Автоматизированная система управления вентиляцией и кондиционированием

Что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции

Сегодня системы вентиляции и кондиционирования присутствуют во всех вновь строящихся здания. Их закладывают на стадии разработки проектов, потому что они обеспечивают: вентиляция – отток загрязненного воздуха и подачу свежего, кондиционирование – обеспечивает комфортные условия нахождения людей в помещениях, а именно приводит влажность и температуру к нормальным показателям. Так как обе системы достаточно сложные, то для них разрабатывается автоматизация, которая следит за параметрами их работы. В этой статье разберемся, что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции.

Зачем нужна

Во-первых, надо отметить, что нормальными условиями внутри помещения считаются:

температура +20-24С;
влажность – 40-65%;
скорость перемещения воздуха – 1 м/с.

Чтобы контролировать эти параметры, необходимо тщательно просчитать и собрать автоматизацию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом проектом определяются сразу места их установки и функциональное назначение. Очень часто в зданиях с большими габаритами и множеством помещений применяется система кондиционирования, которая включает в себя несколько подсистем. И, как показывает практика, все подсистемы работают в индивидуальном режиме. Чтобы за всеми ими проследить, и производится установка автоматики системы кондиционирования.

Необходимо понимать, что система кондиционирования и вентиляции достаточно затратна в плане потребления электроэнергии. Поэтому очень важно правильно настроить автоматику, обеспечивающую контроль над кондиционерами и вентиляторами. И если с последними проблем не возникает, потому что их настраивают на определенную скорость вращения, которая практически все время будет постоянной, то у кондиционеров настройка более сложная.

Ведь их работа в основном зависит от влажности и температуры воздуха внутри помещений. А эти две величины непостоянные. А значит, автоматику придется настраивать так, чтобы она в первую очередь контролировала эти два параметра, а затем передавала сигнал на кондиционеры. И они будут по мощности работать то с увеличением, то со снижением. И здесь настройку можно сделать так, чтобы и внутри помещений условия были нормальными, и потребляемая мощность кондиционеров не была максимальной.

За это отвечает диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования. А именно несколько приборов, которые обрабатывают данные и передают их на оборудование. При этом выдерживается строго последовательность алгоритмов, которые программируются индивидуально для каждого вида оборудования.

Автоматизация вентиляции и кондиционирования

Существуют три вида систем автоматизации вентиляции и кондиционирования: частичная, комплексная и полная. Чаще всего используют две первые. Сама автоматика состоит из нескольких блоков, контролирующих разные процессы:

датчики или, как их называют специалисты, первичные преобразователи;
вторичные;
регуляторы автоматические;
исполнительные механизмы, в некоторых схемах применяются регулирующие приборы;
электротехническая аппаратура, с помощью которой регулируются электроприводы вентиляторов и кондиционеров.

В основном все эти механизмы и приборы, входящие в состав промышленной автоматизации, являются стандартными. То есть, они производятся по ГОСТам серийно. Но есть некоторые из них, которые выпускаются мелкими партиями и предназначаются именно для систем кондиционирования воздуха, для систем отопления и вентиляции. К примеру, датчики для контроля над влажностью воздуха или температурные регуляторы марки Т-8 или Т-48.

Обычно все приборы, которые показывают параметры условия внутри помещений, устанавливают в специальный отдельный щит. При этом необходимо понимать, что чем больше подсистем в здании, тем больше щитов приходится устанавливать. Это усложняет проведение контроля над параметрами, которые необходимо периодически снимать. Чтобы упростить данный процесс, сегодня в разветвленных системах кондиционирования и вентиляции организуется пульт управления, за которым сидит оператор. Один человек полностью контролирует весь процесс. При этом с помощью интернета решается задача сигнализации и возможности контролировать все параметры на расстоянии. То есть, на телефон может прийти SMS с данными обо всех происходящих процессах.

Что касается датчиков, то очень важно правильно расположить их по помещениям с определенной частотой размещения. Именно эти небольшие приборы начинают реагировать на изменения параметров воздуха. Именно они дают толчок к началу изменения работы оборудования. Но в функции систем автоматизации вентиляции и кондиционирования воздуха входит не только отслеживание условия внутри помещения здания. В каждом воздуховоде устанавливаются датчики, которые отслеживают, а не попало ли что-нибудь внутрь. Ведь даже небольшой посторонний предмет может попасть в оборудование и вывести его из строя. Это очень важно и для заслонок, которыми перекрываются отвод и подача воздуха.

