Automatización de ventilación y aire acondicionado. Automatización de sistemas de aire acondicionado. Optimización del rendimiento a bajas velocidades de comunicación

Los dispositivos de control automático para el funcionamiento del sistema de ventilación están diseñados para mantener condiciones confortables en locales industriales y residenciales.

Los sistemas modernos son un complejo de control automático del microclima interior. Para respaldar el funcionamiento coordinado de todos los mecanismos y dispositivos, los desarrolladores instalan equipos complejos con varios sensores y relés. Solo esta disposición del panel de automatización permite corregir el funcionamiento de todo el sistema de ventilación.

La automatización de los sistemas de ventilación se instala para resolver problemas al utilizar equipos y mecanismos de ventilación.

Las principales tareas realizadas por la ventilación automática.

Si se producen determinadas averías, se activa el control automático de la campana, lo que garantiza una alta seguridad:

  1. Resolución de problemas de gestión y seguimiento del normal funcionamiento del circuito. Se debe instalar una alarma de emergencia para modos de funcionamiento peligrosos del equipo. Los nuevos desarrollos permiten controlar el funcionamiento del circuito de forma remota. El operador monitorea el funcionamiento del dispositivo, puede realizar ajustes y establecer modos óptimos.
  2. Realización de análisis individuales y seguimiento del funcionamiento de cada mecanismo individual y de la actividad general del circuito de ventilación. Los sensores del dispositivo entregan información y la automatización examina la situación y realiza ajustes en el funcionamiento del equipo de ventilación. En caso de accidente, se envía una señal al botón de inicio para apagar el equipo.
  3. Protege las válvulas y el circuito de calentamiento de agua de las bajas temperaturas y no permite que la temperatura baje a un nivel crítico.
  4. Proporciona la capacidad de controlar el proceso de ventilación de la habitación cambiando los modos de funcionamiento del equipo. Cuando hay cambios en la carga o la temperatura ambiente, el sistema de control es capaz de reducir la velocidad de rotación del ventilador, apagar completamente el equipo y mantener condiciones cómodas en la habitación atendida.
  5. En caso de cortocircuito y otras situaciones de emergencia, bloquea los mecanismos para evitar incendios y descargas eléctricas a las personas.

Importante. en la organizacion trabajo seguro la automatización del sistema de ventilación realiza Rol principal– le permite controlar el proceso sin intervención humana, ahorrando una cantidad significativa de dinero.

La complejidad del trabajo realizado depende de la integridad del panel del dispositivo automático.

Equipo para sistema de control automático de ventilación.

Se producen varios tipos de instrumentos, dispositivos y sensores para crear un control automático de la ventilación. Los mecanismos de control están diseñados para controlar un proceso separado. Pero los dispositivos no solo controlan todo el proceso, sino también el funcionamiento de una sección del circuito.

Por lo tanto, la automatización incluye docenas de relés, sensores y otros dispositivos diferentes.

Importante. Como regla general, se utilizan dispositivos electrónicos para mantener la ventilación. Pero para controlar la temperatura de calentamiento o enfriamiento del aire, se instala una unidad de tubería mecánica.

El dispositivo de control del sistema de ventilación automático incluye necesariamente los siguientes dispositivos:

  • regulador de temperatura del aire;
  • dispositivo de control de velocidad del ventilador;
  • se instala un sensor de calentamiento de agua y aire en la unidad de tubería;
  • accionamiento de control de la válvula de cierre.

Pero estos dispositivos regulan localmente el funcionamiento del sistema o toman medidas. El monitoreo y determinación del nivel general de seguridad, todo el ciclo de operación del sistema de ventilación, se lleva a cabo utilizando el gabinete de control central del dispositivo de ventilación.

La complejidad del sistema se puede comprender si se familiariza con Lista llena equipo de este dispositivo. El número de sensores o relés específicos puede ser significativo y algunos dispositivos se presentan en singular. Veamos el diseño de algunos paneles de control automático.

Construcción de un panel de ventilación para un sistema con instalación de calentador eléctrico.

