3.2 Автоматизация систем вентиляции, кондиционирования воздуха

В современных требованиях к автоматизированным системам вентиля­ции (СВ) и кондиционирования воздуха (СКВ) содержатся два противоре­чивых условия: первое - простота и надежность эксплуатации, второе -высокое качество функционирования.

Основным принципом в технической организации автоматического управления СВ и СКВ является функциональное оформление иерархиче­ской структуры подлежащих выполнению задач защиты, регулирования и управления.

Всякая промышленная СКВ должна быть снабжена элементами и уст­ройствами автоматического пуска и останова, а также устройствами защи­ты от аварийных ситуаций. Это первый уровень автоматизации СКВ.

Второй уровень автоматизации СКВ - уровень стабилизации режимов работы оборудования.

Техническая реализация третьего иерархического уровня - в настоящее время успешно разрабатывается и внедряется в промышленности (СВ и СКВ).

Решение задач третьего уровня уравнения связано с обработкой ин­формации и формированием управляющих воздействий путем решения дискретных логических функций или проведения ряда определенных вы­числений.

Трехуровневая структура технической реализации управления и регу­лирования работой СКВ позволяет осуществить организацию эксплуатации систем в зависимости от специфики предприятия и его служб эксплуатации. Регулирование систем кондиционирования воздуха основано на анализе стационарных и нестационарных тепловых процессов. Дальнейшая задача состоит в автоматизации принятой технологической схемы управления СКВ, которая автоматически обеспечит заданный режим работы и регули­рования отдельных элементов и системы в целом в оптимальном режиме.

Раздельное или совокупное поддержание заданных режимов работы СКВ проводятся приборами и устройствами автоматики, образующими как простые локальные контуры регулирования, так и сложные многоконтур­ные системы автоматического регулирования (САР). Качество работы СКВ определяется главным образом соответствием создаваемых параметров микроклимата в помещениях здания или сооружения их требуемым значе­ниям и зависит от правильности выбора как технологической схемы и ее оборудования, так и элементов системы автоматического управления этой схемы.

Регулирование по оптимальному режиму

В последнее время начинают применять метод регулирования системы кондиционирования воздуха по оптимальному режиму (разработанный А. Я. Креслинем), позволяющий во многих случаях избежать повторного подогрева воздуха, охлажденного в оросительной камере, а также более рационально использовать теплоту рециркуляционного воздуха. В любой момент времени воздух в установке кондиционирования проходит тепло-влажностную обработку в такой последовательности, при которой расходы теплоты и холода оказываются наименьшими.

Метод регулирования систем кондиционирования воздуха по опти­мальному режиму энергетически более эффективен. Однако надо отметить, что реализация регулирования по методу оптимальных режимов требует более сложной автоматики, что сдерживает его практическое применение.

Метод количественного регулирования систем кондициони-рования воздуха. Сущность метода заключается в регулировании тепло- и холодо-производительности установок кондиционирования воздуха путем изменения расхода обрабатываемого воздуха.

Регулирование расхода воздуха осуществляется изменением произво­дительности вентилятора путем изменения частоты вращения ротора элек­тродвигателя, применения регулируемых гидравлических или электриче­ских муфт (соединяющих электродвигатель с вентилятором), использова­ния направляющих аппаратов перед вентиляторами.

Регулирование систем кондиционирования воздуха (см. рис. 3) обеспе­чивается с помощью контуров регулирования. Установленный в рабочей зоне помещения или в вытяжном канале чувствительный элемент терморе­гулятора воспринимает отклонения температуры. Терморегулятор управля­ет воздухоподогревателем второй ступени подогрева ВП₂ чаще всего пу­тем регулирования подачи теплоносителя клапаном К.

Постоянство влажности воздуха в помещении обеспечивается двумя терморегуляторами точки росы, чувствительные элементы которых вос­принимают отклонения температуры воздуха после оросительной камеры или воды в ее поддоне. Терморегулятор зимней точки росы управляет по­следовательно клапаном К₂ воздухоподогревателя первой ступени подогре­ва ВП₁ и воздушными клапанами (заслонками) К, К₄, К;. Терморегулятор летней точки росы управляет подачей холодной воды из холодильной уста­новки в оросительную камеру с помощью клапана К₆.

Для более точного регулирования влажности воздуха применяют влагорегуляторы, чувствительные элементы которых устанавливают в поме­щении. Влагорегуляторы управляют клапанами К₂- К₆ той же последова­тельности, что и терморегуляторы точки росы.

Рисунок 3. - Система кондиционирования воздуха с первой циркуляцией

круглогодичного действия:

а) схема СКВ; б) процессы обработки воздуха в I-d-диаграмме; в) графики регули­рования; ПВ - приточный вентилятор; ВВ - вытяжной вентилятор; Н - насос.