Схемв управления ВУ. Схема управления вентиляцией


Как создается эффективная схема управления вентиляцией

Вентиляция крупных промышленных комплексов и общественных зданий состоит из большого числа элементов, работающих под единым управлением. Есть центральный блок, куда сводятся узлы управления отдельными элементами. Любая схема управления вентиляцией начинается с распределительного щита (шкафа), из него можно включить/выключить систему, увеличить/уменьшить мощность, приостановить работу отдельных блоков. Вся электрика также сводится в шкаф, управлять которым можно дистанционно или через интернет.

Причины установки щитов

Со временем работа вентсистем автоматизируется, поэтому набор элементов увеличивается. На смену механическим приводам вентиляторов и заслонок приходят приборы, оборудованные микросхемами, с запрограммированным алгоритмом работы. Протяженность воздуховодов может быть несколько километров. Возникает проблема с автоматизацией и синхронизацией работы оборудования.

Для этого используется центральный щит управления. В него сводятся данные от всех узлов системы. С его помощью можно задавать параметры микроклимата (температуру, кратность воздухообмена, влажность). Центральный шкаф может управляться удаленно.

Кроме поддержания параметров микроклимата он выполняет несколько других функций:

  • датчики передают огромный массив информации от отдельных узлов. «Умная» программа вовремя предупредит оператора о загрязненных фильтрах, падение давления в системе, отключение отдельных вентиляторов, рекуператоров и др.;
  • постоянный контроль над работой калориферной установки. Особенно зимой, когда она замерзает и выходит из строя.

Автоматизация работы вентиляции приводит к сокращению затрат электроэнергии и уменьшает тепловые потери. Это помогает соблюдать экологические нормы, которые являются важным аспектом для современных компаний.

Функциональный набор автоматического щита управления

Шкафы управления вентиляцией (ШУВ) постоянно подвергаются модернизации: рассчитываются и конструируются новые образцы, повышается визуализация – объем данных, выводимых на внешний дисплей, скорость работы. Уменьшаются габариты щитов без потери сопротивления механическому воздействию, увеличивается предел огнестойкости. Но принципиальная схема работы не меняется

Стандартные функции

Изменения не должны касаться основных функций:

  • Управление вентиляторами приточки и вытяжки в автоматическом режиме. Полный контроль над вентиляционными процессами: регулировка скорости вращения лопастей, включение/выключение и др.
  • Регулировка работы воздушных клапанов.
  • Управление электрическим приводом калорифера, его циркуляционными насосами.
  • Сигнализирование и защита калорифера от замораживания.
  • Возможность пуска/выключения системы в ручном режиме.
  • Полная совместимость с датчиками температуры воздуха, расположенными как внутри, так и снаружи помещения.
  • Фиксация рабочей температуры контактов электродвигателей.
  • Контроль, аварийное отключение двигателя насоса.
  • Контроль над состоянием обогревателей и охладителей на фреоне, воде. Предотвращение их обмерзания.
  • Сигнализирование о техническом состоянии воздушных фильтров. Предупреждение о загрязнение.
  • Аварийная остановка, отключение от электрической сети при срабатывании пожарной сигнализации.
  • Световое оповещение об основных параметрах работы системы вентилирования.
  • Запись параметров всех аварийных ситуаций в специальный блок памяти. Информацию можно переносить на внешний носитель.

Дополнительные функции

Кроме стандартного набора функций существует и ряд дополнительных, расширяющих область применения автоматизированного щита контроля и удовлетворяющих требования искушенных заказчиков:

  • Сигнализатор перепада давления.
  • Частотный преобразователь. Применяется для тонкой регулировки скорости вращения вентиляторов.
  • Аварийная световая индикация для всех узлов.
  • Возможность подключения дополнительного оборудования.
  • Блок компрессора и конденсатора подключается к двухфазной системе контроля.
  • Электрообогреватель подключается к пятифазной системе контроля.
  • Блок слежения за параметрами работы камеры смешивания.
  • Предупреждение и сигнализация при обмерзании рекуператора.
  • Контроллер слежения за увлажнителями воздуха.
  • Функция программирования режимов работы на несколько дней или недель.
  • Контроль над работой нагревателя с помощью вентиляторов. Если температура падает, то компьютер автоматически снижает частоту вращения лопастей.
  • Функция слежения в реальном времени за уровнем углекислоты в воздухе.
  • Аварийная память при отключении питания.
  • Возможность подключения к системе диспетчеризации.
  • Вывод основной информации на дисплеи на внешней стороне ЩУ.
  • Регулировочные ручки или кнопки на лицевой панели автоматизированного шкафа управления.

Подбор ШУВ лучше доверить специалисту. Только он может правильно сориентировать по оборудованию на рынке, подсказать модели именно для вашей вентиляционной системы.