Para configurar esta centralita se utilizan los siguientes componentes de automatización:

  • regulador de control de temperatura (una de las mejores opciones sería utilizar piezas suecas de Regin);
  • Grupo de control para ventiladores del sistema de suministro y escape. La mejor opción es la instalación de dispositivos que proporcionen un ajuste escalonado o suave;
  • indicadores de uso de unidades de ventilación;
  • un grupo de dispositivos para mantener la temperatura nominal en la habitación;
  • apagar el suministro de electricidad al calentador cuando los ventiladores de suministro están apagados;
  • un grupo de dispositivos para apagar e indicar contaminación del filtro de aire;
  • dispositivo de apagado protector cuando el sistema se sobrecalienta;
  • Sistema de apagado automático para picos de corriente de cortocircuito y sobrecargas importantes.

Cuadro de distribución para mantenimiento de automatización con calentadores de agua.

Automatización ventilación de suministro diseñado para garantizar la seguridad durante el funcionamiento de los dispositivos de ventilación y calefacción de aire. El dispositivo principal del panel es el controlador AQUA de fabricación sueca. Los componentes restantes se instalan para resolver los siguientes problemas:

  • controlar dispositivos de ventilador;
  • mantener la temperatura especificada de las masas de aire;
  • cambiar los modos de funcionamiento;
  • accionamientos de válvulas de control con resortes de retorno, que garantizan el cierre de las válvulas de entrada de aire en caso de que se apaguen los ventiladores o se produzca un cortocircuito de fase en la carcasa;
  • controlar el funcionamiento de la bomba de circulación de agua en el calentador instalado en la unidad de tubería;
  • controlar la temperatura del agua en la línea de retorno en diferentes modos de funcionamiento, cuando el calentador está apagado;
  • apague la fuente de alimentación cuando el filtro de aire esté sucio.

La automatización de la ventilación le permite resolver problemas complejos en cualquier condición y bajo diversos modos de funcionamiento del equipo. Cada circuito de ventilación de aire está instalado con un sistema de control automático de proceso.

En conclusión, observamos los puntos principales a los que se debe prestar mucha atención al comprar dispositivos para equipar un panel de control automático para un dispositivo de ventilación de un edificio.

El principal criterio de selección es la fiabilidad de los componentes. Asegúrese de solicitar al gerente un certificado de calidad para estos dispositivos, así como una garantía del fabricante de los paneles de ventilación y de cada pieza individual. Preste atención a la disponibilidad de una base de producción para reparaciones, garantía. servicio equipos de ventilación, circuitos de control automático de procesos.

Cada dispositivo debe tener pasaporte, instrucciones y diagrama de conexión. Hoy en día, en el mercado de equipos de ventilación, varios fabricantes ofrecen una variada gama de componentes y diagramas de circuitos para paneles de ventilación. Después de tomar la decisión correcta y realizar una instalación de alta calidad de los gabinetes automáticos, recibirá un equipo confiable y seguro durante bastante tiempo.

Sistemas con control automatizado ayudar a optimizar el trabajo sistema de ventilación. Esto es especialmente importante en edificios grandes o grandes empresas, donde la estructura de ventilación ocupa un área bastante grande y puede resultar difícil realizar un seguimiento del funcionamiento de todos los dispositivos. El equipo se utiliza tanto en instalaciones relacionadas con la producción y la industria, como en edificios públicoscentros comerciales, áreas de recreación, complejos deportivos. La configuración correcta de la automatización de la ventilación garantiza un funcionamiento ininterrumpido y un control conveniente de todo el sistema.

Finalidad de los sistemas automáticos.

Los sistemas modernos diseñados para ventilación son bastante complejos, ya que incluyen una amplia variedad de dispositivos con sus propias funciones y características. Su trabajo de calidad sólo es posible a través de acciones coordinadas que deben ser controladas de alguna manera. Esto ayuda al diagrama de ventilación automática, que está diseñado para facilitar el trabajo con todos los dispositivos incluidos en el sistema. Sensores y mecanismos especiales ayudan a ejercer pleno control y emitir diversos comandos sin necesidad de cruzar todo el territorio de la empresa para realizar alguna operación con el dispositivo. Un sistema correctamente implementado ayuda a resolver los siguientes problemas:

  • Monitorea indicadores y controla el estado del complejo. El monitor muestra todos los datos necesarios que ve el operador y puede utilizarlos para sacar una conclusión sobre la situación actual. Además, si ocurre algún problema, el sistema inmediatamente hará sonar una alarma, notificándole que es necesario resolver el problema. Y al monitorear los indicadores, se pueden ver posibles señales de advertencia de un problema, basadas en datos modificados, y prevenir daños graves interviniendo inmediatamente en el funcionamiento de la estructura.
  • El análisis de datos de cada dispositivo se puede realizar de forma automática. El propio sistema recopila indicadores, los lee durante un tiempo determinado y luego los analiza y compara con la norma. De acuerdo con las lecturas recibidas, el control automático emite uno u otro comando o señal.
  • Modos de conmutación. La automatización puede conectarse o apagarse adicionalmente. instalaciones, dispositivos y funciones, esto depende de la hora del día, carga o condiciones climáticas, asegurando la creación de un modo de funcionamiento óptimo.
  • En caso de cortocircuito u otra situación de emergencia, el propio sistema desconectará el equipo de la fuente de alimentación, evitando daños más graves o incluso incendio de los dispositivos.

La presencia de control automático le permite optimizar significativamente el funcionamiento de todos los equipos; como resultado, solo se necesitarán 1-2 operadores para el mantenimiento, y no todo el departamento de personal. El uso de tecnología moderna puede reducir la cantidad de trabajadores necesarios y, en consecuencia, reducir los costos, por lo que esta es una opción adecuada para las organizaciones comerciales.

Componentes principales del sistema.

El diseño de tales sistemas es un asunto complejo que requiere ciertos conocimientos y habilidades, por lo que el gabinete de automatización de ventilación debe ser configurado por un especialista que entienda esto. Para trabajar con dispositivos, es necesario conocer el propósito de cada nodo, las características de su funcionamiento y la interacción con otros elementos. Debe tener experiencia trabajando con varios dispositivos y equipos de diferentes fabricantes. Es por eso que todo el trabajo debe ser realizado por profesionales que tengan el conocimiento y la experiencia necesarios.

Los paneles de automatización modernos para sistemas de ventilación incluyen bastantes varios equipos. Todos los dispositivos que de alguna manera participan en la creación de un sistema de control se pueden dividir en tres grupos:

  • Sensores táctiles. Estos dispositivos recopilan todo tipo de información sobre el estado del sistema, leyendo el nivel de humedad, temperatura, presión y otros indicadores importantes. Proporcionan una señal eléctrica que se envía al sistema.
  • Reguladores y controladores. Estos dispositivos son responsables de un mayor análisis de los datos obtenidos. Comparan información entre ellos, así como con estándares establecidos, realizar un análisis lógico y, en base a él, emitir cualquier comando al sistema, habilitando o deshabilitando determinadas funciones.
  • Mecánica ejecutiva. Estas partes aseguran la ejecución de los comandos recibidos, haciendo que los dispositivos realicen ciertas funciones y acciones.

Capacidades y ventajas del sistema.

Qué puede hacer sistema automático¿control? El conjunto mínimo de funciones disponibles incluye los siguientes elementos:

  • Seguimiento de la rotación de los ventiladores y su frecuencia, así como ajuste de este proceso.
  • Controle la temperatura del agua y evite la congelación.
  • Monitoreo de la condición del aire y control del sistema basado en el estudio de parámetros microclimáticos.
  • Indicación del estado de los filtros y señalización de la necesidad de limpiarlos.
  • Transferir partes individuales del sistema al modo inactivo.
  • Protección de equipos contra cortocircuitos y otros problemas.

El desarrollo de la tecnología permite crear circuitos y sistemas complejos, por lo que muchos diseños modernos ya están planificados teniendo en cuenta estos factores y no pueden prescindir del control automático. Si una empresa u organización utiliza el equipo de ventilación más moderno, lo más probable es que asuma la presencia de control automático y los circuitos ya estén diseñados de antemano para la instalación de dichos dispositivos.

Sin embargo, el uso de la tecnología tiene importantes ventajas. La máquina es capaz de analizar rápidamente una gran cantidad de flujos de información y realizar muchas operaciones a la vez, para las que el cerebro humano simplemente no está diseñado. Por lo tanto, un sistema de este tipo funciona mucho más eficientemente que incluso un departamento completo de personal humano. Además, el equipo no necesita fines de semana, pausas para dormir y almorzar, permanece en su puesto en cualquier momento y monitorea el sistema de ventilación. El uso de la automatización elimina posibles errores debido a la influencia del factor humano.

