Автоматизация систем кондиционирования воздуха
Важную роль в современной технике и технологии играет система кондиционирования воздуха. Она обеспечивает заданный по технологическим и гигиеническим требованиям состав воздушной среды.
Автоматизация кондиционирования позволяет поддерживать с большой точностью стабильность среды, ее программное изменение, контроль, защиту, сигнализацию, а при необходимости и устранение аварийных ситуаций. Правильные решения автоматизации кондиционирования позволяют рационально использовать теплоту, холод, а следовательно, и электроэнергию, что может составить значительную экономию в топливно-энергетическом балансе страны.
Автоматизация кондиционирования имеет свою специфику, так как состав воздуха зависит от химических (газовый состав) и климатических (влажность, температура) параметров и может требоваться их регулирование в широком диапазоне. Кроме того, при круглогодичном кондиционировании различают летний и зимний режимы работы, а переход с одного режима на другой осуществляют без перерыва по наружным условиям.
Систему кондиционирования воздуха можно представить как систему автоматического регулирования с последовательным включением отдельных звеньев, предназначенных в конечном итоге для одной цели — для сохранения в помещении температуры или относительной влажности, или температуры и относительной влажности одновременно. Каждое звено есть отдельный аппарат для обработки воздуха, включаемый последовательно по мере прохождения воздуха через установку кондиционирования. Важным вопросом автоматизации является правильный выбор места установки датчиков.
|
|
|
Создание автоматизированной системы кондиционирования обычно начинают с разработки технологического плана помещения и выделения различных зон, влияющих на микроклимат. Этот план преобразуют в зонный график, на который наносят также необходимые параметры воздушной среды. График является исходным заданием для создания автоматизированной установки кондиционирования и определения принципов ее управления. Далее идет этап разработки технологии приготовления воздуха по заданным параметрам. Приготовление Воздуха включает в себя его подогрев до установленной температуры точки росы, фильтрацию, увлажнение и догрев до требуемых параметров.
Точкой росы называют температуру, при которой из воздуха, при его охлаждении, выпадает влага в виде тумана и капелек росы. Каждому состоянию (влагосодержание, давление, теплосодержание) соответствует своя температура точки росы (ТТР).
Фильтрация приточного воздуха осуществляется чаще всего с помощью самоочищающегося фильтра. Фильтр представляет собой непрерывно движущуюся сетку, проходящую через ванну с маслом. Пыль, находящаяся в воздухе, прилипает к масляной пленке, покрывающей ячейки сетки. При прохождении сетки через ванну пыль смывается и оседает на дно масляной ванны, откуда она периодически удаляется./Увлажнение воздуха происходит в оросительной камере, где через форсунки разбрызгивается вода.
|
|
|
Особым условием, кондиционирования является охлаждение воздуха в заданных пределах. Существует два способа охлаждения воздуха — сухой и мокрый. При первом способе охлаждение воздуха происходит путем пропускания холодной воды через калориферы. При этом влагосодержание воздуха остается неизменным. Второй способ заключается в охлаждении воздуха в оросительных камерах при одновременном повышении его влагосодержания. Хладоносителем может быть водопроводная вода или вода специальных артезианских скважин, или вода, охлажденная в холодильных машинах.
Как следует из технологии приготовления воздуха, процесс каждого этапа имеет свой контролируемый параметр и, следовательно, должен иметь свою систему автоматического регулирования.
|
|
|
Рассмотрим автоматизацию работы узла поддержания постоянной летней ТТР, являющегося частью установки кондиционирования воздуха (рис. 19.5)., Датчик температуры 4, чувствительный элемент которого 3 помещен после оросительной системы, воздействует через ступенчатый импульсный прерыватель 5 на исполнительный механизм 1 трехходового
смесительного клапана 2, к которому подведена с одной стороны холодная вода, с другой — вода из поддона оросительной камеры. Путем смешивания в определенной пропорции можно получить воду, а следовательно и воздух, заданной температуры.
В связи с тем что в оросительной камере воздух увлажняется до состояния насыщения, необходима его дальнейшая обработка, для того чтобы его относительная влажность при подаче в помещения не превышала установленных пределов (например, 30—60%). Это достигается или путем его небольшого подогрева в калориферах второй ступени (подсушивания), или путем смешения с сухим воздухом, проходящим через байпас (обвод) камеры орошения. В первом случае требуемая относительная влажность получается автоматически за счет поддержания температуры воздуха после калориферов второй ступени, во втором случае специальный датчик влажности 3 (рис. 19.6) воздействует на исполнительный механизм 2 клапана 1, перераспределяющего воздух.
|
|
|
§ 19.5. Автоматизация систем отопления
Отопление зданий в зависимости от их назначения осуществляется с помощью потока нагретого воздуха, совмещаемого с приточной вентиляцией, либо с помощью горячей воды (пара). Оба метода чаще всего осуществляются централизованно, поэтому и получили наименование центрального отопления.