Элементы управления работой вентсистемы

Безаварийная, эффективная работа вентиляции обеспечивается множеством датчиков, контроллеров, микросхем и других механических и цифровых устройств. Они подбираются на этапе проектирования и классифицируется следующим образом:

  • датчики;
  • контроллеры;
  • исполнительные устройства.

Датчики

Датчики передают информацию на щит управления вентиляцией. Существуют цифровые и аналоговые модели. Классифицируются по месту установки, функциям.

По месту крепления делятся на четыре вида:

  • Внутреннего размещения. Следят за параметрами микроклимата внутри помещения, не атмосферостойкие.
  • Внешнего размещения. Устанавливаются снаружи здания и следят за погодными изменениями. Автоматизированный щиток получает данные от внешних датчиков, вовремя реагирует и меняет интенсивность работы вентиляции.
  • Датчики канальной установки. Располагаются внутри вентканалов и следят за скорость движения воздушных потоков, давлением, влажностью.
  • Вентиляторные. Устанавливаются внутри/снаружи блока. Считывают скорости вращения лопастей, температуру обмотки, состояние щеток.
Схема установки датчиков

По функциям делятся на три вида:

  • Определяют температуру воздуха, а также некоторых рабочих блоков.
  • Анализируют относительную влажность воздуха внутри/снаружи помещения.
  • Определяют скорость движения воздушных масс, а также давление.

Контроллеры

Контроллеры для вентсистемы

Принимающие устройства. Информация с датчиков в виде цифрового сигнала поступает к контроллерам, а они её анализируют и обрабатывают. Затем передают команду исполнительным устройствам. Это важная часть автоматического управления системой.

На современном рынке существует большой выбор контроллеров: они различаются по мощности микропроцессора, объему внутренней памяти, области применения. Самые востребованные – универсальные устройства, подходящие для контроля системы вентиляции, отопления и кондиционирования.

Исполнительные устройства

Это вентиляторы, калориферы, рекуператоры, автоматические и механические задвижки, аппараты рециркуляции. Последние в системе автоматического контроля вентиляции. Работают за счёт гидравлических, пневматических и электрических приводов. Управляются контроллерами на основе показания датчиков.

Исполнительное устройство

Видео-обзор начинки щита:

Правила установки и схема размещения ШУВ

Щиты автоматического управления устанавливаются в специально отведенных местах. Это может быть помещение электрощитовой или диспетчерской - любой изолированный от воздействия внешней среды бункер. Согласно СНиП шкафы размещаются в защищенных от атмосферной влаги и ультрафиолетового излучения местах.

Образец схемы блока управления

Рабочий диапазон температур от -10 до +550С. Класс защищенности металлического или пластикового корпуса от пыли и влаги IP21-45. В зависимости от оборудования щиток подключается к сети 220В или 380В. Рабочая частота тока 50 Гц. Шкаф для автоматики должен быть обязательно заземлен.

Компания «Мега.ру» выполнит все стадии расчета проекта как вентиляции, так и других инженерных систем: от предпроектного исследования до подбора оборудования. Наши специалисты постоянно обучаются и находятся в курсе всех новинок на рынке.

Получить более подробную информацию вы можете по телефону, или отправив запрос с помощью формы обратной связи из раздела «Контакты».

 

m-e-g-a.ru

Схемв управления ВУ

Принципиальная электрическая схема автоматического управления электроприводом вентиляционной установки (рис. 2.2-2)

Назначение. Для пуска, управления и защиты силовой цепи и цепей управления вентиляционной установки (ВУ).

ВУ предназначена для проветривания производственных помещений (ПП) и поддерживания температуры в задан­ных пределах (Тзад °С).

Основные элементы схемы.

АД1, АД2 и АДЗ, АД4 — приводные асинхронные двигатели с КЗ-ротором вентиляторов 1 и 2 групп.

KJT, Kl, К2, КЗ — контакторы: линейный, малой, средней и большой скорости.

К4 — контактор подключения 2 группы вентиляторов.

К5 — контактор отключения всех вентиляторов в «автоматическом» режиме управления при Т°С <<Тзад°С.

АТ — автотрансформатор, для регулирования напряжения на статорах АД вентиляторов с целью изменения их скорости.

Органы управления.

УП — универсальный переключатель, для выбора способа управления («А» — автоматическое, «О» — отключено, «Р» — ручное).

ПК1 — переключатель контакторов скоростей при «ручном» управле­нии вентиляторов («О» — отключено, «М» — малая скорость, «С» — средняя скорость, «Б» — большая скорость).

РТ1 (Р1 и Р2) — регулятор температуры с выходными реле, для «автома­тического» управления вентиляторами при малых отклонениях тем­пературы воздуха в помещении от Тзад°С (Т1°С > Тзад °С > Т2 °С).