Любая автоматизация включает в себя и систему оповещения и сигнализации. Здесь стандартно: звуковая и световая.

Диспетчеризация вентиляции и кондиционирования

Диспетчеризация – это сбор сигналов с датчиков и на их основе управление всеми процессами. Основными функциями диспетчеризации вентиляции и кондиционирования являются:

Индексация поступающих сигналов от датчиков, их обработка и настройка.
Подача сигнала диспетчеру, если в системе произошли отклонения от заданных параметров или возникла нестандартная или аварийная ситуация.
При необходимости производится перевод работы всей схемы в аварийный режим.
Если возник пожар в здании, включается система отвода дыма.
Строго отслеживаются параметры воздуха, которые поддерживаются на всем протяжении работы оборудования.
При необходимости регулировка заданных параметров.
В часы пониженных нагрузок системы вентиляции и кондиционирования переводятся в режим экономии электроэнергии и других видов энергоносителей (пар, горячая вода).
Обрабатываются данные в момент включения или отключения.

Читать еще: Вентиляторы в системе вентиляции частного дома

В зависимости от того, какие требования заказчик предъявляется к кондиционированию, автоматизация может производиться с использованием свободно-контролируемых приборов (контроллеров) или с добавлением так называемых программно-аппаратных комплексов. Второй вариант дороже, но он дает возможность объединить в одном пункте контроля все рычаги управления.

При этом необходимо понимать, что ситуации в больших зданиях с несколькими подсистемами могут быть разными. Поэтому кондиционирование и вентиляция разделяется на модули в плане обеспечения диспетчеризации. И каждый модуль при возникновении внештатной ситуации может работ автономно.

можно организовать управление большим количеством модулей, которые по мере необходимости подключаются параллельно;
настройка сбора данных, которые необходимы пользователю;
возможность передача данных на другие компьютеры;
контролируется телефонная и компьютерная сети;
автоматизация процессов передачи данных от нижних уровней к пульту управления;
передача данных на телефон.

Контроллеры для автоматизации и диспетчеризации

В принципе, необходимо отметить, что технологическая схема кондиционирования и вентиляции здания, в которую входит контроллер, является стандартной, а точнее базовой. Ее можно изменять под нужные требования с дополнением. К примеру, можно изменить контроль температуры внутри помещений не через канальный датчик, установленный в воздуховодах системы отводной вентиляции, а через каскадный, который устанавливается непосредственно в самом помещении. Или можно внести в конфигурацию подогрев жалюзи в кондиционировании, которые открывают или закрывают проемы.

То есть, диспетчеризацию систем вентиляции и кондиционирования с учетом установленных контролеров можно развивать по разным схемам. И при этом можно подобрать такую технологическую цепочку, которая будет выгодна именно для определенного вида зданий, где установлены разные требования к отдельным помещениям.

Автоматизация в быту

Сегодня все чаще звучит термин – «умный дом». По сути, это автоматизация контроля над всеми сетями, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность человека в собственном доме. Конечно, это обширная сеть, в задачи которой входит:

безопасность внешняя и внутренняя (последняя – это слежение за сотрудниками, выполняющих бытовую работу в доме);
контроль и слежение за аварийными ситуациями: утечка газа, холодной или горячей воды;
создания благоприятного климата внутри помещений, а это касается кондиционирования, отопления и вентиляции.

При этом диспетчеризация строго контролирует всю работу инженерных сетей. И если есть необходимость изменить какой-либо параметр, нет нужды бегать по этажам к щитам автоматики, чтобы провести настройку. «Умный дом» снабжается отдельно установленным мини-пультом или мини-блоком, через который и проводится регулирование и настройка требуемых режимов.

Самое главное, что вся автоматизация завязана на диспетчеризации с установленных в нее контроллеров. То есть, технологическая схема здесь точно такая же, как и на любом объекте, где присутствуют модульные схемы кондиционирования и вентиляции.

