Автоматика вентиляции

Для чего нужен ЩУВ, где используется

Небольшие бытовые системы вентиляции, используемые в многоэтажных домах и частном секторе, не требуют каких-либо дополнительных приборов. Они управляются дистанционно, с помощью пульта, или вручную.

В отличие от бытовых, промышленные системы отличаются значительно большей протяженностью сетей. Многие функциональные устройства, в первую очередь, вентиляторы – изначально устанавливаются в труднодоступные места. В связи с ограниченным доступом, управление осуществляется с помощью блока, оборудованного целым набором специальной аппаратуры.

Современный щит управления вентиляцией – ЩУВ изготавливается в виде панели, на которой располагаются регулировочные индикаторные приборы, а также в форме металлических шкафов, закрепляемых к стене или устанавливаемых на полу. Внутреннее пространство с находящейся здесь аппаратурой, защищено распашными дверцами. Чтобы ограничить доступ посторонних лиц, они закрываются на замок.

Основные задачи, которые решает щит управления вентиляцией заключаются в следующем:

• Контроль над аппаратурой, приборами и оборудованием, находящимся в составе вентиляционных систем.
• Защита подконтрольных устройств при возникновении аварийных ситуаций, вызванных перегревом, неправильным монтажом и подключением, короткими замыканиями.
• Регулировочные функции – установка требуемых параметров производительность и мощности оборудования.
• Возможность запрограммировать отдельные узлы и агрегаты или всю систему на определенный срок, от 1 дня до 1 месяца.
• Контрольные и регулировочные процессы щита управления вентиляцией значительно облегчаются за счет установленной индикации.
• В каждом из помещений может поддерживаться собственная температура, которая может быть изменена в нужный момент.
• Контролируются воздушные фильтры, степень их загрязнения, а также состояние внутренних стенок воздуховодов.
• Контроль над работой сезонного оборудования, которое подвергается негативным воздействиям из-за резких перепадов температуры наружного воздуха.

Щит управления системой вентиляции, установленный на объекте, позволяет, находясь на одном месте, постоянно отслеживать рабочие процессы и состояние всего оборудования. В случае поломки или остановки некоторых устройств, своевременно обнаруживать их и устранять.

Особенности проектирования системы автоматического управления электроснабжением и электроосвещением

Частично, автоматизация ЭО, ЭС или ЭОМ частично уже присутствует в самих проектах этих систем, в частности, щит АВР является автоматической системой. Отдельный проект автоматизации предполагает, что указанные системы будут являться частью системы интеллектуального здания, т.к. использовать новые функции системы будет возможно только при получении внешней информации от системы охранной сигнализации, контроля и управления доступом, отопления, вентиляции и кондиционирования и т.д.

Особенностью проектирования системы автоматизации электроснабжения и, особенно, электроосвещения является «обратная связь» с проектами указанных систем, которая появляется из-за особенности управления автоматизированной системой. В качестве примера, можно рассмотреть систему освещения. При классической схеме управление осветительными происходит на контактах выключателя, это означает, что фазный провод подводится сначала к выключателю, а от него – к лампе. При интеллектуальном управлении, клавиша выключателя передает сигнал управления в щит автоматизации, где реле подает напряжение на лампу, т.е. фазный провод идет сразу из щита к осветительному прибору.

    

Схемы соединений систем электроснабжения будут различаться для автоматизированной и классической схем управления. Одна из основных задач внедрения АСУЭ – оптимизация и уменьшение энергопотребления здания, поэтому приборы система контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ) устанавливаются на щитах инженерных систем и на мощных потребителях. Увеличение расхода электроэнергии оборудования – повод провести проверку его технического состояния. Кроме того, при работе на объекте системы САУиД, диспетчер имеет возможность сравнить графики энергопотребления оборудования с процессами, происходящими внутри системы, что так же облегчает дальнейшую диагностику.

Типовой состав проекта АСУЭ:

• Общие данные;
• Структурные схемы, при необходимости;
• Задание на программирование системы;
• Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем;
• Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
• Схемы внешних соединений для щитов автоматизации;
• 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.

Что такое воздух, воздушный обмен и для чего он нужен?

Свежий воздух жизненно необходим в любом помещении, доме или строении. Даже в деревянном доме, который построен из натурального дерева, необходимо позаботиться о поступлении достаточного количества воздуха.

Вентиляция всегда сосуществует в тандеме с ближайшими «по духу» системами – отопление и кондиционирование. Это содействие необходимо для того, чтобы весь год выполнялось поддержание комфортного условия для существования человека.

При проектировании воздушного обмена, в первую очередь, необходимо определиться с ее типом. Основная классификация вентиляционных систем проста и понятна:

1. учитывая то, как движется воздух: естественная и механическая вентиляция;
2. если учитывать назначение системы вентиляции, то их можно разделить на системы притока и вытяжки (оттока);
3. в зависимости от обслуживания: местная или общеобменная.