РТ2 (РЗ и Р4) — регулятор температуры с выходными реле, для «авто­матического» управления вентиляторами при больших отклоне­нияхтемпературы воздуха в помещении от Тзад°С (Т3°С >> Тзад°С >> Т4°С).

Режимы работы:

УП — «А» — «автоматическое» управление, основной режим.

УП — «Р» — «ручное» управление, резервный режим.

Работа схемы.

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (включены BA, Al, А2, АЗ, А4).

Тпом°С= Тзад°С

Органы управления установлены: ПК1 — «О», ПК2 — «1», УП — «А».

При этом: РТ1 и РТ2 подключены; PI, Р2, Р3, Р4↓

К5, К2↑ — собирается цепь КЛ (К5, К2:4),

— отпайки АТ переключаются на среднюю скорость (К2:1...3).

КЛ ↑ — через АТ к сети подключаются АД1 и АД2 (КЛ: 1.. .3), пускаются.

Вентиляторы 1 и 2 работают на средней скорости и проветривают ПП со средней интенсивностью (производительностью).

Автоматическое управление.

Т1 = Тпом°С > Тзад°С

P1↑ — блокируются цепи К1 (Р1:1) и К2 (Р1:2),

К2 — собирается цепь КЗ (К2:6),

  • размыкается цепь КЛ кратковременно (К2:4),

  • готовится цепь К1 (К2:5).

Примечание — Ввиду быстротечности процесса и наличия остаточного

магнетизма КЛ не потеряет питание, поэтому АТ будет подключен к сети (КЛ:1...3).

К3↑ — АД1, АД2 перейдут на БС (К3:1...3),

— восстанавливается цепь питания КЛ (К3:4).

Вентиляторы 1 и 2 работают на большой скорости и проветривают по­мещение с максимальной интенсивностью (производительностью).

Примечание — Если оба вентилятора справляются, то температура в помещении будет снижаться, а при Тпом°С= Тзад°С , ВУ вернется в исходное состояние.

Если оба вентилятора не справляются, то Тпом °С будет увеличиваться.

Т3 = Тпом°С >> Тзад°С

Р3↑ — собирается цепь К4 (РЗ).

К4 ↑ — подключается 2 группа вентиляторов (К4:1...3).

ВУ работает на большой скорости, помещение проветривается с макси­мальной интенсивностью (номинальной производительностью).

Примечание — Если ВУ справляется, то Тпом °С будет снижаться и при достижении Tзад°С она вернется в исходное состояние.

Т2 = Тпом°С < Тзад°С

Р2 ↑ блокируются цепи К2 (Р2:2) и К3 (Р2:3),

К2↓ — размыкается цепь отпаек АТ (К2:1...3),

  • размыкается цепь КЛ кратковременно (К2:4),

  • собирается цепь К1 (К2:5).

К1↑ — (АД1), (АД2) перейдут на МС (К 1:1...3),

Вентиляторы 1 группы работают на МС и проветривают помещение с наименьшей интенсивностью (производительностью).

Примечание — Если оба вентилятора справляются, то Тпом°С будет по­вышаться, а при Тпом °С = Тзад°С ВУ вернется в исходное состояние.

Если вентиляторы не справляются, то Т°С будет снижаться.

Т4= Тпом°С << Тзад°С

Р4 ↑ — размыкается цепь К5 (Р4)

К5↓ — размыкается цепь КЛ (К5)

КЛ ↓ — отключается от сети АТ и АД1, АД2 (КЛ:1…3)

ВУ остановлена, находится в ждущем режиме. По мере повышения Тпом °С включится на МС, а при Тпом°С = Тзад°С вернется в исходное состояние.

Ручное управление.

Применяется при выходе из строя автоматики, которая отключается.

При этом:

Устанавливают: УП — «Р».

Управление скоростями от ПК1 («О» — «М» — «С» — «Б») последова­тельной установкой в соответствующее положение.

Подключение 2 группы вентиляторов ПК2 — «2».

Элементы цепей при включении и отключении срабатывают аналогично.

Контроль Тпом °С визуально по КИП.

Ручное управление возможно как дистанционно, так и с местного поста.

Защита, блокировки.

  • Силовая сеть ВУ от токов КЗ (ВА с максимальным расцепителем),

  • АД от токов КЗ и перегрузок (А1...А4 с комбинированными расцепителями),

  • цепи управления от токов КЗ (Пр.),

во избежание КЗ отдельных частей обмоток АТ цепи контактов, сраба­тывание которых не требуется, блокируются, что исключает одновременное включение двух контакторов К1 (К2:5, К3:5), К2 (К1:5, К3:6), К3 (К1:6, К2:6).

