Автоматизація систем вентиляції

Жодна система формування та підтримки мікроклімату на оптимальному рівні не зможе виконувати свої основні завдання точно та коректно, якщо не буде оснащена системою автоматики.

Системи автоматизаціїсистем вентиляції дозволяють підтримувати параметри повітря припливного, витяжного або приміщення, такі як температура і вологість, а також температуру теплоносія, забезпечувати захист калориферів від замерзання, регулювати витрати повітря, включати або відключати системи за таймером і т.д. .

Всі заходи з автоматизації систем вентиляції націлені не тільки на підтримку необхідних параметрів повітря, а й на збільшення ефективності кліматичних систем, підвищення надійності та безвідмовну роботу обладнання, зниження витрат на споживану теплову або електричну енергію, звести до мінімуму людський фактор, сигналізувати про аварії та виконувати контроль роботи систем, тобто знизити і трудовитрати на підприємствах.

Склад обладнання систем автоматики

Основними зчитуючими, контролюючими та керуючими елементами систем автоматики є:

Датчики: температури повітря, вологості, води, перепаду тиску на повітряному фільтрі – всі вони призначені для контролю та реального фіксування параметрів роботи установки. Відповідно до показань датчиків моделюється той чи інший режим роботи установок.
Приводи виконавчих механізмів: повітряних клапанів, протипожежних клапанів або димовидалення, регулюючих водяних клапанів і т. д. Залежно від команди, що видається керуючими елементами, приводи можуть відкривати або закривати клапани, або пропорційно змінювати перетин на прохід повітря або води.
Перетворювачі частоти вентиляторів, насосів або роторнихрекуператорів, і навіть регулятори швидкості — перепризначені зміни частоти обертання керованого устаткування залежно від сигналу, що надходить із щита управління.
Термостати, реле протоки та інші компоненти автоматизації, робота яких дублює основні сигнали систем керування.
Контролери, регулятори напруги, температури у складі щитів управління – «мозок» систем автоматизації. Їх кількість, вид і функціональність цілком і повністю залежить від логіки управління, від типу керованих систем і кількості синхронно працюючих.

Різновиди систем автоматизації

Безперечним фактом є пряма залежність типу системи автоматики від обладнання систем вентиляції, що застосовується, і вимоги до функціональності управління системами та підтримання параметрів повітря.

Систем автоматизації можна назвати кілька типів:

Автоматика припливних систем із водяним або електричним нагріванням.
Комплексна автоматика припливних систем з нагріванням повітря та відповідних витяжних систем.
Автоматика припливно-витяжних установок із рекуперацією повітря.
Комплексна автоматика та управління всіма кліматичними системами: системою опалення, вентиляції, кондиціювання тощо.

Автоматика припливних систем з водяним або електричним нагріванням

Такий тип автоматизації є одним із найпростіших, що дозволяє контролювати мінімальну кількість параметрів та роботу обладнання окремих припливних систем. При цьому типі автоматизації узгодженого управління разом із витяжними системами немає.

Основними функціями таких систем є:

Підтримка температури припливного повітря;
Підтримка температуризворотного теплоносія;
Захист калорифера від обмерзання;
Контроль засмічення повітряного фільтра;
Регулює швидкість обертання вентилятора.

Щити автоматики для таких систем, як правило, поставляються комплектно з установками, тому що не потребують досконалої розробки програмного продукту управління та логікою системи. З економічної точки зору штатні комплектні шафи автоматики можна застосовувати при припливних системах вентиляції в будівлі невелика кількість і вони значно віддалені один від одного.

Комплексна автоматика припливних та витяжних систем

Даний тип автоматизації є одним із найпоширеніших, тому що дозволяється виконувати наступний набір функцій:

Підтримка температури припливного повітря в залежності від температури уставки контролера, а також коригування в залежності від температури витяжного повітря або температури базового приміщення. Тобто у разі коли відбувається зростання температури в приміщенні (або витяжного повітря загальнообмінних систем) автоматика видає сигнал на виконавчі механізми, що температуру припливного повітря можна знизити до заданого діапазону. Градієнт зниження температури припливного повітря не повинен бути нижчим за температуру точки роси.
Підтримка температури зворотного теплоносія.
Захист калорифера від обмерзання.
Контролює засмічення повітряного фільтра.
Управління якістю повітря в залежності від наповненості приміщення відвідувачами (наприклад, у торгових центрах та кінозалах). Зі збільшенням вмісту СО2 у витяжному повітрі контролер системи автоматики видає сигнал збільшення витрат повітря для розведення шкідливостей. При досягненні нормованих показників системи можуть виходити мінімальнийВитрата, тим самим забезпечується значна економія енергоресурсів.
Управління роботою вентиляторів припливних систем відповідно до роботи витяжних із загального обсягу приміщень. Ця функція дуже легко дозволяє здійснювати основні правила збалансованих систем вентиляції. Тобто, коли потрібно зниження витрати припливного повітря, система автоматики пропорційно знижує витрату витяжного повітря. При цьому системи мають бути загальнообмінними, керувати місцевими витяжними системами за таким принципом не можна з технологічної точки зору.

Щити управління комплексних систем автоматизації не є готовим продуктом, а мають розроблятися спеціалізованими організаціями разом із проектними організаціями. Контролери у таких системах застосовуються вільно програмованого виконання, у яких процесі програмування вшивається програма з певною логікою роботи систем вентиляції. Щитів управління може дорівнювати кількості сисетем, а можуть і об'єднуватися по зонах управління, якщо, наприклад, кілька припливних систем знаходяться в одній венткамері. Це дозволить значно економити на вартості контролерів, збільшуючи їх певними блоками розширення. Щити управління при цьому повинні бути з'єднані своєю внутрішньою мережею.

Автоматика припливно-витяжних установок із рекуперацією повітря

Системи загальнообмінної вентиляції з функцією рекуперації є різновидом систем вентиляції зі збалансованою роботою припливних та витяжних установок, з додаванням до системи автоматизації додаткових керуючих, сигналізуючих та контролюючих елементів.

Схема рекуператора

Основними функціями таких систем автоматики є:

Підтримкатемператури припливного повітря залежно від уставки або з коригуванням базового датчика повітря в приміщенні.
Контроль температури витяжного повітря до та після рекуператора з метою запобігти його заморожуванню або у разі застосування роторного рекуператора збільшити або зменшити його частоту обертання.
Контролює обмерзання каналів пластинчастого рекуператора в залежності від датчика диференціального тиску. У випадку, коли повітряні канали заростають інеєм або крижаною шубою, повинен відкритися байпас рекуператора або включитися перший ступінь нагрівання калориферів.
Підтримка температури зворотного теплоносія.
Захист калорифера від обмерзання.
Контролює засмічення повітряного фільтра.
Управління якістю повітря залежно від показань датчика СО2.
Управління роботою вентиляторів припливних систем відповідно до роботи витяжних із загального обсягу приміщень.
Управління частотою обертання роторного рекуператора в залежності від співвідношення температур припливного та витяжного повітря для досягнення максимальної ефективності та зниження витрат на нагрівання припливного повітря.

Комплексна автоматика та управління всіма кліматичними системами

Цей тип автоматизації інженерними системами є одним із найскладніших з погляду реалізації, але водночас дозволяє максимально ефективно використовувати всі зовнішні та внутрішні енергоресурси будівлі.

Суть даного способу полягає у контролі робіт інженерних систем, контролю загальних параметрів повітря з метою недопущення одночасної роботи «конкуруючих» установок.

Часто виникає ситуація коли системи опалення, ІТП та кондиціювання будівлі можуть працювати одночасно кожні у своєму режимі,згідно з програмою контролера кожної системи окремо. Загалом така робота є правильною, підтримуються всі параметри, але загальної логіки включення/відключення систем не передбачено. Такі ситуації можуть виникнути в перехідний період пори року, коли температура приміщення зі склінням, що виходить південний фасад, починає зростати, включається система кондиціонування будівлі, при цьому подача тепла в будинок не припиняється, оскільки показання вуличної температури повітря не дозволяють припинити обігрівати приміщення. Виникає перевитрата теплової та електричної енергії доти, доки ці системи вручну не будуть відрегульовані або відключені.

Комплексні системи автоматизації обов'язково повинні проектуватися одночасно з усіма інженерними системами будівлі та враховувати нюанси систем, орієнтацію будівлі з боків світу, роботу систем у перехідний період, зональне керування з урахуванням температур приміщень тощо.