Автоматизация систем вентиляции: функциональные параметры, плюсы и минусы

Основные узлы системы автоматизации отопления

датчики температуры (для помещения, уличные, теплоносителя) и давления, с помощью которых обеспечивается постоянное поступление информации о состоянии отопительной системы;
терморегуляторы (задатчики, термостаты), осуществляющие регулировку подачи теплоносителя;
приводы исполнительные устройства (клапанов, насосов циркуляционных и подпитки, частотные регуляторы) выполняют функцию регулирующих и предохранительных механизмов, обеспечивающих надёжную и безаварийную работу системы.
щиты автоматизации (контроллеры, модули расширения), осуществляющие управление отопительной системой

Воздуховоды и их разновидности

Почти все вентиляционные системы нуждаются в воздуховодах. Главные параметры каналов для воздушных масс:

тепло и шумоизоляция воздушных потоков;
полная герметичность и компактные размеры;
надежные крепления и прочный материал;
гладкая внутренняя поверхность.

Вентканалы могут быть встроенными или наружными, все зависит от типа помещения и особенностей его конструкции.

Типы воздуховодов и их особенности:

Металлические каналы – долговечные и довольно прочные изделия из оцинковки или нержавеющей стали. Могут иметь разную форму, что очень удобно для монтажа. Цена на такие устройства сравнительно невысока, они хорошо подходят для больших зданий и скрытого расположения.

Ассортимент металлических изделий позволяет подобрать воздуховод под ваши условия

Пластиковые каналы – изготавливаются из прочной полипропиленовой пластмассы и выглядят очень привлекательно. Пластик является хорошим шумоизолирующим материалом. Вентиляция в частном доме из гладких пластиковых труб не задерживает воздушные потоки. Пластмассовые конструкции имеют небольшой вес, легко монтируются и могут устанавливаться в помещениях с повышенной влажностью.

Пластиковые воздуховоды для вентиляции могут иметь разные размеры и виды, при необходимости в местах соединения используются переходники

Именно такие современные воздуховоды можно чаще всего встретить в жилых домах. Кроме классификации по типу материала, воздушные каналы можно разделить по форме. Встречаются изделия прямоугольного сечения, значительно экономящие свободное пространство и хорошо прилегающие к поверхности стен и потолков и круглые каналы, выгодно отличающиеся низким сопротивлением воздушным потокам.

Еще одна популярная разновидность воздушных каналов – гибкие гофрированные трубы. Их изготавливают из тонкого алюминия. Такие конструкции имеют хорошие аэродинамические свойства и легко монтируются своими руками.

Гофротруба может принимать любые формы

Этап проектирования. На, что требуется обратить внимание.

1. В первую очередь необходимо определить весь «функционал» будущей системы автоматизации. Есть базовые (обязательные) функции, которые присутствуют в любой системе: контроль и регулирование температуры, контроль параметров теплоносителя и пр. А есть функции, которые внедряются опционально: диспетчеризация, удалённое управление и пр.

2. На каком оборудовании (контроллере) будет осуществляться управление системой. Существуют программируемые логические контроллеры: – всю функциональную схему и принцип работы можно разработать на этапе проектирования и реализовать в программном обеспечении такого контроллера. В параметрических контроллерах программное обеспечение «залито» изготовителем и не подлежит изменениям.

4. Выбор кабелей и проводов, а также способ их прокладки от шкафа управления до исполнительных механизмов, датчиков, реле и пр. очень важный этап проектирования. Для датчиков, реле, термостатов необходимо использовать экранированный кабель. Прокладывать его необходимо отдельно от силовых кабелей, питающих электродвигатели во избежание возникновения помех.

5. Обеспечение требуемой категории электроснабжения для системы автоматики. Часто бывает так, что к системе автоматизации подводят электроснабжение по той же категории, что и для вентиляционного оборудования в целом. И как правило – это третья категория. В таком случае высока вероятность возникновения аварийной ситуации в следствии пропадания электроэнергии. Система автоматики попросту не сможет выполнить свои функции по защите оборудования.

Основные задачи автоматики для вентиляции

Поскольку на современном рынке представлено большое количество всевозможных технических устройств для автоматизации вентиляции, набор их функций также чрезвычайно широк.