Питание цепей:

3 ~ 380,В 50 Гц

1 ~ 220,В 50Гц

studfiles.net

Шкафы управления приточно-вытяжной вентиляцией

Шкафы управления приточно-вытяжной вентиляцией предназначены:  - для управления приточными вентиляторами в автоматическом, дистанционном и ручном режиме управления;  - для управления вытяжными вентиляторами в автоматическом, дистанционном и ручном режиме управления;  - для управления насосом ГВС в автоматическом, дистанционном и ручном режиме управления;  - для управления воздушной заслонкой;  - для управления трехходовым клапаном;  - для поддержания заданного микроклимата в помещении;  - для защиты теплообменника от замораживания;  - для выдачи сигналов о состоянии фильтров;  - для выдачи сигналов о состоянии, работе и аварии вентиляторов;  - для выдачи сигналов (с расшифровкой) о аварии системы автоматики. Преимущества использования шкафов управления приточно-вытяжной вентиляцией. 1. Высокая и понятная информативность на лицевой панели, используется светосигнальная арматура на светодиодах диаметром 22мм.  2. Быстрый и удобный монтаж, практически не требует наладки (при правильном монтаже) 3. Высокая надежность работы системы при низкой себестоимости.
      Шкаф управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2 Шкаф разработан для работы в двух режимах зима/лето, управление двумя вентиляторами по 1,5 кВт каждый. При небольших изменениях схемы возможно подключение двух вентиляторов по 5 кВт каждый. Улучшена система защиты от замораживания в режиме работы "пожар". При переходе в режим работы "пожар" отключается вентилятор, закрывается воздушная заслонка, защита от замораживания остается активной. В случае угрозы замораживания теплообменника: 1. дается повторная команда на запуск циркуляционного насоса; 2. полностью открывается трехходовой клапан; 3. выдается сигнал диспетчеру о аварии с расшифровкой.
Внешний вид шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2  шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Разметка лицевой панели шкафа ШАКПВ-2. Разметочный лист идет в масштабе 1:1, что позволяет свести усилия по разметке и перфорации лицевой панели к минимуму Разметка лицевой панели шкафа ШАКПВ-2
Монтажная панель шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2 Монтажная панель шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Схема электрическая принципиальная шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Схема электрическая шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Схема внешних подключений шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Схема внешних подключений шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Спецификация элементов шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2 и обвязки приточной установки. Спецификация элементов шкафа управления приточно-вытяжной вентиляцией ШАКПВ-2
Продолжение следует...
Данные схемы выложены в виде примера, для заказ на разработку схемотехники пишите на e-mail:[email protected] или звоните
Все схемы являются лычными разработками автора и предоставлены только для ознакомления 

fireproject.narod.ru

Вентиляционная установка - Схемы эл. двигателей - Элекросхемы

 Схема автоматического управления вентиляционной установкой.

 

   Схема состоит из силовой части и схемы управления.   В состав силовой части входят четыре асинхронных двигателя с к. з. ротором. Двигатели не реверсивные. Регулирование скорости двигателей и, соответственно, их производительности осуществляется от автотрансформатора TV. При замыкании контактов КМ1, КМ2 или КМ3, напряжение подается с автотрансформатора к двигателям соответственно, максимального, среднего и минимального уровней.Регулирование скорости ступенчатое. Схема питается напряжением 380 В переменного тока промышленной частоты, защищена от токов короткого замыкания автоматическим выключателем QF1. Двигатели защищены от токов к. з. и токов перегрузки автоматическим выключателем комбинированными расцепителями QF2-QF5.     Схема управления питается от напряжения 110 В переменного тока с частотой 50 Гц. Защита от токов к. з. предохранителем FUС помощью переключателя SA1 осуществляется выбор режима работы установки.SA (+45˚) – ручной режим;SA (- 45˚) – режим автоматики.SA2 предназначен для регулирования скорости двигателя.SA3 служит для подключения двигателей М3 и М4.В автоматическом режиме работают датчики температуры St1-St4, настроенные на разные значения температуры.   Подготовка схемы к работе.Включаем автоматические выключатели QF1и QF5Выбираем ручной режим работы: SA1 (+45˚).    Описание процесса работы при установке SA2 во второе положение.Включается катушка магнитного пускателя КМ1. Автотрансформатор включается на минимальное напряжение. Включается катушка м. пускателя КМ6, силовые контакты которой замыкаются и подают питание на автотрансформатор TV, а нормально замкнутые контакты КМ1 размыкают цепи катушек КМ2 и КМ3. При включенном автомате QF5 включается двигатель М1 с минимальной скоростью и, соответственно с минимальной производительностью.При установке переключателя SA2 в третье и четвертое положения, двигатель будет работать, соответственно, в среднем и номинальном режимах, т. е. будут включаться катушки КМ2 и КМ3 и их контакты.   Описание работы в автоматическом режиме: SA1 (-45˚).Переключатели SA2 и SA3 не работают.Включается катушка КМ2, замыкается цепь катушки КМ5, подготавливая к включению катушку пускателя КМ6. Замыкаясь, контакты КМ2 и КМ5включают пускатель КМ6, контакты которого подают питание на автотрансформатор TV, включающегося на среднее напряжение. В итоге включаются двигатели М1 и М2 (при включенных выключателях QF4 и QF5) в среднем режиме работы.     При повышении температуры, срабатывает датчик St1, обесточивая катушку КМ2 и подающего питание на катушку КМ3, которая, в свою очередь переключает контакты в TV на минимальное сопротивление, в это же время производится отключение и включение катушки КМ6 контактами КМ2 и КМ3. Двигатели начинают вращаться с максимальной скоростью, работая в номинальном режиме, давая максимальную производительность.   Допустим, температура продолжает расти. Тогда срабатывает датчик St3, включая катушку контактора КМ4. При этом дополнительно включаются двигатели М3 и М4 (при включенных автоматах QF2 и QF3), которые также будут работать с максимальной скоростью и максимальной производительностью.    При понижении температуры, срабатывает термодатчик St4, отключающий катушку КМ5, а та, в свою очередь, отключает катушку пускателя КМ6, отключая все двигатели от сети.  