Комплекс оборудования воздушного обмена может собираться из разнообразных приспособлений. Это в свою очередь зависит от ее прямого назначения. В ней могут функционировать как такие простые приборы от вентиляторов, до сложных установок воздушно-тепловых завесов, воздухонагревателей. Ни одна система не сможет обойтись без воздуховодов, так же как кровеносная система человека имеет за основу капилляры.

Монтаж тех или иных приборов и установок, отдельно или в совокупности, зависит в первую очередь от проекта и специфики здания. Но, из каких бы элементов не складывалась эта совокупность обеспечения воздухообмена, она все равно должна пройти все этапы пусконаладочных работ по вентиляции.

Функции

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

Основные функции автоматики для вентиляции:

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

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

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

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

Основные элементы автоматизации ИТП

Оборудование автоматизации индивидуальных тепловых пунктов аналогично оборудованию автоматизации других систем управления климатом (отопления или вентиляции), она осуществляется с помощью применения следующих элементов:

Контроллеры. С их помощью которых осуществляется управление всей системой, на этапе пуско-наладочных работ, они программируются на исполнение алгоритма, разработанного технологами. Контроллеры получают данные с датчиков ИТП, формируют управляющие сигналы для циркуляционных насосов, приводов клапанов, иных элементов. Контроллеры системы могут быть с жестко прошитым ПО – для типовых решения или свободно программируемые – для индивидуальных решений, которые более предпочтительны с точки зрения экономической эффективности – об этом ниже. Контроллеры как правило имеют различные возможности для регулирования параметров, в т.ч. и ПИД-регулирование, программное обеспечение контроллеров известных фирм, имеет встроенные функции по адаптации и оптимизации алгоритмов для различного оборудования;

Датчики температуры, давления, расхода, применяемые в ИТП как правило наиболее дорогостоящие и имеющие с высокую степень надёжности показаний и отказоустойчивости

Важно, чтобы используемые для автоматизации ИТП датчики обладали малой инерционностью, т.е. быстротой реакции на изменения параметров. Оптимальный вариант – использование датчиков с постоянной времени менее 4 с

В контурах ГВС с циркуляцией рекомендуют также передавать в систему показания датчика температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер о параметрах воды подмеса, и позволяет внести корректировку в алгоритм управления;

Оптимальный вариант – использование датчиков с постоянной времени менее 4 с. В контурах ГВС с циркуляцией рекомендуют также передавать в систему показания датчика температуры холодной воды, который предварительно информирует контроллер о параметрах воды подмеса, и позволяет внести корректировку в алгоритм управления;

Регулирующие клапаны и их приводы это – исполнительные устройства системы автоматизации. Могут быть со ступенчатой или плавной регулировкой, двух- или трех-ходовые. В зависимости от типа устройства и от задач, управление осуществляется либо цифровыми, либо аналоговым сигналами. Важные характеристики — диапазон управления клапана, время срабатывания привода, количество часов наработки на отказ привода, который за время работы испытывает большое количество переключений. Качество выполнения самого клапана и его привода в значительной степени влияет на качество всей системы автоматизации;

Циркуляционные насосы с частотными преобразователями. Применение частотного преобразователя позволяет регулировать мощность циркуляционного насоса, в зависимости от потребностей системы. При регулировании с помощью задвижки, насос работает всегда с одним расходом, а изменение расхода теплоносителя в системе осуществляется изменением сечения трубопровода (управление скоростью автомобиля с помощью педали тормоза, при полностью выжатой педали газа). При частотном регулировании, изменение расхода теплоносителя осуществляется изменением скорости вращения лопастей в циркуляционном насосе.

Оборудование для системы автоматического управления вентиляцией

Выпускается ряд типов приборов, устройств и датчиков для создания автоматики управления вентиляцией. Для управления отдельным процессом, предназначены механизмы контроля. Но устройства не только контролируют весь процесс, но и управляют эксплуатацией одного участка схемы.

Поэтому, в состав автоматики входят десятки различных реле, датчиков и других приборов.

В состав автоматического устройства управления системой вентиляции, обязательно входят следующие приборы:

• регулятор температуры воздушных масс;
• прибор регулировки величины оборотов вентилятора;
• в узле обвязки устанавливается датчик нагрева воды и воздуха;
• привод управления запорным клапаном.

Но данные приборы производят локальное регулирование работы системы или делают замеры. Контроль и определение общего уровня безопасности, всего цикла работы вентиляционной системы, осуществляется с помощью шкафа центрального управления устройства вентиляции.

Сложность системы можно понять, ознакомившись с полным списком оборудования данного устройства. Количество определенных датчиков или реле может быть значительным, а некоторые приборы представлены в единственном числе. Рассмотрим устройство некоторых щитов автоматического управления.