Автоматизированная система управления вентиляцией

Объекты управления

Приточная, вытяжная, приточно-вытяжная вентиляция административных и торговых зданий, помещений промышленных предприятий.

Снижение затрат на расход энергоресурсов и эксплуатацию вентиляционных систем
Повышение качества управления процессом воздухообмена.

Задачи

Создание полноценной автоматизированной системы управления вентиляционными установками
Отображение графической информации о состоянии вентиляционных систем
Обеспечение возможности поэтапного внедрения и расширения системы до полномасштабной АСУ системами жизнеобеспечения зданий.

Функции

Сбор и обработка оперативной информации с датчиков и исполнительных устройств об измеряемых режимах и параметрах работы инженерного оборудования
Отображение оперативной информации в виде мнемосхем, трендов на мониторах АРМ с разграничением прав доступа пользователей
Регистрация событий системы
Извещение о возникновении нарушений (технологическая сигнализация)
Управление вентиляционными установками (автоматическое и ручное дистанционное)
Поддержание заданной температуры воздуха по канальному датчику при помощи встроенного ПИД-регулятора
Каскадное регулирование по комнатному датчику температуры
Предварительный подогрев водяного нагревателя вентиляционной системы
Контроль режимов работы вентиляционных установок
Контроль загрязненности воздушного фильтра вентиляционной установки
Работа в автоматическом режиме по расписанию
Диагностика достоверности принимаемой информации
Архивирование истории параметров.

Архитектура

Автоматизированная система управления вентиляцией (АСУВ) представлена тремя иерархическими уровнями.

В состав первого (нижнего) уровня входят датчики сигналов и исполнительные устройства.

Читать еще: Как сделать лестницу на склоне своими руками

Второй (средний) уровень состоит из контроллеров С2000-Т производства компании БОЛИД. Контроллеры обеспечивают выполнение функций контроля, регулирования и управления инженерным оборудованием в объеме, достаточном для поддержания работы всех трех видов вентиляционных систем (приточная, вытяжная, приточно-вытяжная) в соотношении «одна система – один контроллер». Для вытяжной вентиляции реализовано подключение двух вентиляционных установок к контроллеру. Все алгоритмы готовы и требуют только настройки.

Перечень параметров контроллера С2000-Т

Примечание:
AI – аналоговый входной сигнал термосопротивления (ТСМ, ТСП)
АО – аналоговый выходной сигнал постоянного напряжения (0-10 В)
DI – дискретный входной сигнал типа «сухой контакт» (24 В)
DO – дискретный выходной сигнал типа «сухой контакт» (24 В)

Третий (верхний) уровень включает в себя автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора на базе SCADA КРУГ-2000, совмещенное по функциям с архивным сервером.

Аналоговые и дискретные сигналы с датчиков и исполнительных устройств приточной, вытяжной и приточно-вытяжной вентиляции поступают на контроллеры, проходят первичную обработку и далее по цифровому интерфейсу RS485 (протокол Modbus) передаются на АРМ оператора с целью их дальнейшей обработки, отображения и хранения. С АРМ оператора осуществляется также дистанционное управление исполнительными устройствами вентиляционных систем.

Особенности

Контроллер С2000-Т (производитель – компания БОЛИД):

специализируется на выполнении задач контроля, регулирования и управления, в том числе в составе систем автоматизации и диспетчеризации инженерного оборудования зданий
имеет бортовые входы/выходы (6 дискретных входов, 6 дискретных выходов, 6 аналоговых входов, 2 аналоговых выхода) для подключения датчиков сигналов и выдачи управляющих воздействий на исполнительные устройства, что не требует приобретения дополнительного оборудования, например модулей ввода/вывода физических сигналов
поддерживает обмен по стандартному программному протоколу Modbus
обеспечивает легкое и удобное конфигурирование программного обеспечения
производство в России.