Основные функции модуля управления, оснащенного элементами электронного интеллекта:

Поддержание заданных параметров микроклимата внутренних помещений – температуры и влажности воздуха, насыщенности углекислым газом и т.д.
Возможность для оператора удаленного управления вентиляторами, дистанционного их включения и отключения.
Осуществление автоматизированного контроля над датчиками работы всех узлов и агрегатов вентиляционного оборудования.
Самостоятельный перевод оборудования в летний или зимний режим.
Контроль над уровнем загрязнения фильтрующих устройств с функцией подачи сигнала о необходимости прочистки.
Открывание и закрывание заслонок воздуховодов, регулировка производительности приточных и вытяжных вентиляторов.
Прекращение подачи свежего воздуха при срабатывании пожарной сигнализации.
Отключение электропитания при аварийных ситуациях – резких скачках или понижении напряжения. Это позволяет предотвратить выход из строя приборов, датчиков и отдельных узлов вентиляционной системы.

Дополнительные функции

Современные производители для максимально полного удовлетворения запросов покупателей, уделяют особое внимание не только надежности выпускаемого оборудования. Немаловажным фактором в конкурентной борьбе за потребителя является оснащение продукции как можно большим дополнительным функционалом

Сегодня стали доступны такие высокоинтеллектуальные функции, как:

Подключение вентиляции к единому электронному диспетчеру управления «умный дом».
Управление настройками через интернет-приложения, при помощи Wi-Fi и блютуз.

Оснащенная современным функционалом автоматическая аппаратура становится понятной и простой в управлении, подобно прочей бытовой технике.

Виды вентиляции в производственных помещениях

Требования к вентилированию производственных помещений, как правило, выше, чем к вентиляции в жилых зданиях. Это обусловлено наличием вредных примесей в атмосфере рабочих цехов, насыщенной выхлопом агрегатов, испарениями опасных для здоровья веществ.

Системы в больших производственных помещениях работают за счет разницы температур и высоты потолков. Не могут они обойтись и без принудительного нагнетания и удаления воздушных потоков.

Вентиляционные каналы устанавливаются под потолком цеха. Как правило, это большие металлические конструкции с мощными вентиляторами. Вывод отработанных газов производится через аэрационные установки на крыше здания.

Подача свежего воздуха осуществляется непосредственно в зону, где работают люди

Основные составляющие автоматической вентиляционной системы

Стандартное вентиляционное оборудование:

рекуператоры
вентиляторы
охладители
клапаны
калориферы
фильтры
заслонки
иное оборудование.

Дополнительные устройства, которые будут осуществлять контроль над системой:

датчики (предоставление необходимой для работы системы данных)
регуляторы (координация деятельности механизмов в соответствии с показаниями датчиков)
контролирующие системы

Контроллер, именно он принимает решение о том, как будет действовать система и подает команды механизмам, задействованным в системе.

Все управляющее оборудование размещается в специальных шкафах автоматики вентиляции, в зависимости от потребности система может быть выполнена по усложненной схеме или представлять собой стандартный комплекс. В любом случае многофункциональность составляющих обеспечивает бесперебойную и качественную работу системы, которая не будет требовать дополнительных вложений в течение долгого времени.

Система автоматики для модульных систем вентиляции

Модульная система вентиляции — это система вентиляции, которая набирается из отдельных элементов для создания требуемых условий в помещении (вентиляторы, калориферы, фильтры, шумоглушители и решетки, воздуховоды). Такие системы просты в монтаже, надежны, дешевы и наиболее распространены.

Система автоматики вентиляции должна обеспечивать:

регулирование скорости вращения вентилятора;
защиту водяного калорифера от замерзания;
поддержание заданной температуры воздуха в воздуховодах или помещении;
индикацию степени загрязнения фильтров.