Ningún sistema para formar y mantener un microclima en un nivel óptimo podrá realizar sus tareas principales de manera precisa y correcta si no está equipado con un sistema de automatización.

Composición de los equipos de sistemas de automatización.

Los principales elementos de lectura, seguimiento y control de los sistemas de automatización son:

  1. Sensores: temperatura del aire, humedad, agua, caída de presión a través del filtro de aire: todos ellos están diseñados para controlar y registrar los parámetros operativos de la instalación. De acuerdo con las lecturas de los sensores se modela uno u otro modo de funcionamiento de las instalaciones.
  2. Accionamientos de actuadores: válvulas de aire, compuertas cortafuegos o de eliminación de humos, válvulas de control de agua, etc. Dependiendo del comando emitido por los elementos de control, los accionamientos pueden abrir o cerrar las válvulas, o cambiar proporcionalmente la sección para el paso de aire o agua.
  3. Los convertidores de frecuencia para ventiladores, bombas o intercambiadores de calor rotativos, así como los controladores de velocidad, se reasignan para cambiar la velocidad de rotación del equipo controlado en función de la señal proveniente del panel de control.
  4. Termostatos, interruptores de flujo y otros componentes de automatización, cuyo funcionamiento duplica las señales principales de los sistemas de control.
  5. Los controladores, reguladores de voltaje y temperatura como parte de los paneles de control son el "cerebro" de los sistemas de automatización. Su número, tipo y funcionalidad dependen enteramente de la lógica de control, de tipo de sistemas gestionados y el número de trabajadores sincrónicos.

Tipos de sistemas de automatización

Un hecho indiscutible es la dependencia directa del tipo de sistema de automatización del equipo utilizado en los sistemas de ventilación y los requisitos para la funcionalidad del control del sistema y el mantenimiento de los parámetros del aire.

Existen varios tipos de sistemas de automatización:

  • Automatización sistemas de suministro Con agua o calefacción eléctrica.
  • Automatización compleja de sistemas de suministro con calefacción de aire y correspondientes sistemas de escape.
  • Automatización unidades de tratamiento de aire con recuperación de aire.
  • Automatización compleja y control de todos. sistemas climáticos: calefacción, ventilación, sistema de aire acondicionado, etc.

Sistemas de suministro automático con agua o calefacción eléctrica.

Este tipo de automatización es uno de los más simples y le permite controlar la cantidad mínima de parámetros y el funcionamiento de los equipos de los sistemas de suministro individuales. En este tipo No se produce la automatización del control coordinado junto con los sistemas de escape.

Las principales funciones de dichos sistemas son:

  • Mantener la temperatura del aire de suministro;
  • Mantener la temperatura del refrigerante de retorno;
  • Protección del calentador contra la congelación;
  • Control de obstrucción del filtro de aire;
  • Control de velocidad del ventilador.

Los paneles de automatización para tales sistemas, por regla general, se suministran completos con las instalaciones, ya que no requieren un desarrollo exhaustivo de un producto de software para controlar la lógica del sistema. Desde un punto de vista económico, los armarios de automatización completos estándar se pueden utilizar cuando el edificio tiene un número reducido de sistemas de ventilación de suministro y están significativamente alejados entre sí.

Automatización integrada de sistemas de suministro y escape.

Este tipo de automatización es uno de los más comunes, ya que permite realizar el siguiente conjunto de funciones:

  • Manteniendo la temperatura del aire de impulsión en función de la temperatura de consigna del controlador, así como con ajustes en función de la temperatura del aire de extracción o de la temperatura de la habitación base. Es decir, en el caso de que haya un aumento de temperatura en la habitación (o del aire de escape de los sistemas de intercambio general), la automatización emite una señal para actuadores que la temperatura del aire de suministro se pueda reducir a un rango específico. El gradiente de disminución de la temperatura del aire de suministro no debe ser inferior a la temperatura del punto de rocío.
  • Gestionar la calidad del aire en función de la ocupación de la sala por visitantes (por ejemplo, en centros comerciales o salas de cine). Cuando aumenta el contenido de CO2 en el aire de escape, el controlador del sistema de automatización emite una señal para aumentar el flujo de aire para diluir los contaminantes. Cuando se logran indicadores normalizados, los sistemas pueden alcanzar consumo mínimo, asegurando así importantes ahorros de recursos energéticos.
  • El control del funcionamiento de los ventiladores de los sistemas de suministro se coordina con el funcionamiento de los sistemas de extracción del volumen general del local. Esta función facilita la implementación de las reglas principales de los sistemas de ventilación equilibrados. Es decir, cuando se requiere una reducción en el flujo de aire de suministro, el sistema de automatización reduce proporcionalmente el flujo de aire de escape. En este caso, los sistemas deben ser de intercambio general, controlar los sistemas de escape locales utilizando este principio es imposible desde un punto de vista tecnológico.

