Из чего состоит автоматизированная система вентиляции
Автоматическое управление вентиляционными системами оптимизирует их работу. Особенное значение автоматика для вентиляции имеет при возведении больших зданий. Здесь вентиляционные конструкции расположены на больших площадях, и проконтролировать в ручном режиме работу всего оборудования проблематично. Важно правильно настроить автоматическую систему. Это будет гарантией её качественной работы и облегчит управление приборами.
Конструкция современных систем вентиляции устроена достаточно сложно. Она состоит из множества приборов, каждый из которых имеет своё назначение в обеспечении функционирования системы. Чтобы работа приборов была качественной, её нужно контролировать, добиваясь согласования действий всех агрегатов. Для этого и создана автоматика приточной вентиляции. Она значительно облегчает работу с системой и обеспечивает слаженную работу приборов без непосредственного участия человека.
Контроль над работой механизмов осуществляется установленными на них специальными датчиками. Это позволяет оператору управлять системой удалённо с единого центра, не контактируя с каждым прибором непосредственно.
Комплекс датчиков собирает информацию с вентиляционных механизмов и передаёт её на монитор центра управления. Здесь она анализируется специалистом, после чего в случае серьёзных неполадок производится коррекция рабочего процесса.
Если необходимо, система самостоятельно может осуществлять подключение дополнительных агрегатов и контрольных приборов для оптимизации рабочего режима. Это может понадобиться при изменениях погоды, что может привести к повышенной нагрузке на механизмы, из-за чего последние могут выйти из строя.
При аварийной ситуации автоматика сама отключит приборы от электропитания.
Автоматика системы вентиляции оптимизирует работу комплекса, уменьшает количество обслуживающего персонала до 1—2 человек. Благодаря этому снижаются расходы на оплату труда дополнительных работников.
Центром управления приточной вентиляции является щитовая. Щит обеспечивает три режима её функциональности:
- ручной;
- автоматический автономный;
- автоматический.
Первый вариант подразумевает ручной контроль над системой. Осуществляется он оператором, дежурящим в щитовой.
Во втором случае запуск и остановка вентиляции, а также передача функциональных данных осуществляется независимо от показаний, собранных от смежных инженерных систем. Сведения о работе получает диспетчер.
В полностью автоматическом режимевентиляция включена в общее автоматизированное управление, которое синхронизирует все функции, отвечающие за жизнеобеспечение здания, его системную автоматизацию диспетчеризацию.
Устанавливать подобные системы непросто, поэтому настройкой центра автоматики должны заниматься только опытные специалисты. Автоматическая вентиляция разделяется на узлы управления:
- сенсорными датчиками;
- регуляторами;
- исполнительной механикой.
Первая группа приборов занимается сбором информации об окружающей среде — температуре, давлении, уровне влажности и т. п. , а также о состоянии вентиляционных агрегатов. Собранные датчиками данные поступают в центр управления для анализа.
Информация собирается прессостатами, термостатами и гигростатами. Эти элементы контроля устанавливаются в узловых точках системы и при достижении заданных программой рабочих параметров приборов или окружающей среды соединяют или разъединяют контакты, запуская или останавливая механизмы. Таким образом, поддерживается оптимальный режим температуры и влажности воздуха внутри канала или помещения.
Параметры контролируются датчиками, фиксирующими влажность, температуру, давление и уровень углекислого газа.
Вторая группа приборов обрабатывает полученные сведения. Сравнивая показания сенсоров между собой и с заложенными в программе управления нормами, они корректируют работу системы отключением или подключением соответствующих функций, что обеспечивают исполнительные механизмы.
Корректировка рабочих функций происходит с помощью регуляторов оборотов и частотных преобразователей. Регуляторы оборотов устанавливаются для обслуживания вентиляторов и могут контролировать как один, так и целую их группу. При установке этого узла контроля нужно помнить, что сила тока, проходящая через корректирующий агрегат, не должна в сумме быть больше допустимой для него. Поэтому, выбирая регулятор, нужно обязательно учитывать, на какую максимальную силу тока он спроектирован.
