эти функции предусматривают или вообще отключение СКВ в определенный момент времени, или снижение (повышение) заданного значения регулируемого параметра (например, температуры) в зависимости от периода суток («день-ночь») или изменения тепловых нагрузок в обслуживаемом помещении. Более эффективным, но и более сложным в реализации, является программное управление, предусматривающее автоматическое изменение структуры СКВ и алгоритма ее функционирования не только в традиционном режиме «зима-лето», но и в переходных режимах [1].

При этом основной мотивацией и критерием оптимизации, как правило, является стремление обеспечить, возможно, минимальное потребление энергии при ограничениях на капитальные затраты, габариты и так далее.

3.3 Защитные функции и блокировки

Защитные функции и блокировки общие для систем автоматики и электрооборудования (защита от короткого замыкания, перегрева, ограничения перемещения и тому подобное) оговорены межведомственными нормативными документами. Такие функции, обычно, реализуются отдельными аппаратами (предохранителями, устройствами защитного отключения, конечными выключателями и так далее). Их применение регламентируется правилами устройства электроустановок (ПУЭ), нормативными правовыми актами по охране труда (НПА ОП) и правилами пожарной безопасности (ППБ).

3.3.1 Защита от замерзания

Функция автоматической защиты от замерзания должна быть предусмотрена в районах с расчетной температурой наружного воздуха для холодного периода минус 5°С и ниже [3 (п.9.18.)]. Защите подлежат теплообменники первого подогрева и рекуператоры.

Выделяют три основных фактора, способствующих замерзанию воды:

- ошибки, допущенные при проектировании и связанные с завышенной поверхностью нагрева, обвязкой по теплоносителю и способом управления;

- превышение температуры горячей воды, и как следствие резкое снижение скорости движения воды, из-за чего создается опасность замерзания воды в теплообменнике;

- опасность замерзания в нерабочее время при перетекании холодного воздуха из-за негерметичности клапана наружного воздуха и при полном закрытии плунжера водяного клапана.

Обычно защита от замерзания теплообменников выполняется на базе датчиков или датчиков-реле температуры воздуха за аппаратом и температуры теплоносителя в обратном трубопроводе.

3.3.2 Защита технологической аппаратуры и электрооборудования

Контроль загрязненности фильтра оценивается падением давления на нем, которое измеряется дифференциальным датчиком давления. Датчик измеряет разность давлений воздуха до и после фильтра. Допустимое падение давления на фильтре указывается в его паспорте (обычно 150–300Па). Эта разность устанавливается при наладке системы на дифференциальном датчике (уставка датчика). При достижении уставки от датчика поступает сигнал о предельной запыленности фильтра и необходимости его обслуживания или замены. Если в течение определенного времени (обычно 24 часов) после выдачи сигнала предельной запыленности фильтр не будет очищен или заменен, необходимо предусмотреть аварийную остановку системы.

mirznanii.com

Автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции

При выполнении принципиальных электрических схем используются развернутые изображения элементов.

Схема управления вентиляционной установки состоит из вентиляторов В1 и В2 с приводными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором М1-М4, предназначенной для проветривания помещений и поддержания при этом заданной температуры. Эти требования осуществляются ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей путем изменения напряжения статора с помощью автотрансформатора AT, а также выбором количества находящихся в работе вентиляторов. Схема обеспечивает ручное и автоматическое управление вентиляторами; выбор режима работы осуществляется переключателем УП.

Ручное управление имеет место при переводе рукоятки УП в положение «+45°», при этом подготавливаются к включению цепи катушек контакторов КЛ, К1-К4. Двигатели вентиляторов по питанию разделены на две группы:

- первая группа (М1 и М2) подключена к шинам на вторичной стороне AT постоянно;

- вторая группа М3 и М4 присоединяется к шинам AT и включается в работу (при ручном управлении) переводом рукоятки переключателя ПК2 в положение 2, при котором срабатывает контактор К4.

Заключение

В данном курсовом проекте была построена автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции. Система вентиляции работает следующим образом: всасывает свежий воздух из окружающей среды и циркуляционный воздух из проветриваемого помещения. Количество циркуляционного воздуха можно установить в пределах 0-100%. Кроме того, воздух нагревается и фильтруется. Двухступенчатое фильтрование обеспечивает не только захват частиц, рассеянных в воздухе, но также частично улавливает запах. Обработанный воздух выдувается в помещение. В задней части установки находится всасывающий патрубок для свежего воздуха, а в нижней – решетка для рециркуляционного воздуха. Соотношение перемешивания можно регулировать с помощью механического смесительного клапана.

Применение современных средств контроля, исполнительных механизмов и быстродействующих надежных регуляторов ТРМ12 позволяют сделать систему вентиляции надежной и экономичной, а системы сигнализации и блокировки обеспечивают ее безопасность.

Список использованных источников

1. Бондарь Е.С. и др. Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха // К.: «Аванпост-Прим», – 2005.

2. СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации.

3. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование.

4. Солодовников В.В. и др., Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. Учебное пособие для вузов. – М.: Машиностроение, 1985.

5. Гордиенко А.С., Сидельник А.Б., Цибульник А.А., Микропроцессорные контроллеры для систем вентиляции и кондиционирования // С.О.К.-2007, № 4-5.

mirznanii.com