Задачи автоматики для вентиляции зданий

Сервопривод куплен наа Aliexpress за 2 usdИсточник youtube.com

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.

Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования.

Разновидности ЩУВ и ШУПВВ

Сборка щитов должна обеспечивать полную видимость каждого прибора и максимально быстрый доступИсточник oboiman.ru

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.

Рекомендации по сборке ЩУВ и ШУПВВ

Монтажом и тестированием ЩУВ должны заниматься специалистыИсточник ivctl.ru

В любом случае все работы по сборке и установке ЩУВ и ШУПВВ должны производится квалифицированными специалистами с соблюдением ТУ 3431-001-67762877-2013 и ТУ 4371-001-67762877-2016. Самостоятельный монтаж и сборка устройств управления категорически запрещена. Корпусы щитов или шкафов тоже нельзя изготавливать по собственному усмотрению – их заказывают в соответствии с предполагаемым оборудованием. В тех случаях, когда не хватает каких-то проводов, креплений или тумблеров (такое часто случается) их замена должна в точности соответствовать заданным техническим характеристикам.

Комплект элементов ЩУВ сопровождается схемойИсточник oboiman.ru

К комплектации всех ЩУВ и ШУПВВ заводом-изготовителем всегда прилагается монтажная схема, которой будет руководствоваться специалист при сборке. Но её сохраняют на предприятии на случай необходимости проведения каких-либо ремонтных работ.

Щит автоматики поддержание постоянного расхода воздуха.

Что такое автоматика для вентиляционных систем

Сегодня автоматические системы управления вентиляцией представлены большим комплексом всевозможных технических приборов. Все они, начиная от термостатов, и заканчивая сложными компьютеризированными модулями, предназначаются для облегчения управления и контроля над работой принудительных вентиляционных систем. Разнообразие оборудования даёт возможность решения задач по обеспечению автоматизации на любом объекте, вне зависимости от его характеристик и назначения.

Исходя из эксплуатационно-технических требований, возможен различный подход к изготовлению пультов автоматизированного управления вентиляцией:

• На одних объектах можно обойтись стандартными модулями, выпускаемыми в виде шкафов с установленными в них приборами управления.
• В других случаях монтажникам приходится вручную собирать комплексы, адаптированные под сложные приточно-вытяжные вентиляции с учетом конкретных задач.

Разница в подходах обусловлена необходимостью обеспечить эффективное функционирование вентиляции и созданием комфортных условий для жильцов или работников во внутренних помещениях здания, вне зависимости от времени года и внешних погодных условий.

Управление работой вентиляционных механизмов происходит с помощью комплекса датчиков, установленных внутри помещений. Одни из них действуют по принципу термостата — с повышением температуры внутри здания автоматически включаются вентиляторы, чем обеспечивается приток свежего воздуха.

Современные автоматизированные системы оснащаются элементами искусственного интеллекта и более сложными контрольно-измерительными приборами.

Конструктивно подобные модули состоят из трех групп узлов:

• Датчики — приборы, передающие информацию об окружающей среде — термостаты, измерители влажности воздуха, газоанализаторы. Собранные данные они передают в анализирующий центр.
• Центр управления собирает и обрабатывает информацию, поступающую от контрольных датчиков, и на основании полученного анализа выдает команды механизмам управления на изменения режима работы.
• Исполнительные механизмы — узлы, осуществляющие механические действия. К этой группе относятся: преобразователь частоты вращения вентилятора, сервоприводы для регулировки положения задвижек и т.д.

Центры управления анализируют соотношение в воздухе кислорода и углекислого газа, процент влажности, при необходимости выдавая команду проветрить помещение. При обнаружении возгорания высокоинтеллектуальная электроника самостоятельно блокирует приток свежего воздуха, препятствуя распространению пожара.

В обычном режиме автоматика обеспечивает слаженное функционирование всех узлов и механизмов вентиляционных систем без привлечения оператора.

Компьютеризированные модули передают информацию о режиме работы, о показаниях датчиков на единый пульт управления. Это позволяет оператору, при необходимости, корректировать работу автоматики, и менять настройки в удаленном режиме.

В зависимости от конкретной ситуации, используется один из 3-х режимов управления приборами:

• Ручной. Управление вентиляцией осуществляет оператор, находящийся непосредственно в щитовой комнате, либо за удалённым пультом управления.
• Автономный. Аппаратура работает в соответствии с установленными настройками, вне зависимости от прочих инженерных систем, установленных в здании.
• Автоматический. Приборы управления интегрированы в общее управление всеми инженерными комплексами здания. Работа вентиляции синхронизирована с прочими приборами и датчиками, расположенными в доме — например, с пожарной сигнализацией, иными аварийными датчиками.