www.elektrikii.ru

АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ

"За статью проголосовало 0 человек"

 

АВТОМАТИЗАЦИЯ  УПРАВЛЕНИЯ  ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ  ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ  СИСТЕМ

Соснин  Алексей  Леонидович

Трусов  Валерий  Александрович

студенты  5  курса,  кафедра  ТМСИ,  филиал  ЮУрГУ  в  г.  Златоусте

E-mail:  [email protected]

Максимов  Сергей  Павлович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент,  декан  факультета  техники  и  технологии  филиала  ЮУрГУ  в  г.  Златоусте

 

На  сегодня  основные  проблемы  энергетики  связаны  с  возрастающим  ростом  народонаселения  Земли,  дефицитом  энергии  и  ограниченностью  топливных  ресурсов.  Современное  энергоснабжение  более  чем  на  80  %  базируется  на  невозобновляемых  источниках  энергии.  Именно  поэтому  остро  встаёт  вопрос  о  снижении  энергозатрат.  Европейский  комитет  по  стандартизации  планирует  внедрить  к  2020  году  директиву  “Energy  Perfomance  of  Buildings  Directive”,  предусматривающую  минимальные  требования  для  отдельных  компонентов  здания.  В  эту  директивую  также  будет  входить  пункт  о  сертификации  энергоэффективности  вентиляции  и  кондиционирования  воздуха.

Вентиляция  разделяется  на  два  класса:  естественная  и  механическая.  Механическая  вентиляция  в  силу  своей  высокой  эффективности  получила  преимущественное  распространение  при  проектировании  производственных  и  складских  помещений.  Она  подразделяется  на  местную  (для  удаления  каких-либо  вредных  веществ  из  рабочей  зоны),  общеобменную  (приточная,  вытяжная,  приточно-вытяжная)  и  аварийную,  которая  используется  для  дымоудаления  на  начальных  стадиях  пожара  для  обеспечения  эвакуации  людей,  а  также  удаления  вредных  веществ  при  превышении  их  ПДК  [3].

Цель  дипломного  проекта  заключается  в  разработке  энергоэффективной  механической  вентиляции  для  складского  помещения,  в  котором  требуется  поддержание  определённых  температурных  режимов  для  хранения  продукции.

Для  достижения  поставленной  цели  необходимо  решить  следующие  задачи:

·     анализ  существующих  решений  в  этой  области;

·     подбор  и  расчёт  элементов  вентиляционной  системы;

·     выбор  управляющего  контроллера;

·     разработка  алгоритма  работы  вентиляционной  системы;

·     разработка  управляющей  программы  контроллера;

·     проектирование  схемы  электрической  принципиальной  шкафа  системы  автоматического  управления  вентиляцией.

Объектом  дипломного  проекта  является  приточно-вытяжная  вентиляционная  установка.

Предмет  проекта  —  процесс  создания  энергоэффективной  вентиляционной  установки  для  складского  помещения.  После  составления  подробного  технического  задания  был  проведён  анализ  существующих  технических  решений  в  данной  области,  который  показал,  что  наиболее  энергозатратными  элементами  системы  механической  общеобменной  вентиляции  являются  следующие  элементы:  двигатель  вентилятора  и  теплообменники.

Для  экономии  тепла  в  холодный  период  года  используют  рециркуляцию  воздуха  в  помещении.  Вентиляции  с  рециркуляцией  воздуха  представляет  собой  систему,  где  часть  забираемого  из  помещения  воздуха  смешивается  с  холодным  наружным  воздухом,  нагревает  его  до  необходимой  температуры  и  затем  подает  в  помещение.  Эта  система  может  быть  применена  только  в  том  случае,  если  воздух,  поступающий  из  помещения,  не  содержит  вредных  веществ  и  токсичных  примесей.  Тогда  как  объем  наружного  воздуха  в  этой  смеси  должен  соответствовать  всем  санитарно-гигиеническим  нормам,  и  должен  быть  не  меньше  значения  санитарной  нормы,  предусмотренной  для  данного  типа  помещения  [6,  с.  64].