С помощью частотных преобразователей проводятся безопасные запуски двигателей, мощность которых при этом не ограничена. Но самая важная функция преобразователей — регулировка скорости вращения двигателя с помощью изменяющихся частот напряжения питания. Это обеспечивает плавную регулировку скоростного режима, не влияя на механические характеристики. Процесс такой регулировки вызывает минимальную потерю мощности.
Такие преимущества частотных преобразователей, несмотря на их высокую стоимость, делают их всё более популярными.
Приводная часть исполнительной механики состоит из сервоприводов, смесительных узлов и других устройств, делящихся на электрические, пневматические и гидравлические группы.
Автоматическая система контроля обеспечивает экономию до 20% энергоресурсов благодаря эффективной координации работы всех агрегатов приточной вентиляции. Ей доступны функции:
контроля частоты вращения вентиляторов и её регулировка;- отслеживания уровня нагрева воды и предупреждение замерзания;
- контроля над состоянием воздуха и параметрами микроклимата;
- отслеживания уровня загрязнения фильтров;
- перевода в состояние неактивного режима отдельных элементов системы;
- предотвращения короткого замыкания, а также иных неполадок.
контроля частоты вращения вентиляторов и её регулировка;Автоматическое регулирование вентиляции уменьшает влияние человеческого фактора, сводит к минимуму возможность ошибок. Автоматика не нуждается в отдыхе, работает беспрерывно круглые сутки, останавливать её нужно лишь для профилактического контроля и устранения неполадок.
При проектировании автоматической вентиляции обязательно учитывается её работа при пожаре.
Если в здании установлена пожарная сигнализация, при возникновении пожара электроприёмники вентиляционных систем должны автоматически прекращать подавать энергию и закрывать противопожарные клапаны на щите управления. Это не допускает к огню кислород и предотвращает его распространение воздуховодами.
Автоматика должна включать противодымную вентиляцию, а также приспособления для газо- и дымоудаления.
Автоматика для вентиляционных систем облегчает решение многих задач по управлению вентилированием. Необходимый уровень влажности, оптимальный температурный режим, экономия электричества, повышенный уровень безопасности — всё это обеспечивает автоматическое управление.
Оборудование для систем вентиляции кажется очень разнообразным только на первый взгляд. Основных групп (или категорий) всего три:
- Создание воздушного потока;
- Обработка воздуха;
- Распределение воздушного потока.
Особняком стоят такие вещи, как, например, шумоглушители, противопожарные клапаны и теплоизоляция, но это скорее средства борьбы с побочными эффектами работы системы вентиляции, чем ее неотъемлемая часть. Также, разумеется, сложная система вентиляции нуждается в системе автоматики и управления.
Состав системы вентиляции зависит от ее типа. Типовая приточная цепочка состоит из следующих компонентов:
Грубо говоря, все устройства, в которых есть вентилятор.
- Всевозможные вентиляторы;
- Вентиляционные установки (приточные, вытяжные и приточно-вытяжные);
- Вентиляционные агрегаты (канальные и крышные);
- Воздушные завесы.
Эти устройства могут быть как отдельными, так и представлять собой части (секции) более крупных агрегатов:
- Воздухонагреватели (отдельные или как секция вентиляционной установки);
- Фильтры (также либо отдельные, либо как часть вентилятора, установки или агрегата);
- Увлажнители (как правило, часть более крупного прибора;)
- Воздухоохладители (отдельные канальные воздухоохладители или секция кондиционера).
Устройства, обеспечивающие поток воздуха:
- Воздуховоды;
- Запорные и регулирующие устройства (клапаны и диафрагмы);
- Воздухораспределители (решетки, щелевые устройства, плафоны, насадки с форсунками, перфорированные панели).