Таким образом, автоматизированный комплекс исполняет роль управляющего контрольного центра. Он запускает вентиляцию в работу, останавливает её, обрабатывает показания датчиков и устанавливает нужный режим в зависимости от температуры, влажности и прочих параметров.

Виды приточно-вытяжных систем

Наиболее эффективными из вентиляционных систем, являются приточно-вытяжные, включающие в схему рекуператоры. Эти устройства представляют собой теплообменники, использующие энергию отводимого воздуха. При этом входной поток и отвод не вступают в непосредственный контакт. Рекуператор может быть роторным, пластинчатым или содержащим промежуточный теплоноситель. Роторный отличается высокой эффективностью, однако считается наиболее дорогим. Его использование неэкономично, когда наружная температура воздуха в холодный период не опускается ниже 15 градусов мороза. В то же время, приточно-вытяжные установки с роторными рекуператорами, применяемые в северных широтах, обеспечивают экономию энергозатрат на обогрев помещений вдвое. Пластинчатый вариант устройства более доступен и относится к бюджетному сегменту.

В холодное время года, входящий воздушный поток нагревается в помещении и при выходе отдает тепло вновь поступающему потоку. Отсутствие смешивания гарантирует постоянный приток свежего, чистого воздуха и удаление отработанного. Летом, в жару, устройство работает в обратном порядке. Теплый поток, попадая в помещение, охлаждается, и при выходе, отбирает тепло у вновь поступающего.

Общеобменная вентиляция циркуляционного типа представляет более дешевый тип. Воздух, поступающий снаружи получает тепло, непосредственно контактируя с отработанным.

При этом чистота воздуха в помещении уже не может быть такой, как в вышеописанном варианте. Циркуляционные системы не могут устанавливаться в зданиях, где в атмосфере возможно наличие угарных и горючих газов, токсичных веществ и прочих, опасных для жизни и здоровья компонентов.

Еще одним недостатком принудительной, циркуляционной вентиляции, является ее не эффективность с падением наружной температуры ниже нуля.

Самыми дорогими вариантами приточно-вытяжных установок с принудительной вентиляцией являются системы, оборудованные кондиционерами. Устройства позволяют регулировать температурный режим в помещении в широких пределах и обеспечивают комфортные условия круглый год. Система оснащена тепловым насосом и фильтрационным контуром, необходимым для очистки воздуха.

Каждая из принудительных вентиляций обеспечена системой управления. Наиболее дорогие варианты снабжаются датчиками и «умной» электроникой, способной регулировать режимы самостоятельно, согласно заранее заданной программе.

Для вентиляции зданий, особенно многоэтажных может использоваться не только механическая циркуляция воздуха. Перепад давлений внутри и с наружи помещения способен создать необходимый для проветривания поток. Устройство приточно-вытяжной вентиляции с естественной циркуляцией основывается именно на этом принципе. При этом учитываются следующие нюансы:

1. Для размещения воздухозаборника обычно выбирается сторона здания, которая чаще всего обдувается ветрами.
2. Отвод делается с противоположной стороны
3. Сам воздухозаборник оснащается дефлектором, усиливающим входящий поток.

Такая система отличается простотой конструкции и невысокой стоимостью. Однако простота исключает возможность экономии тепла и многих преимуществ, обеспечивающихся установками с принудительным типом вентиляции: ионизации, очистки, регулировки влажности.

Как происходит пусконаладка?

Пусконаладка должна проходить после завершения всех монтажей, непосредственно перед сдачей системы в эксплуатацию заказчику. Она может проводиться как в разрезе индивидуальной наладки, так и в виде общей (комплексной) регулировки. Все зависит от проектировщика и того, что он указал в проектной документации.

Если не вдаваться в подробности, то пусконаладочные работы подразумевают под собой запуск установок, монтаж которых выполнен, и проверка их работоспособности в различных условиях работы. Непосредственно, перед самими испытаниями приспособлений систем вентиляции, установленное оборудование должно без помех и перебоев проработать как минимум 7 часов.

Всего в практике выделяют три основных этапа, каждый из которых не может начаться, пока не завершится предыдущий.

Комплекс предпусковых работ включает в себя:

• В первую очередь, в воздухоотводных шахтах, камерах рабочие-монтажники должны доделать все свои работы;
• Предварительно должен быть завершен монтаж всего комплекса подачи электроснабжения и других, если это необходимо;
• Специалистами проводятся индивидуальные для каждой смонтированной установки испытания;
• Производится проверка того, насколько исполнение комплекса подачи и обмена воздуха соответствует запроектированному;
• Квалифицированные специалисты должны протестировать герметичность скрытых конструкциями участков воздуховода. Это возможно сделать с помощью специальных приборов и аэродинамических тестирований;
• Проводится обкатка воздушного оборудования с приводами, клапанами и заслонками в соответствии с требованиями заводов-производителей.