Система автоматики вентиляции включает в себя такие основные элементы:

датчики — это элементы систем автоматики, с помощью которых производят измерение различных параметров (температуры, давления, влажности и т.д.) регулируемой системы в реальном времени. Выбор датчиков автоматического управления вентиляцией осуществляется по условиям эксплуатации, диапазону и требуемой точности измерений. Изменение параметров системы вентиляции фиксируется датчиком и с помощью электрического сигнала информация подается на регулятор;
регуляторы — это один из основных элементов системы, обеспечивающий управление исполнительными механизмами по показаниям различных датчиков;
устройства ввода — периферийное оборудование для занесения данных или сигналов в электронное устройство системы вентиляции во время его работы;
управляющие устройства (контроллеры) — устройства управления в электронике вентиляционной системы;
исполнительные механизмы представляют собой приводную часть исполнительного устройства (привода, смесительные узлы и др.). Исполнительные механизмы делятся на электрические, пневматические и гидравлические.

Элементы автоматического управления вентиляцией и некоторые исполнительные элементы обычно объединяются в щит автоматики. Щиты автоматики изготавливаются с использованием сертифицированного оборудования ведущих мировых производителей, таких как:

ABB,
Legrand,
Siemens,
Schneider Electric,
Finder,
Allen-Bradley,
General Electric,
Entrelec,
Phoenix Contact,
Regin и других.

Столь широкий выбор щитов автоматики вентиляции, имеющих высокое качество, позволяет Заказчику проводить гибкую и экономически эффективную подборку устройств, предлагаемых разными производителями.

Автоматизация позволяет повысить производительность труда, улучшить качество продукции, как уже говорилось оптимизировать процессы управления, отстранить человека от производств, опасных для здоровья. При этом, автоматизация, за исключением простейших случаев, требует комплексного, системного подхода к решению задачи. В состав систем автоматизации входят датчики (сенсоры), устройства ввода, управляющие устройства (контроллеры), исполнительные устройства, устройства вывода, компьютеры.

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.

Заключение

В заключение можно сказать, что на сегодняшний день автоматизация вентиляции уже давно не является каким-то новшеством и в большинстве случаев, это обязательное условие для запуска того или иного предприятия (цеха). Кроме того, такое устройство постепенно захватывает не только промышленную, но и бытовую сферу – оно входит в систему «умного дома».

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

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

Проектирование системы автоматизации вентиляции и кондиционирования

Система автоматизации вентиляции и кондиционирования является одним из наиболее сложных проектов инженерных систем здания.

Это связано с большим количеством точек контроля и исполнительных устройств в системе и учетом нескольких режимов работы системы, включая зимний и летний. Предусматривают:

Автоматическое управление производительностью установок систем вентиляции;
Сблокированную работу двигателей приточно-вытяжных вентиляторов и заслонок на воздухозаборе;
Автоматическую регулировку температуры подающего воздуха;
Автоматическое отключение систем при аварийных ситуациях;
Защиту калориферов от замораживания;
Разные режимы пуска в зависимости от сезона;
Контроль параметров внешней и внутренней среды, и параметров техпроцесса- температур, перепадов давления, влажности и т.п.

Проект разрабатывается по заданию технологов – специалистов, разработчиков проекта вентиляции и кондиционирования. В стандартный комплект чертежей включают:

Общие данные;
Структурные схемы, при необходимости;
Задание на программирование системы;
Функциональные схемы автоматизации для каждой из подсистем – по ним будут собираться щиты автоматизации;
Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
Схемы внешних соединений для щитов автоматизации (фактически это таблица соединений);
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.

Основные узлы автовентиляции

Проект системы автоматической вентиляции требует достаточно трудоёмкий и сложной работы инженеров, такой процесс требует не только теоретических знаний, но и большого опыта.

Необходимые знания:

аналогичную системную структуру;
главные части и основные узлы;
логическую работоспособность и совокупность всех деталей и аппаратов.

Для того чтобы применить самую оптимальную комплектацию приборов для системы и контроля над ней обязательно учитывать номенклатуру отличных производств, а также обладать эксплуатационным опытом такой аппаратуры. Нелишним будет и изучение отзывов пользователей, чтобы понимать соотношение цены и качества модели на сегодняшний день. Это позволит приобретать качественную систему на выгодных условиях.

