Автоматика систем вентиляции: пример проекта

Современные требования к экономии энергии не обошли и сферу организации вентиляции, в том числе и складских помещений. Больше всего электричества при организации принудительной вентиляции потребляют двигатель вентилятора и теплообменник-нагреватель. Поэтому для владельцев складов крайне желательно сделать так, чтобы эти аппараты работали не постоянно, а включались только по мере надобности. Чтобы этого добиться, в систему вентиляции встраиваются различные системы автоматики. Рассмотрим один из примеров ее применения.

Для экономии тепла на складах зимой применяется рециркуляцию воздуха. Такая вентиляция представляет собой систему, в которой часть удаляемого из помещения воздуха смешивается с более холодным наружным воздухом, нагревает его до необходимой температуры и затем вновь подает в помещение.

Рециркуляция воздуха дает возможность уменьшить расход энергии, идущей на нагрев воздуха, поскольку мощность нагревателя расходуется в основном на увеличение температуры только той части воздуха, которая втягивается с улицы.

Но размеры складских помещений и колебания температур не позволяют ограничиваться только той температурой, которую создает один нагреватель-калорифер. Для решения этой проблемы можно использовать двухкаскадное регулирование.

Первым каскадом регулирования являются пределы температуры в приточном канале, которые поддерживаются заслонками рециркуляции.

Вторым каскадом являются усреднённые значения температурных датчиков, установленных в самом складском помещении, и которые регулируются путём изменения производительности вентилятора.

Уровень рециркуляции при этом будет зависеть от температуры на выходе из приточного канала; при этом клапан рециркуляции в холода работает в противофазе с основным приточным клапаном.

Например, при открытом клапане рециркуляции на 20% основной клапан приточного воздуха будет открыт на 80%. Соответственно, когда установка находится в дежурном режиме, основной клапан будет закрыт, а клапан рециркуляции - полностью открыт.

Если уровень рециркуляции максимален, а температура притока недостаточна, то в работу включается электрический нагреватель.

Таким образом, за счёт двухкаскадного регулирования достигается необходимый температурный режим и экономится электроэнергия, затрачиваемая на работу электрокалорифера.

• КПВ1 и КПВ2 — клапаны приточной вентиляции;
• КР — клапан рециркуляции;
• Ф1 и Ф2 — фильтры;
• ЭК — электрический нагреватель;
• ПВ — приточный вентилятор;
• ВВ — вытяжной вентилятор;
• ДНар — датчик наружной температуры;
• ДКан — датчик канальной температуры;
• Д1, Д2 и Д3 — комнатные датчики температуры;
• ДП — пожарный датчик;
• ТП — термостат перегрева электрокалорифера;
• РПД1, РПД2, РПД3, РПД4 — реле перепада давления.

Датчик наружной температуры необходим для автоматического переключения между режимами работы системы в тёплый и холодный период года. По показаниям датчика канальной температуры происходит регулирование процента открытия клапана рециркуляции.

Реле перепада давления служат для определения работы вентиляторов, а также для определения засорения фильтров. Пожарный датчик необходим для автоматического отключения вентиляционной установки при возникновении пожара в помещении.

Исходя из параметров помещения, типовым решением для предложенной задачи будет являться приточно-вытяжная установка с системой рециркуляции воздуха. В систему рециркуляции входят заслонки рециркуляции и электрический нагреватель (электрокалорифер).

При подаче сигнала «Пуск» на контроллер происходит подготовка и запуск необходимых элементов системы. По показаниям датчика наружного контроллер определяет, что система должна работать в режиме «Зима». Тогда запускается предварительный прогрев заслонок для защиты от поломки в случае обмерзания. После прогрева заслонки открываются, и подаётся сигнал на запуск вентилятора.

1 — электрокалорифер;

2 — шумоглушитель;

3 — ввод в помещение;

4 — канал вытяжки;

5 — воздушный фильтр;

6 — каплеуловитель;

7 — клапан притока;

8 — клапан вытяжки;

9 — клапан рециркуляции;

11—12 — вентиляторы.

При температуре в канале, отличающейся от температуры установки, клапаны рециркуляции изменяют свой уровень открытия.

При этом температура в самом помещении также регулируется скоростью вращения вентилятора (если необходимо подогреть воздух, то вентилятор замедляется, если охладить – ускоряется). Когда температура в канале притока и в помещении недостаточна, рециркуляция воздуха устанавливается равной 100 %, а вентилятора становится минимальной. Если по истечению определённого времени температура в канале притока и помещении не будет подниматься, то в работу включится электрический нагреватель, который будет подогревать воздух.

При перегреве ТЭН теплообменника выключается и продувается вентилятором до рабочего состояния. Когда температура наружного воздуха больше температуры установки, система переключается на режим «Лето». В этом режиме рециркуляция и электрический нагреватель не работают.

При подаче сигнала «Стоп» происходит отключение всех необходимых элементов системы. При этом, если установка до выключения работала в зимнем режиме, то сначала выключается электрический нагреватель, а вентилятор и заслонки продолжают работать, чтобы охладить электрокалорифер и предотвратить возможный перегрев или даже выгорание его элементов.

Рекуператор позволит экономить значительную часть тепла (до 90%), но его корректная работа возможна только при определенных условиях. Для этого авторами была предложена схема, в которой подогрев воздуха осуществляется до и после рекуператора.

Нагреватель перед рекуператором необходим для подогрева воздуха на входе в рекуператор, что позволит уменьшить риск заморозки рекуператора. Также нагреватель можно использовать для подогрева низких температур (ниже –30°С) и выхода на расчетные температуры для нагревателя после рекуператора.

В качестве предприятия был выбрана «Октябрьская Фанерная Фабрика». По предложенной схеме была разработана и внедрена автоматизированная система для приточно-вытяжной вентиляции складского помещения, которая показала высокую эффективность принятых в работе решений.

Подобрать необходимое оборудование для системы вентиляции и обеспечения её автоматизации, а также проконсультироваться со специалистами по её установке можно в ТВК «ЭлектроЦентр» и на сайте интернет-магазина stv39.ru.