Los paneles de control para sistemas de automatización integrados ya no son un producto terminado, sino que deben ser desarrollados por organizaciones especializadas junto con organizaciones de diseño. Los controladores en tales sistemas se utilizan en un diseño de libre programación, en el que, durante el proceso de programación, se incorpora un programa con una lógica específica para el funcionamiento de los sistemas de ventilación. El número de paneles de control puede ser igual al número de sistemas o pueden combinarse en zonas de control si, por ejemplo, hay varios sistemas de suministro en una cámara de ventilación. Esto le permitirá ahorrar significativamente en el costo de los controladores al ampliarlos con ciertas unidades de expansión. En este caso, las centrales deberán estar conectadas mediante su propia red interna.

Automatización de unidades de suministro y escape con recuperación de aire.

Los sistemas de ventilación general con función de recuperación son un tipo de sistemas de ventilación con funcionamiento equilibrado de las unidades de suministro y escape, con la adición de elementos adicionales de control, señalización y monitorización a los sistemas de automatización.

Circuito recuperador

Las principales funciones de dichos sistemas de automatización son:

  • Mantenimiento de la temperatura del aire de impulsión en función del setpoint o con ajuste basado en el sensor de aire interior básico.
  • Monitorear la temperatura del aire de escape antes y después del recuperador para evitar que se congele, o en el caso de utilizar un recuperador rotativo aumentar o disminuir su velocidad de rotación.
  • Monitorización de congelación de canales recuperadores de placas en función del sensor de presión diferencial. En el caso de que los canales de aire estén cubiertos de escarcha o una capa de "hielo", se debe abrir el bypass del recuperador o encender la primera etapa de calentamiento de los calentadores de aire.
  • Mantener la temperatura del fluido de retorno.
  • Protección del calentador contra la congelación.
  • Comprobación de obstrucción del filtro de aire.
  • Control de calidad del aire en función de las lecturas del sensor de CO2.
  • El control del funcionamiento de los ventiladores de los sistemas de suministro se coordina con el funcionamiento de los sistemas de extracción del volumen general del local.
  • Controlar la velocidad de rotación del intercambiador de calor giratorio dependiendo de la relación entre las temperaturas del aire de suministro y escape para lograr la máxima eficiencia y reducir el costo de calentar el aire de suministro.

Automatización y control integrados de todos los sistemas climáticos.

Este tipo de automatización sistemas de ingenieria es uno de los más difíciles desde el punto de vista de implementación, pero al mismo tiempo permite el uso más eficiente de todos los recursos energéticos externos e internos del edificio.

La esencia este método Consiste en monitorear el trabajo de los sistemas de ingeniería, monitorear los parámetros generales del aire para evitar el funcionamiento simultáneo de instalaciones "competidoras".

A menudo surge una situación en la que los sistemas de calefacción, ITP y aire acondicionado de un edificio pueden funcionar simultáneamente, cada uno en su propio modo, según el programa del controlador para cada sistema por separado. En general, esta operación es correcta, se admiten todos los parámetros, pero no existe una lógica general para habilitar/deshabilitar sistemas. Tales situaciones pueden surgir durante el período de transición del año, cuando la temperatura de la habitación con acristalamiento orientada hacia la fachada sur comienza a subir, el sistema de aire acondicionado del edificio se enciende, mientras que el suministro de calor al edificio no se detiene, ya que las lecturas de la temperatura del aire de la calle no permiten dejar de calentar el local. El consumo excesivo de energía térmica y eléctrica se produce hasta que estos sistemas se ajustan o apagan manualmente.