У новейших вентиляционных систем идёт оснащение любым типом аппаратуры — цифровой и аналоговой, она включает в себя три базовых группы:

Сенсорные приборные панели и датчики. Группа содержит разные средства для информационного набора о настоящем состоянии комплекса, отталкиваясь от типа температуры, давления, содержания влаги в воздухе, токовой силы и т. п. Собранная информация трансформируется в электросигнал, и подаётся на контроллерный вход.
Контроллеры с регуляторами входят в группу, которая собирает и проводит аналитику данных датчиков. Затем, основываясь на анализе, выдаёт распоряжение выключателю или исполнительной механике, меняя при этом режимность работы в целом или частично. Сборка регуляторов возможна как аналоговая (в основе аналоговые логические схемы), так и цифровая (в основе цифровая техника с ПО).
Исполнительная механизация включает в себя разновидности приводов, регулирующих органов и других механизмов, посредством которых контроллеры передают команды для изменения параметров. В качестве исполнительной механики выступают: автоклапаны приточной системы, следящий привод (сервопривод), выключатель отсечки тока, частотный регулятор оборотов ротора в электрическом двигателе и т. д.

Проектирование системы автоматизации кондиционирования

Проект автоматизации систем кондиционирования выполняется с учетом технологических требований специалистов-проектировщиков ОВ:

Автоматизации подлежат холодильные машины, циркуляционные насосы, двух- и трех-ходовые клапаны, другое оборудование;
Учитываются летний, зимний, переходный, аварийный режимы работы систем;
Предусматривается синхронизация работы холодильных машин, циркуляционных насосов клапанов;
Предусматривают переключение основного и резервного насосов, для равномерного расходования ресурса;
Предусматривают передачу информации в систему диспетчеризации здания и реакции при получении тревожного сигнала от системы пожарной сигнализации.

Типичный состав проекта автоматизации системы кондиционирования содержит листы:

Общие данные;
Структурные схемы, при необходимости;
Задание на программирование системы;
Функциональные схемы автоматизации для каждой из холодильных станций;
Схемы связи контроллеров системы автоматизации;
Схемы внешних соединений для щитов автоматизации (фактически это таблица соединений);
Схемы соединений со смежными системами автоматизации;
Принципиальные электрические схемы щитов автоматизации, двигателей насосов, управления клапанами;
Принципиальные схемы питания щитов автоматизации;
План расположения оборудования и проводок систем автоматизации;
Кабельные журналы;
Монтажные схемы;
Спецификация оборудования и проводок.

Устройство вентиляционной щитовой для системы с установкой электрического калорифера

Щит управления приточной вентиляцией с электрическим калорифером

Для обустройства данной щитовой используются следующие составляющие автоматики:

регулятор установки температурного режима (одним из лучших вариантов будет использование шведских деталей компании Regin);
группа управления вентиляторами приточной, вытяжной системы. Лучшим вариантом является установка приборов, осуществляющих ступенчатую или плавную регулировку;
индикаторы использования вентиляционной установки;
группа приборов для поддержания номинальной температуры в помещении;
выключение подачи электричества на калорифер, при отключении приточных вентиляторов;
группа приборов для отключения, индикации загрязнения воздушных фильтров;
устройство защитного отключения при перегреве системы;
система автоматического выключения при пиковых токах короткого замыкания, значительных перегрузках.

Основные узлы системы

Проектирование подобных систем является сложным делом, требующим определенных знаний и навыков, поэтому шкаф автоматики вентиляции должен настраивать специалист, который в этом разбирается. Чтобы работать с приборами, нужно знать назначение каждого узла, особенности его работы и взаимодействия с другими элементами. Нужно иметь опыт работы с различными аппаратами и техникой от разных производителей. Именно поэтому выполнять всю работу должны профессионалы, которые имеют необходимые знания и опыт.

Современные щиты автоматики для систем вентиляции включают в себя довольно много различного оборудования. Все приборы, которые каким-либо образом задействованы в создании системы управления, можно разделить на три группы:

Сенсорные датчики. Эти устройства собирают всевозможную информацию о состоянии системы, считывая уровень влажности, температуры, давления и прочие важные показатели. Они подают электрический сигнал, который поступает дальше в систему.
Регуляторы и контроллеры. Эти приспособления отвечают за дальнейший анализ полученных данных. Они сравнивают информацию между собой, а также с установленными нормами, проводят логический анализ и на его основе подают какие-либо команды в систему, включая или отключая определенные функции.
Исполнительная механика. Эти детали обеспечивают выполнение полученных команд, заставляя приборы исполнять определенные функции и действия.