Система  с  рециркуляцией  воздуха  позволяет  снизить  энергопотребление  на  нагрев  воздуха,  так  как  тепловая  мощность  нагревателя  расходуется  в  основном  на  изменение  температуры  только  той  части  воздуха,  которая  забирается  с  улицы  [1].

Однако,  как  показал  анализ  работы  установки,  режимов  ее  работы,  размеров  складских  помещений  и  возможных  колебаний  температур,  нельзя  при  регулировании  подобных  систем  ограничиваться  лишь  температурой,  получаемой  на  выходе  из  канала.  Поэтому  для  решения  данной  проблемы  было  предложено  использовать  двухкаскадное  регулирование.  Первым  каскадом  регулирования  являются  пределы  температуры  в  приточном  канале,  которые  поддерживаются  заслонками  рециркуляции.  Вторым  каскадом  являются  усреднённые  значения  температурных  датчиков,  установленных  в  самом  складском  помещении,  и  которые  регулируются  путём  изменения  производительности  вентилятора.

Таким  образом,  за  счёт  двухкаскадного  регулирования  будет  достигнут  необходимый  температурный  режим  и  сэкономлена  частично  электроэнергия,  затрачиваемая  на  работу  электрокалорифера.

Известна также приточно-вытяжная система с рециркуляцией и электрическим нагревателем,  которую  организуют,  когда  необходим  дополнительный  нагрев  воздуха  зимой  при  очень  низких  значениях  наружной  температуры,  когда  регулирующий  клапан  открыт  на  100  %,  но  теплопроизводительности  заслонок  не  хватает.  В  этом  случае  можно  подогревать  воздух  нагревателем.  Недостатком  в  этом  случае  может  быть  конденсация  влаги  или  выпадение  инея  в  смесительной  камере,  обмерзание  неизолированных  элементов  системы  (клапанов).  Кроме  того,  существует  и  проблема  качественного  смешивания  воздуха.  Рассмотрим  систему,  в  которой  рециркуляционный  воздух  поступает  в  камеру  смешивания,  например,  сверху.  В  этом  случае  рециркуляционный  воздух  отжимает  холодный  приточный  воздух  вниз.  В  результате  температура  меняется  в  очень  широких  пределах.  Таким  образом,  на  разные  участки  калорифера  поступает  воздух  с  различной  температурой.  Автоматика  с  помощью  регулирующего  клапана  на  теплоносителе  устанавливает  такую  тепловую  производительность  калорифера,  чтобы  средняя  температура  воздуха  на  выходе  из  системы  соответствовала  желаемой.  Но  непосредственно  за  калорифером  профиль  температуры  воздуха  остается  по-прежнему  сильно  неоднородным.

Поэтому  при  выборе  конструкции  камер  смешивания  в  условиях  холодного  климата  с  температурой  ниже  –20  °C  следует  избегать  систем  с  малой  продольной  длиной.  Лучший  вариант  —  смешивать  воздух  каким-либо  образом  заранее,  на  достаточном  расстоянии  от  калорифера.

Уровень  рециркуляции  зависит  от  температуры  на  выходе  из  приточного  канала.  Клапан  рециркуляции  в  холодный  период  года  работает  в  противофазе  с  основным  приточным  клапаном.  Например,  при  открытом  клапане  рециркуляции  на  20  %,  основной  клапан  приточного  воздуха  будет  открыт  на  80  %.  Соответственно,  когда  установка  находится  в  дежурном  режиме,  основной  клапан  закрыт,  а  клапан  рециркуляции  полностью  открыт.

Если  уровень  рециркуляции  максимален,  а  температура  притока  недостаточна,  то  в  работу  включается  электрический  нагреватель.

Схема  работы  установки  представлена  на  рисунке  1.  Датчик  наружной  температуры  необходим  для  автоматического  переключения  между  режимами  работы  системы  в  тёплый  и  холодный  период  года.  По  показаниям  датчика  канальной  температуры  происходит  регулирование  процента  открытия  клапана  рециркуляции.  Реле  перепада  давления  служат  для  определения  работы  вентиляторов,  а  также  для  определения  засорения  фильтров.  Пожарный  датчик  необходим  для  автоматического  отключения  вентиляционной  установки  при  возникновении  пожара  в  помещении.

Исходя  из  параметров  помещения  типовым  решением  для  предложенной  задачи  будет  являться  приточно-вытяжная  установка  с  системой  рециркуляции  воздуха.  В  систему  рециркуляции  входят  заслонки  рециркуляции  и  электрический  нагреватель  (электрокалорифер).