.jpg)
Через воздухозаборную решетку в систему вентиляции поступает наружный воздух. Эти решетки, как и все другие элементы вентиляционной системы, бывают круглой или прямоугольной формы. Воздухозаборные решетки не только выполняют декоративные функции, но и защищают систему вентиляции от попадания внутрь капель дождя и посторонних предметов. 
Предотвращает попадание в помещение наружного воздуха при выключенной системе вентиляции. Воздушный клапан особенно необходим зимой, поскольку без него в помещение будет попадать холодный воздух и снег.
Как правило, в приточных системах вентиляции устанавливаются воздушные клапаны с электроприводом, что позволяет полностью автоматизировать управление системой. При включении вентилятора (и калорифера) клапан открывается, при выключении закрывается.
Необходим для защиты как самой системы вентиляции, так и вентилируемых помещений от пыли, пуха, насекомых. Обычно устанавливается один фильтр грубой очистки, который задерживает частицы величиной более 10 мкм. Если к чистоте воздуха предъявляются повышенные требования, то дополнительно могут быть установлены фильтры тонкой очистки (задерживают частицы до 1 мкм) и особо тонкой очистки (задерживают частицы до 0,1 мкм).
Фильтрующим материалом в фильтре грубой очистки служит ткань из синтетических волокон, например, акрила. Фильтр необходимо периодически очищать от грязи и пыли, обычно не реже 1 раза в месяц. Для контроля загрязненья фильтра можно установить дифференциальный датчик давления, который контролирует разность давления воздуха на входе и выходе фильтра. При загрязнении разность давления увеличивается.
Электрические и водяные воздухонагреватели предназначены для нагрева воздуха в канальных системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
Воздухонагреватели используются для установки непосредственно в прямоугольный или круглый канал, как внутри помещения, так и снаружи. Воздух или другие невзрывоопасные газовые смеси не должены содержать клейких, твердых , волокнистых и агрессивных примесей, взрывоопасных веществ. Рабочая температура воздухонагревателей от -40°С до +40°С. Электроизоляция IP 40.
Канальные нагреватели должны устанавливаться так, чтобы направление воздушного потока соответствовало направлению стрелки на его крышке. Распределение потока воздуха должно быть равномерным по всему сечению нагревателя. Рекомендуемое расстояние от нагревателя до ближайшего изгиба канала, заслонки и т.п. должно быть не менее трех диаметров нагревателя.
Нагреватели могут устанавливаться в горизонтальном или вертикальном канале. Запрещается подавать питающее напряжение на нагреватель при отключенном вентиляторе. Для управления мощностью нагрева рекомендуется использовать тиристорные регуляторы Pulser или TTC. Если полная мощность нагревателей превышает допустимую мощность основного регулятора, необходимо использовать дополнительный регулятор.
Предназначен для охлаждения воздуха в вентиляционной ситсеме. Охлаждение осуществляется различными хладоносителями: вода, этиленгликоль, хладогент.
Вентилятор — основа любой системы искусственной вентиляции. Он подбирается с учетом двух основных параметров: производительности, то есть количества подаваемого воздуха и полном давлении. По конструктивному исполнению вентиляторы разделяются на осевые (пример — бытовые вентиляторы «на ножке») и радиальные или центробежные («беличье колесо»). Осевые вентиляторы обеспечивают хорошую производительность, однако характеризуются низким полным давлением, то есть, если на пути воздушного потока встречается препятствие (длинный воздуховод с поворотами, решетка и т.п.), то скорость потока существенно уменьшается. Поэтому в системах вентиляции с разветвленной сетью воздуховодов применяют радиальные вентиляторы, отличающиеся высоким давлением созданного воздушного потока.
Другими важными характеристиками вентиляторов является уровень шума и габариты. Эти параметры в большой степени зависят от марки оборудования.