Los sistemas de automatización complejos deben diseñarse simultáneamente con todos los sistemas de ingeniería del edificio y tener en cuenta los matices de los sistemas, la orientación del edificio hacia los puntos cardinales, el funcionamiento de los sistemas durante el período de transición, el control zonal teniendo en cuenta la temperatura ambiente. , etc.

PD. del director de Region LLC:

22 Automatización de sistemas de ventilación y aire acondicionado.

Si es imposible obtener suministro de calor de la red de calefacción central, utilice un calentador eléctrico con varios niveles de potencia (hasta cuatro).

El flujo de aire en los sistemas de suministro y escape se garantiza cambiando el rendimiento de los ventiladores de suministro y escape. Si a bajas temperaturas del aire exterior la potencia total del calentador eléctrico no es suficiente para mantener la temperatura ajustada, entonces se reduce el rendimiento (velocidad de rotación) de los ventiladores. Debe recordarse que cuando se reduce la velocidad de rotación del ventilador, es posible que la cantidad de aire que ingresa a la habitación no cumpla con los requisitos de las normas sanitarias. Sin embargo, esto permite que el aire acondicionado central funcione hasta una temperatura del aire exterior de -20-25 °C. Una situación similar surge en verano en el caso del funcionamiento de refrigeración a una temperatura del aire exterior alta (por encima de la de diseño).

EN un sensor de flujo de aire está instalado en el canal central

Y Sensor de sobrecalentamiento del calentador. Si no hay flujo de aire, el calentador eléctrico fallará. 10–15 s, por lo que se instala un sensor de flujo para protegerlo. Además, los calentadores suelen instalar dos termostatos:

termostato de protección contra sobrecalentamiento con rearme automático (temperatura de funcionamiento 50 °C);

Termostato de protección contra incendios con rearme manual (temperatura de funcionamiento 150 °C).

El primer termostato funciona de forma reversible, es decir, después de que la temperatura del aire detrás del calentador eléctrico desciende a 40 ° C, el calentador se encenderá nuevamente. Sin embargo, si dicho apagado ocurre 4 veces en 1 hora, se producirá un apagado de emergencia del sistema. Cuando se activa el segundo termostato, el sistema se apagará, solo se podrá volver a encender manualmente después de que se haya eliminado la falla.

El control de polvo del filtro se evalúa mediante la caída de presión a través del mismo, que se mide mediante un sensor de presión diferencial. El sensor mide la diferencia de presión del aire antes y después del filtro.

La caída de presión permitida a través del filtro se indica en su pasaporte (normalmente 150-300 Pa). Este valor se establece al configurar el sistema en el sensor de presión diferencial (configuración del sensor). Cuando la caída de presión alcanza el valor establecido, se recibe una señal del sensor que indica que el filtro tiene mucho polvo y que es necesario repararlo o reemplazarlo. Si el filtro no se limpia o reemplaza dentro de las 24 horas posteriores a la emisión de la señal de límite de polvo, el sistema se apagará.

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Se instalan sensores similares en los ventiladores. Si falla un ventilador o una correa de transmisión del ventilador, el sistema se apagará en modo de emergencia.

1.4. REGULACIÓN SCR SEGÚN MODO ÓPTIMO

El modelo termodinámico de preparación del aire de impulsión, basado en la regulación del contenido de humedad en función de la temperatura del punto de rocío, provoca un gran exceso de consumo de frío y calor. Sin embargo, la amplitud de su uso se debe a la falta de reguladores de humedad precisos y de acción rápida.

EN Recientemente, se ha utilizado un método para regular la SCR según un régimen óptimo, que permite evitar el recalentamiento del aire. El modelo termodinámico para el modo óptimo cambia continuamente, asegurando el menor consumo de frío y calor.

EN Estos modelos tienen en cuenta la influencia mutua de dos circuitos de control: temperatura y humedad. Los sistemas de control acoplados con dos circuitos estabilizadores se describen mediante dependencias matemáticas bastante complejas y su implementación en hardware tiene un coste elevado. Por lo tanto, el control según el modo óptimo se utiliza en aire acondicionado de proceso o de precisión.

De los esquemas de control para acondicionadores de aire centrales descritos anteriormente, se deduce que para el funcionamiento normal de la unidad de aire acondicionado central, se debe implementar una determinada tecnología para garantizar el mantenimiento del microclima requerido en la habitación. Para ello se están desarrollando algoritmos para el funcionamiento de aires acondicionados centrales basados ​​​​en lecturas de sensores de temperatura, humedad, presión, valores de corriente, voltaje en elementos de control, etc.

