Приклад побудови системи управління вентиляцією та кондиціюванням

Мабуть, кожній людині довелося випробувати на собі, що значить довгий час перебувати в задушливій, погано провітрюваній кімнаті - як мінімум, головний біль буде забезпечений. Недарма ж існує вираз «необхідний, як повітря». Тому основними умовами створення комфортного середовища в будь-якому приміщенні є достатній повітрообмін і оптимальний температурний режим, а також інші параметри мікроклімату.

Вентилюючи по-різному

Вентиляція ділиться на природну і примусову. Перша не потребує автоматизації і закладається на стадії проектування будівель і споруд. А ось примусова - це і є предмет розгляду даної статті.

Власне, процес вентиляції пов'язаний з подачею в приміщення очищеного від пилу повітря певної температури і вологості, а також видалення «старого». Найбільш простим способом примусової вентиляції є з’єднана система з припливного вентилятора, витяжного вентилятора, жалюзі, фільтра припливного повітря і електрокалорифера. Повітря ззовні спочатку направляється на фільтр, де очищається від пилу і інших забруднень, потім надходить в припливний вентилятор. Після цього в роботу включається електрокалорифер, який нагріває повітря до необхідної температури. Далі «відпрацьоване » повітря видаляється з приміщення витяжним вентилятором.

У найпростішому випадку для управління цією системою (підтримання температури в приміщенні за допомогою електрокалорифера) досить будь-якого одноканального вимірювача-регулятора температури з релейним виходом. Використання регуляторів ОВЕН ТРМ10, ТРМ101 і т. д. З релейним виходом дозволяє додати в цю схему фреоновий охолоджувач. Це забезпечує не тільки вентиляцію в зимовий період часу, але й кондиціонування повітря в літній.

Однак такі системи, як правило, застосовується рідко і лише в невеликих приміщеннях, де вже є кондиціонери. Найчастіше для будівель і споруд створюється система вентиляції з водяним калорифером і охолоджувачем (мал. 1).

Створена система дуже ефективна з точки зору експлуатації. Адже вартість одиниці тепла, що підводиться за допомогою центрального опалення, істотно нижче в порівнянні з електричними калориферами. Для систем великої продуктивності цей фактор стає вирішальним. Крім того, датчик температури зовнішнього повітря дозволяє вносити корекції в температуру припливного повітря, що дуже позитивно позначається на економії споживаного тепла. Найбільш часто в таких системах, змонтованих нашими фахівцями, працюють контролери ОВЕН ТРМ133 — своєрідна «їздова конячка» систем автоматизації вентиляції.

Все під контролем - вода, повітря, вологість

Особливістю роботи водяних калориферів і охолоджувачів є наявність 2-х контурів циркуляції - великого (безпосередньо через теплообмінник) і малого (минаючи його). Причому, якщо в охолоджувачі вода йде або по радіатору, або по байпасу, то в нагрівачі вона постійно рециркулює через калорифер. В цьому випадку відбувається лише підмішування гарячої зворотної води в контур циркуляції. Зворотна вода видаляється з контуру рециркуляції, як правило, через клапан запірно-регулюючий (КЗР), розташований на відводній теплоносій трубі. У цій технологічній схемі необхідно контролювати температуру, по-перше, води на виході з калорифера (щоб захистити його від заморожування) і, по-друге, повітря на виході з калорифера, яке потрібно нагрівати до заданого рівня (це прогріте повітря і надходить в обслуговувані приміщення).

Ще однією особливістю цієї системи є наявність рекуператора, тобто теплообмінника. Його застосування дозволяє значно знизити (до 30% від розрахункових) граничні потужності калориферів і нагрівачів, що призводить до економії коштів як при монтажі, так і при експлуатації. У деяких системах перед рекуператором потрібна установка байпасу, керованого засувкою. Необхідний він в двох випадках. По-перше, при низьких температурах зовнішнього повітря існує небезпека обмерзання рекуператора. Щоб уникнути цього, на рекуператор ставиться спеціальне реле тиску, що відкриває байпас. По-друге - відбувається компенсація втрати потужності рекуператора при граничних умовах роботи нагрівача-холодильника. Байпас рекуператора відкривається, якщо величина регулятора досягає якогось граничного значення, хоча на деяких системах були встановлені плавно регульовані приводи заслінки байпаса рекуператора, пов'язані з виходом регулювання температурою припливного повітря.

На системах контролю вологості для видалення вологи з припливного повітря влітку необхідні фреоновий охолоджувач і нагрівач (електричний або водяний). А для зволоження повітря взимку використовуються спеціальні пристрої - зволожувачі. Вони являють собою систему, яка управляється двоканальним регулятором з чотирма регулюючими релейними виходами, де один датчик - це датчик температури, а другий - аналоговий датчик вологості.

Відмінний диспетчер

Контролер ОВЕН ТРМ133 може стати відмінною базою для створення диспетчеризації систем вентиляції. Ось як виглядає схема системи диспетчеризації, реалізована на одному з об'єктів (мал. 2). Об'єкт відрізняється набором різних елементів - як за часом виробництва, так і по компаніям-виробникам холодильного обладнання та вентиляційних систем. Завдання виявилося непростим, але вирішуваним. Головною перевагою ТРМ133 стала його універсальність. Він був встановлений в системи управління припливної вентиляції без заміни датчиків і іншого устаткування, так як старі контролери не мали інтерфейсів зв'язку. Крім того, наявність систем зв'язку по інтерфейсу RS-485 дозволило включити в систему управління і частотні регулятори обертів вентиляторів, розташованих в двох основних приміщеннях об'єкта.

Велика кількість витяжних систем (36) позбавила змоги реалізувати зблоковану з приточними установками схему управління і диспетчеризації витяжних систем. Тому за основу були взяті контролери ОВЕН ПЛК100 з блоками розширення МДВВ і МДА8, що забезпечують повноцінний контроль за справністю систем витяжної вентиляції і їх управлінням, а також контроль температури тепло- і холодоносія в критичних точках. Самі ж контролери ПЛК100 керують насосною станцією пожежогасіння і паралельно служать концентраторами для збору інформації для ПЕОМ з системою SCADA, з якої і здійснюється управління всіма вузлами вентиляції.

Таким чином, використання приладів ОВЕН в автоматизації вентиляційних систем дозволяє не тільки заощадити фінансові ресурси (аналоги коштують в рази дорожче), але і, завдяки універсальності цих приладів і простоті їх підключення, домагатися високого ступеня керованості створюваних систем.

Нещодавно компанія ОВЕН розширила лінійку контролерів для систем вентиляції двома новими приладами: ТРМ133М-02 і ТРМ133М-04, які дозволять управляти не тільки нагріванням повітря в зимовий час за допомогою водяного калорифера (ТРМ133М-02) і електричного калорифера (ТРМ133М-04), але і охолодженням в літню пору за допомогою водяного або фреонового охолоджувача.