Применения    —    ЖКХ

Управление вентиляционной системой на базе приборов ОВЕН

Евгений Комендантов, инженер КИПиА ЗАО «ВикMа»

Основными условиями создания комфортной среды в любом помещении являются достаточный воздухообмен и оптимальный температурный режим, а также прочие параметры микроклимата. Специалисты компании ЗАО «ВикMа» обеспечили нормальное «дыхание» многим зданиям Москвы и Московской области, смонтировав в них надежные системы вентиляции и кондиционирования. Среди таких объектов – театр кукол им. Образцова, сеть фитнес-центров «МедСи», офисы многих фирм и т.д. В основу системы управления вентиляцией положены приборы ОВЕН. 

Вентилируем по-разному

Вентиляция делится на естест­венную и принудительную. Первая в автоматизации не нуждается и закла­дывается на стадии проектирования зданий и сооружений. А вот принудительная – это и есть предмет рассмот­рения данной статьи.

Собственно процесс вентиляции связан с подачей в помещение очи­щенного от пыли определенной тем­пературы и влажности воздуха и уда­ления «старого». Наиболее простым способом принудительной вентиляции является сблокированная система из приточного вентилятора, вытяжного вентилятора, жалюзи, фильтра приточ­ного воздуха и электрокалорифера. Воздух извне сначала направляется на фильтр, где очищается от пыли и прочих загрязнений, затем поступа­ет в приточный вентилятор. После этого в работу включается электрока­лорифер, который нагревает воздух до необходимой температуры. Далее «отработанный» воздух удаляется из помещения вытяжным вентилятором.

В простейшем случае для управ­ления этой системой (поддержание температуры в помещении с помо­щью электрокалорифера) достаточно любого одноканального измерителя-регулятора температуры с релейным выходом. Использование регуляторов ОВЕН ТРМ10, ТРМ101 и т.д. с релей­ным выходом позволяет добавить в эту схему фреоновый охладитель. Это обеспечивает не только вентиляцию в зимний период времени, но и конди­ционирование воздуха в летний.

Однако такие системы, как прави­ло, применяется редко и только в не­больших помещениях, где уже есть кондиционеры. Чаще для зданий и сооружений создается система венти­ляции с водяными калорифером и ох­ладителем (рис. 1).

Созданная система весьма эффек­тивна с точки зрения эксплуатации. Ведь стоимость единицы тепла, подво­димой с помощью центрального отоп­ления, существенно ниже по сравне­нию с электрическими калориферами. Для систем большой производитель­ности этот фактор становится решаю­щим. Кроме того, датчик температуры наружного воздуха позволяет вносить коррекции в температуру приточного воздуха, что самым положительным образом сказывается на экономии потребляемого тепла. Наиболее часто в таких системах, смонтированных на­шими специалистами, работают конт­роллеры ОВЕН ТРМ133 – своеобразная «ездовая лошадка» систем автомати­зации вентиляции.

Рис. 1

Все под контролем – вода, воздух, влажность

Особенностью работы водяных калориферов и охладителей является наличие 2-х контуров циркуляции – большого (непосредственно через теплообменник) и малого (минуя его). Причем если в охладителе вода идет либо по радиатору, либо по байпасу, то в нагревателе она постоянно ре­циркулирует через калорифер. В этом случае происходит лишь подмес го­рячей обратной воды в контур цир­куляции. Обратная вода удаляется из контура рециркуляции, как правило, через клапан запорно-регулирующий (КЗР), расположенный на отводящей теплоноситель трубе. В этой техно­логической схеме необходимо конт­ролировать температуру, во-первых, воды на выходе из калорифера (чтобы защитить его от замораживания) и, во-вторых, воздуха на выходе из ка­лорифера, который нужно нагревать до заданного уровня (этот прогретый воздух и поступает в обслуживаемые помещения).

Еще одной особенностью этой сис­темы является наличие рекуператора, то есть теплообменника. Его приме­нение позволяет значительно снизить (до 30 % от расчетных) предельные мощности калориферов и нагревате­лей, что приводит к экономии средств, как при монтаже, так и при эксплуа­тации. В некоторых системах перед рекуператором требуется установка байпаса, управляемого задвижкой. Необходим он в двух случаях. Во-пер­вых, при низких температурах наруж­ного воздуха существует опасность обмерзания рекуператора. Чтобы из­бежать этого, на рекуператор ставится специальное реле давления, открыва­ющее байпас. Во-вторых – происходит компенсация потери мощности реку­ператора при предельных условиях работы нагревателя-холодильника. Байпас рекуператора открывается, если величина регулятора достигает некоего предельного значения, хотя на некоторых системах были установ­лены плавно регулируемые приводы заслонки байпаса рекуператора, свя­занные с выходом регулирования тем­пературой приточного воздуха.

На системах контроля влажности для удаления влаги из приточного воздуха летом необходимы фрео­новый охладитель и нагреватель (электрический или водяной). А для увлажнения воздуха зимой исполь­зуются специальные устройства – ув­лажнители. Они представляют собой систему, которая управляется двухка­нальным регулятором с четырьмя ре­гулирующими релейными выходами, где один датчик– это датчик темпе­ратуры, а второй – аналоговый датчик влажности.

