Автоматизация систем вентиляции и установок кондиционирования Системы вентиляции

3.5. Автоматизация систем вентиляции и установок кондиционирования

Системы вентиляции

Вентиляционные системы предназначены для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий воздушной среды в производственных помещениях. В зависимости от выполняемых функций различают приточные и вытяжные системы, а также системы воздушно-тепловых завес.

Система приточной вентиляции обеспечивает подачу свежего воздуха определенной температуры в производственные помещения с помощью калорифера и вентилятора (рис.3.25,а)

Основным параметром регулирования этих систем является температура воздуха после вентилятора. Регулирование осуществляется путем изменения расхода горячей воды, подаваемой из теплосети. Одной из серьезных проблем при автоматизации приточных систем является защита калорифера от замерзания в зимнее время. Для этой цели предусматриваются два термометра сопротивления с позиционными регуляторами температуры. Один из термометров устанавливается на начальном участке воздуховода, другой – на трубопроводе воды после калорифера. Если температура воздуха ниже 3-4 ⁰С, а температура воды ниже 20 – 30 ⁰С, позиционные регуляторы срабатывают, выключают вентилятор, закрывают заслонку на воздуховоде и открывают клапан на трубопроводе воды. При рабочем отключении вентилятора система защиты осуществляет периодическое прогревание калорифера пропусканием горячей воды.

Рис.3.25. Схема управления системой приточной вентиляции: а – с калорифером, обогреваемым горячей водой; б – с электрокалорифером; 1-воздушный фильтр; 2-калорифер; 3-вентилятор

Если в качестве теплоносителя используют пар, то в калорифере нагревается только часть воздуха. Другая часть направляется непосредственно во всасывающую магистраль вентилятора. Регулирующие воздействия в этом случае будут вноситься изменением соотношения расходов основного и байпасируемого потоков воздуха. Система защиты при таком регулировании должна обеспечить закрывание клапана на магистрали пара при полном закрывании заслонки основного потока воздуха (или предотвращения перегрева незначительной части воздуха, который будет проникать через закрытую заслонку).

На рис.3.25.б показана схема регулирования электрокалорифера с четырьмя секциями равной мощности. Два позиционных регулятора осуществляют включение и выключение секций в зависимости от температуры воздуха за вентилятором. Точность такого регулирования плюс – минус 1С. Достоинство систем с электрокалорифером – отсутствие необходимости в устройствах защиты от замерзания. В отдельных случаях приточная вентиляция обеспечивает воздушное отопление производственных помещений за счет нагревание воздуха в нескольких последовательно установленных калориферах до 40 – 50 С. Заданная температура воздуха в помещении поддерживается регулятором температуры, изменяющим расход горячей воды в калориферы. Регулирующие клапаны на трубопроводах горячей воды настроены таким образом, чтобы при повышении температуры воздуха в помещении сначала закрывался регулирующий клапан последнего калорифера, и только в том случае, если этого недостаточно, в работу включались бы клапаны предыдущих калориферов.

В промышленности применяют и более сложную систему управления приточной вентиляцией – путем изменения производительности вентилятора в зависимости от температуры наружного воздуха. Если температура наружного воздуха уменьшится ниже того значения, которое было принято при расчете калорифера, то регулятор температуры пропорционально уменьшит расход воздуха и наоборот.

Для экономии тепла в отдельных случаях воздух после помещения частично возвращают в воздуховод перед калорифером. Температура воздуха после вентилятора при наличии рецикла стабилизируется путем изменения соотношения расходов наружного и рециркулирующего воздуха.

Системы вытяжной вентиляции. При автоматизации вытяжных систем решается задача защиты вентилятора от «опрокидывания» при его остановке. В момент «опрокидывания» вытяжная система начинает работать на приток за счет разрежения в помещении. Это тем более нежелательно в случае общего (на несколько вытяжных систем) выходного воздухопровода, так как в момент «опрокидывания» в помещение могут проникнуть вредные газы. Для исключения «опрокидывания» на воздухопроводе вытяжной системы устанавливают заслонку, блокируется с электродвигателем вентилятора. При остановке вентилятора заслонка закрывается и перекрывает вытяжной воздухопровод.

Если вытяжная система обслуживает помещения, в которых могут находиться особо опасные вещества, необходима установка резервного вентилятора. В автоматическом режиме при предусмотренной остановке рабочего вентилятора срабатывает реле потока воздуха, установленное на его воздухопроводе; оно дает на включение резервного вентилятора и открытие его заслонки.

Если помещение, обслуживаемое вытяжной системой, оборудовано и приточной вентиляцией с регулируемой производительностью, одновременно должна изменяться производительность и вытяжной системы. С этой целью на вытяжном воздухопроводе устанавливают заслонку, на которую подается регулирующее воздействие от регулятора, изменяющего расход воздуха приточной системы.

Система кондиционирования

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещении комфортных для человека условий и оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов, обеспечения длительной сохранности ценностей культуры и искусства в общественных зданиях и т.п. Кондиционирование воздуха является большим достижением науки и техники в деле создания искусственного климата в закрытых помещениях.

Кондиционер - это устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) - повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

Современная установка кондиционирования воздуха представляет собой комплекс технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, автоматического регулирования параметров, дистанционного контроля и управления.

Виды кондиционеров

Кондиционера подразделяются на:

· Мобильные - кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера.

· Моноблочный кондиционер - новый тип кондиционеров, для использования необходимо два отверстия в стене. Преимущества: простой монтаж и обслуживание, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы, низкий уровень шума. Недостаток: высокая цена

· Оконные - состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества: дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.

· Сплит-системы (англ. split -- расщепление) - состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой трассой фреонопровода (обычно используются медные трубки). Наружный блок содержит (подобно холодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок - испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие.

· Мульти-сплит системы - состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой трассой фреонопровода. Как и обычные, сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Устройство кондиционера

Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и любой холодильной установки) являются:

· компрессор - сжимает рабочую среду - хладагент (как правило, фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру;

· конденсатор - радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера - переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия;

· испаритель - радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение). Также в основном изготавливается из меди и алюминия;

· (терморегулирующий вентиль) - трубопроводный дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем;

· вентиляторы - создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.