Схема  такой  установки  представлена  ниже  на  рисунке  2.  Был  составлен  алгоритм  работы  такой  установки,  учитывающий  многофакторную  специфику  работы  вентиляции.

 

Рисунок  1.  Схема  работы  установки  приточно-вытяжной  вентиляции

КПВ1  и  КПВ2  —  клапаны  приточной  вентиляции;

КР  —  клапан  рециркуляции;  Ф1  и  Ф2  —  фильтры;

ЭК  —  электрический  нагреватель;  ПВ  —  приточный  вентилятор;

ВВ  —  вытяжной  вентилятор;  ДНар  —  датчик  наружной  температуры;

ДКан  —  датчик  канальной  температуры;

Д1,  Д2  и  Д3  —  комнатные  датчики  температуры;  ДП  —  пожарный  датчик;

ТП  —  термостат  перегрева  электрокалорифера;

РПД1,  РПД2,  РПД3,  РПД4  —  реле  перепада  давления

 

При  подаче  сигнала  «Пуск»  на  контроллер,  происходит  подготовка  и  запуск  необходимых  элементов  системы.  По  показаниям  датчика  наружного,  контроллер  определяет,  что  система  должна  работать  в  режиме  «Зима».  Запускается  предварительных  прогрев  заслонок  для  защиты  от  поломки  в  случае  обмерзания.  После  прогрева  заслонки  открываются,  подаётся  сигнал  на  запуск  вентилятора.

 

Рисунок  2.  Схема  вентиляционной  установки:

1  —  электрокалорифер;  2  —  шумоглушитель;

3  —  ввод  в  помещение;  4  —  канал  вытяжки;

5  —  воздушный  фильтр;  6  —  каплеуловитель;

7  —  клапан  притока;  8  —  клапан  вытяжки;

9  —  клапан  рециркуляции;  11—12  —  вентилятор.

 

При  температуре  в  канале,  отличающейся  от  температуры  установки,  клапаны  рециркуляции  изменяют  свой  уровень  открытия.  При  этом  температура  в  самом  помещении  также  регулируется  скоростью  вращения  вентилятора  (если  необходимо  подогреть  воздух,  то  вентилятор  замедляется,  если  охладить  –  ускоряется).  Когда  температура  в  канале  притока  и  в  помещении  недостаточна,  рециркуляция  воздуха  устанавливается  равной  100  %,  а  вентилятора  становится  минимальной.  Если  по  истечению  определённого  времени  температура  в  канале  притока  и  помещении  не  будет  подниматься,  то  в  работу  включится  электрический  нагреватель,  который  будет  подогревать  воздух.  Принципом  включения  электрокалорифера  является  широтно-импульсная  модуляция.  При  перегреве  ТЭН  теплообменника  выключается  и  продувается  вентилятором  до  рабочего  состояния.

Когда  температура  наружного  воздуха  больше  температуры  установки,  система  переключается  на  режим  «Лето».  В  этом  режиме  рециркуляция  и  электрический  нагреватель  не  работают.

При  подаче  сигнала  «Стоп»  происходит  отключение  всех  необходимых  элементов  системы.  При  этом,  если  установка  до  выключения  работала  в  зимнем  режиме,  то  сначала  выключается  электрический  нагреватель,  вентилятор  и  заслонки  продолжают  работать,  чтобы  охладить  электрокалорифер  и  предотвратить  возможный  перегрев  или  даже  выгорание  его  элементов.

Кроме  рециркуляции  в  системах  вентиляции  часто  используют  и  рекуперацию.  Рекуперация  тепла  в  теплообменниках  основывается  на  передаче  части  тепла  от  отработанного  воздуха  к  приточному  воздуху.  Устройства  для  рекуперации  называются  рекуператорами  и  классифицируются  по  своему  устройству  [2].

Риск  возникновения  обморожения  всегда  присутствует  в  холодный  период  года  при  работе  вентиляционной  системы  с  рекуператором,  поэтому  необходимостью  является  датчики  контроля  работы  теплообменника. 

На  данный  момент  существует  два  основных  принципа  управления  пластинчатым  рекуператором:  контроль  перепада  давления  и  контроль  температуры  [4].

Контроль  давления.  Как  было  описано  выше,  при  выпадении  обильного  количества  конденсата  или  при  его  кристаллизации  на  поверхности  рекуператора  —  создается  препятствие  для  потока  вытяжного  воздуха.  Измерение  перепада  давления  до  рекуператора  и  после  него  в  вытяжном  канале  является  решением  проблемы  контроля  обморожения  рекуператора.  При  появлении  сигнала  о  перепаде  давления  открывается  обходной  канал  рекуператора  или  уменьшается  производительность  приточного  вентилятора,  для  изменения  соотношения  масс  воздушных  потоков.  Данный  принцип  работы  наиболее  просто  и  не  требует  больших  затрат.  Хоть  этот  метод  и  наиболее  популярен  в  России,  он  имеет  ряд  недостатков.