Воздушное отопление нашло широкое применение в зданиях общественного назначения (торговых центрах, зрелищных, спортивных и т. д.). Водяное применяется в лечебных учреждениях, в жилых, административных и т. п. зданиях и позволяет создавать общую для всего здания и индивидуальную для каждого помещения систему автоматического регулирования температуры.
В первом случае датчики контроля температуры устанавливаются в трех характерных помещениях здания и воздействуют на общий ввод теплосети, изменяя отпуск теплоты. Во втором случае датчики устанавливаются в каждом помещении, осуществляя контроль температуры и регулируя индивидуальную теплоподачу. И та, и другая системы имеют практическое применение, а их использование зависит от назначения здания.
Изпрактики известно, что ни нагреть, ни охладить помещение, образованное массивными стенами, быстро нельзя. Требуется обычно продолжительное время для существенного изменения температуры. Это позволяет; сделать следующие выводы: 1) система автоматического регулирования центральным отоплением инерционна; 2) более эффективна система автоматического регулирования индивидуальная для каждого помещения; 3) для реализации индивидуальной системы целесообразно использовать простейшие датчики контроля, имеющие два регулируемых положения — ниже нормы, выше нормы. В эксплуатации находится целый ряд типов индивидуальных терморегуляторов. Рассмотрим некоторые конструктивные решения электрических индивидуальных терморегуляторов (рис. 19.7), разработанные специализированными организациями.
Терморегулятор (рис. 19.7, а) состоит из источника питания 1, выпрямителя 2; датчика контроля температуры 3, соленоидного исполнительного механизма 5, на сердечнике которого укреплен полушаровой золотник 7, и корпуса 6 с крышкой 4.
При повышении температуры в помещении сверх установленной на задатчике, датчик замыкает электрическую цепь, сердечник втягивается внутрь электромагнитной катушки, полушаровой золотник прижимается к седлу клапана и проход для теплоносителя закрывается. При понижении температуры выключается ток, сердечник под действием собственной массы падает и открывает проход для теплоносителя.
Регулирующие органы терморегулятора могут иметь различное конструктивное решение. Для однотрубных систем отопления разработана конструкций регулирующего органа, выполненная в виде заслонки с шарнирной связью с сердечником катушки (рис. 19.7, б). Заслонка 3 имеет контргруз 4, позволяющий ей опускаться и принимать положение «Открыто», в котором ее удерживает шарнирная связь. При повышении температуры электрическая цепь замыкается регулятором (на рисунке не показан), по катушке проходит ток, сердечник втягивается и заслонка закрывает клапан.
Рассмотренный регулятор и два конструктивных решения и регулирующего органа позволяют автоматизировать нагревательные приборы и получить допустимые технические характеристики: зона нечувствительности от 0,5 до 1º, потребляемая активная мощность
до 2,5 Вт. Достоинство такого регулятора состоит в простоте конструкции и достаточной надежности, незначительной стоимости при массовом производстве, в возможности регулирования температуры в широких пределах. Однако в жилых зданиях эти регуляторы не нашли широкого применения из-за существенного расхода электроэнергии на холостой ход понизительного трансформатора и на работу соленоида при незначительном cos φ.
С целью снижения расхода электроэнергии и был создан полупроводниковый электрический терморегулятор (рис. 19.7, в). Из принципиальной схемы терморегулятора (рис. 19.7, г) видно, что изменение температуры воздуха помещения воспринимается датчиком — полупроводниковым терморезистором R5, который, изменяя параметры транзисторов VT1и VT2, приводит к включению малогабаритного реле Р, а последнее своим контактом — катушку электромагнитного клапана исполнительного механизма ИМ. Температура терморегулятора настраивается с помощью задающего резистора R2. Потребляемая мощность терморегулятора Т2снижена по сравнению Т1в рабочем режиме до 2,0 Вт. В конструкцию терморегулятора (рис. 19.7, в) входит блок А, в котором размещен терморезистор 1, и задающий резистор 2 и шаровой электромагнитный клапан ЭМК, состоящий из катушки-соленоида 3 и шарового клапана 4, размещенных в корпусе 5.
Достоинством терморегулятора Т2является значительное снижение собственного потребления электроэнергии в рабочем режиме и на холостом ходу.
Рассмотренные терморегуляторы Т1 и Т2являются электрическими регуляторами непрямого действия.
Автоматизация центрального отопления получила широкое распространение во всех типах зданий всевозможного назначения. Применение системы регулирования позволяет не только экономить тепловую энергию, а следовательно, и энергоресурсы, но и создает комфортные условия, способствующие, повышению производительности труда и улучшающие условия отдыха.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!