SCADA КРУГ-2000 ® (НПФ «КРУГ») – универсальный программный продукт, предназначенный для создания систем автоматизации технологических объектов во многих отраслях промышленности, и обладающий следующими особенностями:

надежность SCADA подтверждена многочисленными внедрениями во многих отраслях промышленности, в том числе на особо опасных производствах энергетики, нефтяной и газовой промышленности
наличие готовых проектов и шаблонов для реализации систем вентиляции, а также полномасштабной АСУ зданиями и сооружениями
модульность построения и масштабирование позволяют поэтапно наращивать и расширять систему до полномасштабной системы управления жизнеобеспечением здания
открытость и поддержка международных стандартов, спецификаций и протоколов обмена позволяют осуществлять интеграцию с большинством приборов сторонних производителей.
мощные и в то же время интуитивно понятные средства среды разработки пользовательских проектов позволяют заказчику проводить изменения в системах своими силами, без привлечения подрядных организаций
SCADA КРУГ-2000 включена в Единый реестр российских программ, является 100% импортозамещающим продуктом

Преимущества

Создание полноценной системы диспетчерского контроля и управления с возможностью непрерывного слежения за работой вентиляционной системы
Своевременное предоставление оперативному персоналу качественной информации о ходе технологического процесса, состоянии инженерного оборудования и технических средств управления
Снижение вероятности ошибочных действий оператора за счет своевременного представления информации в наглядном виде
Повышение эксплуатационного ресурса вентиляционного оборудования за счет немедленного реагирования на сбои в системе
Снижение расхода энергоресурсов за счет реализации функций автоматического регулирования и управления
Возможность масштабирования и наращивания функционала системы, в том числе силами Заказчика
Минимизация затрат на выполнение инжиниринговых работ Заказчиком, требуется только настройка проекта
Долговременное хранение полученных данных
Оптимальное соотношение «цена – качество» системы.

Демонстрационный проект

Для детального ознакомления с возможностями системы мониторинга температуры и влажности создан демонстрационный проект АСУ системами жизнеобеспечения здания.

Зарегистрируйтесь на сайте, скачайте архив проекта, распакуйте и запустите setup.exe из папки “АСУЖЗ”.

Опросный лист

Для заказа системы мониторинга температуры и влажности скачайте опросный лист, заполните и пришлите по адресу krug@krug2000.ru.

Заказать систему или задать любые вопросы нашим специалистам Вы также можете с помощью формы обратной связи.

Автоматика для систем вентиляции и кондиционирования

Систему обеспечения офисного здания невозможно представить себе без установленных подсистем обеспечения принудительной вентиляции и кондиционирования. Вентиляция – это процесс удаления загрязненного воздуха из внутреннего объема помещения, заменив его внешним чистым или подмешивая определенный объем из помещения. Кондиционирование – процесс обеспечения наилучших показателей температуры и влажности для обеспечения комфорта тех людей, которые находятся в здании, для продолжения срока службы техники или мебели.

Схема приточной вентиляции

Суть автоматизации

Получая заданные параметры, введенные в автоматику кондиционера, система начинает достигать, а далее поддерживать уровень влажности и температуры. Нормальными параметрами для среды, где находятся люди, считается:

влажность на уровне от 40 до 60%;
температура – 20-24 градусов;
скорость движения воздуха во внутреннем объеме до 1 м/с.

Читать еще: Веранд балкон к даче своими руками

Для удобства контроля и повышения комфорта применяют автоматические системы кондиционирования, места установки и функциональность которых определяется еще на этапе проектирования. Учитывая тот факт, что для гарантирования бесперебойной работы могут применяться сразу несколько дублирующих систем, либо работающих на 50 % мощности, такая автоматизация должна включать в себя управление сразу несколькими подсистемами.

Правильно настроенная и установленная система контроля кондиционерами и вентиляции способна не только улучшить условия жизнедеятельности людей внутри помещения, но и снизить затраты на работу системы, эффективно обрабатывать и осуществлять контроль параметров воздуха, включая влажность, температуру.

Автоматику для кондиционирования составляют программные и аппаратные средства, по обеспечению контроля над оборудованием. Заранее составленная индивидуальная последовательность алгоритмов, гарантирует корректную работу оборудования при изменении ключевых параметров воздуха, при возникновении внештатных ситуаций или при выходе из строя тех или иных подсистем.