1.  При  использовании  реле  перепада  давления  затрудняется  настройка  датчика,  т.  к.  на  этапе  пуско-наладочных  работ  симуляция  обморожения  рекуператора  крайне  маловероятна,  а  теоретический  подсчет  сложен  из-за  влияния  множества  факторов.

2.  Использование  реле  не  дает  полноценной  гарантии  своевременного  сигнала  обморожения  рекуператора,  т.  к.  на  давление  создаваемое  вентиляционной  системой  влияет  несколько  факторов,  такие  как  запыленность  фильтров,  производительность  вентилятора,  загрязненность  и  герметичность  воздуховодов.

Контроль  температуры.  Принцип  управления  по  температуре  основывается  на  определении  эффективности  нагрева  приточного  воздуха,  это  осуществляется  измерением  температуры  в  приточном  канале  до  рекуператора  и  после  него.  В  холодный  период  года,  после  проведения  пуско-наладочных  работ  и  включения  вентиляционной  системы  в  нормальный  режим  можно  определить  средний  нагрев  на  рекуператоре,  соответствующий  нормальной  работе.  При  понижении  эффективности  рекуператора  можно,  изменяя  степень  открытия  обходного  канала  или  производительность  приточного  вентилятора  защитить  рекуператор.  Недостатком  данного  метода  является  большая  стоимость,  по  сравнению  с  методом  контроля  перепада  давления  и  косвенность  определения  температуры.  Главной  причиной  обморожения  рекуператора  является  снижение  температуры  вытяжного  воздуха  после  рекуператора,  поэтому  измерение  температуры  приточного  воздуха  может  не  дать  всей  нужной  информации  о  состоянии  системы  [5].

Рекуператор  позволит  экономить  значительную  часть  тепла  (до  90  %),  но  его  корректная  работа  возможна  только  при  определенных  условиях.  Для  этого  авторами  была  предложена  схема,  в  которой  подогрев  воздуха  осуществляется  до  и  после  рекуператора.

Нагреватель  перед  рекуператором  необходим  для  подогрева  воздуха  на  входе  в  рекуператор,  что  позволит  уменьшить  риск  заморозки  рекуператора.  Также  нагреватель  можно  использовать  для  подогрева  низких  температур  (ниже  –30  oC)  и  выхода  на  расчетные  температуры  для  нагревателя  после  рекуператора.

Нагреватель  после  рекуператора  позволяет  поддержать  необходимую  температуру  на  выходе  из  канала,  нагревая  воздух  после  рекуператора.  Необходимость  в  данном  нагревателе  присутствует,  так  как  рекуператор  является  пассивным  нагревателем,  и  его  работа  не  может  точно  поддержать  нужную  температуру,  также  рекуператор  имеет  риск  обморожения,  из-за  чего  его  эффективность  может  резко  снизиться  и  выходная  температура  может  быть  низкой.

Согласно  техническому  заданию  на  проектирование  требуется  разработать  энергоэффективную  систему  вентиляции.  В  качестве  предприятия  был  выбрана  «Октябрьская  фанерная  фабрика».  По  предложенной  схеме  и  алгоритму  была  разработана  и  внедрена  автоматизированная  система  для  приточно-вытяжной  вентиляции  складского  помещения,  которая  показала  высокую  эффективность  принятых  в  работе  решений.

Выводы  по  работе:

1.  Рассмотрены  основные  элементы  вентиляционной  установки.  Рассчитаны  основные  параметры  выбранных  элементов  вентиляции  согласно  проектному  заданию  и  нормам  СанПиН.

2.  Разработана  система  автоматического  управления  вентиляционным  оборудованием,  включаю  алгоритм  защиты  от  обмораживания  пластинчатого  рекуператора.

 

Список  литературы:

1.Вентиляционное  оборудование  //  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ruclimat.ru/catalog/  (дата  обращения  12.05.2013).

2.Интеллектуальная  система  управления  инженерными  системами  //  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.dom-intel.ru/magazin/oborudovanie/kontrollery/beckhoff-bx9000.html  (дата  обращения  12.05.2013).

3.Климатические  и  вентиляционные  системы  //  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.vipvozduh.ru/  index_page_161.html  (дата  обращения  4.04.2013).

4.Принципы  выбора  систем  кондиционирования  воздуха  и  вентиляции  //  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.climatepiter.com  (дата  обращения  03.05.2013).

5.Системы  вентиляции  и  кондиционирования  //  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.fvrklimat.ru/catalog  (дата  обращения  23.04.2013).

6.Стомахина  Г.И.  Отопление,  вентиляция  и  кондиционирование  воздуха:  Справочное  пособие.  /  Г.И.  Стомахина  М.:  Пантори,  2003,  —  275  с.

sibac.info


Смотрите также