Все алгоритмы управления – в ТРМ133

Таким образом, управлять венти­ляционной системой весьма непрос­то – необходимо добиться слаженности управления большого числа испол­нительных механизмов. Для решения этой проблемы компания «ВикМа» ис­пользует контроллеры ОВЕН, чаще всего – ТРМ133. Именно этот конт­роллер имеет несколько существен­ных преимуществ. Прежде всего, он поддерживает разнообразные систе­мы, благодаря уже заложенным в нем алгоритмам управления. Кроме того, этот контроллер, в отличие от боль­шинства аналогичных, позволяет ре­шить проблему завышенной обратной воды теплоносителя.

Следует отметить, что сама компа­ния ОВЕН рекомендует использовать вентиляционную приточно-вытяжную систему с водяным калорифером. Од­нако специалисты ЗАО «ВикМа» до­статочно часто применяют ТРМ133 и при использовании электрических нагревателей. В этом случае потре­буются некоторые отклонения от стандартных настроек. Во-первых, в качестве вторичного регулятора мощности электрокалорифера ис­пользуется тиристорный регулятор с управляющим сигналом 0…10 В, ге­нерируемый контроллером ТРМ133, а также твердотельные реле, подклю­чаемые к релейным выходам. Во-вто­рых, эта система не требует контроля температуры обратной воды.

Кроме того, с помощью ТРМ133 (с потерей некоторых функций) мож­но управлять и холодильными уста­новками в системах вентиляции. Что для этого нужно? Для управления фреоновой холодильной установкой используется релейный выход с боль­шим периодом широтно-импульсной модуляции, а для водяного охладите­ля – аналоговый выход управления клапаном запорно-регулирующим. Температура перехода в летний режим завышается. Кроме того, необходи­мо увеличить и время хода задвижки, учитывая, что подобные настройки приводят к потере качества регули­рования температуры обратной воды: разброс может достигать 1-1,5 °С (при стандартных настройках качество ре­гулирования обеспечивается с точнос­тью +/- 0,1 °С),

Решение этой проблемы обеспе­чивает использование преобразова­телей аналогового сигнала «REGIN» SD-1. Большинство задвижек имеет зону нечувствительности 0…2 В. Поэтому установив пороги срабатывания 0,5 В и 1 В для включения и выключе­ния охлаждения, без потери качества регулирования по горячей воде была обеспечена точность регулирования по холоду в пределах 1,5 °С. Данную схему мы реализовали на установке одного из офисов МТС.

Отличный диспетчер

Контроллер ОВЕН ТРМ133 может стать отличной базой для создания диспетчеризации систем вентиля­ции. Вот как выглядит схема системы диспетчеризации, реализованная на одном из наших объектов (рис. 2). Объект отличается набором разных элементов – как по времени произ­водства, так и по компаниям-произво­дителям холодильного оборудования и вентиляционных систем. Задача ока­залась непростой, но решаемой. Глав­ным достоинством ТРМ133 стала его универсальность. Он был установлен в системы управления приточными вентиляциями без замены датчиков и иного оборудования, так как старые контроллеры не имели интерфейсов связи. Кроме того, наличие систем связи по интерфейсу RS-485 позволи­ло включить в систему управления и частотные регуляторы оборотов вентиляторов, расположенных в двух ос­новных помещениях объекта.

Большое количество вытяжных систем (36) не позволило реализо­вать сблокированную с приточны­ми установками схему управления и диспетчеризации вытяжных систем. Поэтому за основу были взяты кон­троллеры ОВЕН ПЛК100 с блоками расширения МДВВ и МВА8, обеспе­чивающие полноценный контроль за исправностью систем вытяжной вен­тиляции и их управлением, а также контроль температуры тепло- и хо­лодоносителя в критических точках. Сами же контроллеры ПЛК100 управ­ляют насосной станцией пожароту­шения и параллельно служат концен­траторами для сбора информации для ПЭВМ с системой SCADA, с которой и осуществляется управление всеми уз­лами вентиляции.

Таким образом, использование приборов ОВЕН в автоматизации вен­тиляционных систем позволяет не только сэкономить финансовые ре­сурсы (аналоги стоят в разы дороже), но и, благодаря универсальности этих приборов и простоте их подключения, добиваться высокой степени управля­емости создаваемых систем.

Рис. 2

За более подробной информацией можно обращаться по адресу:

vikmanew@yandex.ru или

по тел.: (495)741 5947, (499)195 1333

От редакции: сегодня ОВЕН рас­ширил линейку контроллеров для систем вентиляции. Выпущены два прибора: ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04, которые позволят управлять не только нагревом воздуха в зимнее время при помощи водяного калори­фера (ТРМ133М-02) и электричес­кого калорифера (ТРМ133М-04), но и охлаждением в летнее время с по­мощью водяного или фреонового ох­ладителя.

Отзыв инженера Евгения Комендантова, инженера КИПиА ЗАО «ВикMа» о работе приборов ОВЕН ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04.

В настоящее время в связи с новыми требованиями по энергоэффективности все чаще стали применяться ус­тановки с рециркуляцией воздуха и частичным подмесом. На мой взгляд новые контроллеры ОВЕН ТРМ133М-02 и ТРМ133М-04 идеально подходят для управления данны­ми системами. В них датчик температуры выделен в отдельный функционал, и его встраивание в воздуховод возвратного воздуха обеспечивает надежный контроль температуры в помещении без выведения датчика на­прямую.

Статья опубликована в журнале АиП № 2, 2010 (36)