Предназначен для смешения двух потоков воздуха: наружного и возвращаемого из помещения. Позволяет существенно снижать расходы на нагрев воздуха во время зимнего периода и на охлаждение воздуха во время летнего периода.
Низкий уровень шума является одним из основных критериев комфорта, от которого в значительной степени зависит наше хорошее самочувствие. Источником шума вентиляторов являются любые колебательные явления, сопровождающие их работу. Колебательные процессы аэродинамического происхождения вызывают аэродинамический шум; а механические колебания элементов конструкции вызывают шум, распространяющийся по строительным конструкциям здания и примыкающим воздуховодам, иногда очень далеко от места установки.
Наиболее часто применяемые шумоглушители конструктивно делятся на пластинчатые и трубчатые. Главная их особенность — наличие развитых поверхностей, облицованных звукопоглощающим материалом.
После выхода из шумоглушителя, обработанный воздушный поток готов к распределению по помещениям. Для этих целей используются воздухопроводная сеть, состоящая из воздуховодов и фасонных изделий (тройников, поворотов, переходников).
Основными характеристиками воздуховодов являются площадь сечения, форма (круглая или прямоугольная) и жесткость (бывают жесткие, полугибкие и гибкие воздуховоды).
Скорость потока в воздуховоде не должна превышать определенного значения, иначе воздуховод станет источником шума. Площадь сечения воздуховодов подбирается исходя из расчетного значения воздухообмена и максимально допустимой скорости воздуха.
Жесткие воздуховоды изготавливаются из оцинкованной жести и могут иметь круглую или прямоугольную форму. В отдельных случаях жесткие воздуховоды должны быть изготовлены из нержавеющей стали.
Полугибкие и гибкие воздуховоды имеют круглую форму и изготавливаются из многослойной алюминиевой фольги. Круглую форму таким воздуховодам придает каркас из свитой в спираль стальной проволоки. Такая конструкция удобна тем, что воздуховоды при транспортировке и монтаже можно складывать «гармошкой». Недостатком гибких воздуховодов является высокое аэродинамическое сопротивление, вызванное неровной внутренней поверхностью, поэтому их используют только на участках небольшой протяженности.
Воздухораспределители могут быть приточными и вытяжными. Те и другие бывают регулируемыми и нерегулируемыми; круглой, квадратной, прямоугольной формы; металлические (чаще стальные или алюминиевые) или пластмассовые; с декоративным оформлением или без него; различных расцветок и размеров; с направлением потока приточного (или забором удаляемого) воздуха в одну, две, три или четыре стороны. В зависимости от конструкции решетки создают компактные, плоские, неполные веерные или иные типы струи.
Устанавливаются решетки приточных и вытяжных устройств чаще всего на стенах выше обслуживаемой зоны. В то же время они могут быть специально предназначенными для установки в потолке (для вытяжки, притока или универсальные), либо для напольной раздачи или удаления воздуха. Крепление решеток может быть на винтах или на специальных зажимах.
Объединение инженерных систем в единый механизм предоставляет действительно качественно новые возможности их использования, обеспечит все необходимые условия для деятельности находящихся в здании людей, высокий уровень безопасности, эффективность и экономичность эксплуатации здания и оборудования. Для более качественной вентиляции, а также для защиты оборудования, наряду с обычными вентиляционными установками применяется система автоматики вентиляции. Специальные датчики и электронные устройства следят за всеми параметрами, вмешиваясь в работу вентиляционных систем при 
необходимости или координируя их работу. Большее значение имеет автоматика приточной вентиляции. Электронная система по команде человека или сама задаёт оптимальный уровень притока воздуха, следит за его температурой, защищает вентиляторы от перегрева и выполняет много других функций.
Благодаря автоматике стала возможной защита от пожара. Датчики реагируют на появление дыма, огня или повышение температуры и включают противопожарные клапаны и вентиляторы дымоудаления для недопущения попадания дыма и продуктов горения в вентиляционную систему и жилые помещения и скорейшего их удаления.