Управление всей системой можно с одного пульта

Установив элементы контроля, можно легко интегрировать подсистему управления вентиляцией и кондиционированием воздуха в систему управления жизнеобеспечением здания. Таким образом, большие объекты, сложные системы и механизмы управления становятся доступными с одного пульта, который даже может быть подключен к доступу через сеть Интернет или высылать СМС оповещение инженеру или оператору.

Промышленные центральные кондиционеры – это очень сложные приборы, которые снабжены огромным количеством всевозможных датчиков и устройств контроля состояния воздуха. При этом система управления может запускать режим самодиагностики, который включает в себя сбор данных с модульных частей оборудования, заменять локальную температуру и тестировать работоспособность заданных узлов и агрегатов.

Внештатные ситуации, такие как перебои в электроснабжении, попадание сторонних предметов в каналы и вентиляторы, перепады напряжения, выход из строя датчиков должны отслеживаться установленным программно-аппаратным комплексом. Он прост в использовании, не потребует длительного обучения вашего персонала, однако существенно снизит количество регулярно затрачиваемого времени на обслуживание центрального кондиционера.

Автоматические щитки управления имеют универсальные разъемы и могут подойти к любому типу климатической техники, однако стоит учитывать, что устройства контроля имеют различную базовую функциональность.

Эффективность

В качестве достоинств автоматизированных систем контроля над кондиционированием и вентиляцией воздуха можно назвать:

Централизованное управление – очень популярные в последнее время системы контроля над обеспечением здания подразумевают использование одного, главного пульта контроля. Это упрощает взаимодействие программно-аппаратной среды с оператором, гарантирует быстрый доступ ко всей необходимой информации и своевременно управление. Перевод здания в разные режимы работы занимает считанные минуты, и включает изменение параметров системы безопасности, отопления, управления освещением, лифтами и многое другое.
Эффективное использование ресурсов предприятия снижает расходы на обеспечение вентиляцией воздуха и кондиционированием здания. Количество людей в помещении может меняться, меняются также и параметры воздуха снаружи здания, внутри помещений. От подбора оптимальных автоматических настроек зависит и энергопотребление центрального кондиционера.
Правильно спроектированная и смонтированная система быстро обеспечит заданные в автоматическом или ручном режиме параметры воздуха. Делается это по заранее установленной схеме, которую может корректировать оператор.
Обеспечение безопасной работы оборудования, включая экономию его ресурса.
Отслеживание в режиме реального времени основных параметров входящего и выходящего воздуха, состояния засоренности фильтров, скорости работы вентиляторов с единого центра управления.
Обеспечение дистанционного оборудования и удаленная диагностика работоспособности сложного комплекса.

В целом, установка автоматики контроля работы кондиционера и вентиляции воздуха способна экономить от 50 до 70% всех энергетических затрат.

В качестве входящих данных предусмотрены:

температура воздуха внутри и за пределами помещения;
абсолютная влажность поступающего воздуха;
относительная влажность;
расчетная энтальпия воздуха;
данные с установленных датчиков;
скорость движения ветра за пределами здания.

Заключение

Система кондиционирования относится к системам с более высокими требованиями к точности, поскольку даже незначительное изменение рабочих параметров моментально приводит к падению комфорта, увеличению расходов на обслуживание и нагрузки на дорогостоящее оборудование.

Важным процессом в работе автоматики является не только изменение входящих параметров под заранее установленные, но и процесс контроля поддержки температуры и влажности.

При этом реакция на изменение входящих данных должна происходить мгновенно, а при наличии зональных контроллеров и термостатов эффективно обрабатывать данные с размещенных внутри помещения датчиков.

Проектирование автоматизации СКВ предусматривает анализ целевого назначения здания, режима его использования, расчета оптимальных параметров и составление программы работы холодильного центра, подсистемы подачи свежего воздуха, центрального кондиционера. Баланс между требуемыми и фактическими параметрами должен достигаться по энергоэффективной схеме, которая обеспечивает продолжительную работу всего оборудования.

Источники:

http://aeroclima.ru/kondicionirovanie/avtomatizatsiya/
http://www.krug2000.ru/decisions/solutions_automat/sistema-upravlenija-ventiljaciej.html
http://klivent.biz/ventilyaciya/avtomatizacija-ventiljacii-i-kondicionirovanija.html

голоса

Рейтинг статьи