Los algoritmos se implementan mediante elementos ejecutivos y de protección (motores eléctricos, válvulas, amortiguadores, etc.).

Así, el sistema de control automático de la instalación central de aire acondicionado debe realizar las siguientes funciones:

Controles (encendido, apagado, retrasos);

protectora (parada en caso de emergencia, prevención de daños a la instalación);

regular (mantener condiciones cómodas con costos operativos mínimos).

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1.5. FUNCIONES DE CONTROL DE LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN SCR

Las funciones de control aseguran la implementación de los algoritmos establecidos para el normal funcionamiento del sistema. Estos incluyen funciones:

secuencia inicial;

secuencia de parada;

reservativo y complementario.

1.5.1. SECUENCIA DE INICIO

Para garantizar el arranque normal del aire acondicionado, se debe observar la siguiente secuencia:

1. Apertura preliminar de las compuertas de aire.

La apertura preliminar de las compuertas de aire antes de arrancar los ventiladores se lleva a cabo debido a que no todas las compuertas en estado cerrado pueden soportar la diferencia de presión creada por el ventilador, y el tiempo para la apertura completa de la compuerta mediante el accionamiento eléctrico alcanza 2 minutos. El voltaje de control de entrada del accionamiento eléctrico puede ser de 0 a 10 V (control de posición proporcional con regulación suave) o ~24 V (~220 V): control de dos posiciones (abierto - cerrado).

2. Separación de los momentos de arranque de motores eléctricos.

Los motores eléctricos asíncronos tienen altas corrientes de arranque. Por tanto, los compresores de las máquinas de refrigeración tienen corrientes de arranque que son entre 7 y 8 veces superiores a las corrientes de funcionamiento (hasta 100 A). Si los ventiladores, las máquinas de refrigeración y otros accionamientos se ponen en marcha al mismo tiempo, debido a la gran carga en red eléctrica edificio, el voltaje caerá significativamente y es posible que los motores eléctricos no arranquen. Por tanto, el arranque de los motores eléctricos debe espaciarse en el tiempo.

3. Precalentar el calentador

Si enciende el aire acondicionado sin calentar el calentador de agua, a bajas temperaturas exteriores puede funcionar la protección contra heladas. Por lo tanto, al encender el aire acondicionado, es necesario abrir las compuertas de suministro de aire, abrir la válvula de tres vías del calentador de agua y calentar el calentador. Normalmente, esta función se activa cuando la temperatura exterior es inferior a 12 °C.

En sistemas con recuperador giratorio, el extractor de aire primero se enciende y luego la rueda del recuperador comienza a girar.

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ra, y después de que el aire de escape lo calienta, el ventilador de suministro se enciende.

Por lo tanto, la secuencia de conmutación debe ser la siguiente: compuerta de escape – ventilador de extracción – compuerta de suministro – recuperador – válvula de tres vías – ventilador de suministro. El tiempo de arranque en verano es de 30 a 40 s, en invierno, de hasta 2 minutos.

1.5.2. DETENER SECUENCIA

1. Retardo de parada del ventilador de suministro de aire

En instalaciones con calentador eléctrico, después de quitar la tensión del calentador eléctrico, es necesario enfriarlo durante un tiempo, sin apagar el ventilador de impulsión. De lo contrario, el elemento calefactor del calentador (calentador termoeléctrico - elemento calefactor) puede fallar.

2. Retraso en el apagado maquina de refrigeracion

Cuando la máquina frigorífica está apagada, el refrigerante se concentrará en el lugar más frío del circuito frigorífico, es decir, en el evaporador. Durante el arranque posterior, pueden producirse golpes de ariete. Por lo tanto, antes de apagar el compresor, primero se cierra la válvula instalada frente al evaporador y luego, cuando la presión de succión alcanza 2,0–2,5 bar, se apaga el compresor. Junto con el retraso en el apagado del compresor, existe un retraso en el apagado del ventilador de suministro.

3. Retardo de cierre de la compuerta de aire

Las compuertas de aire no se cierran completamente hasta que los ventiladores se han parado. Dado que los ventiladores se detienen con retraso, las compuertas de aire también se cierran con retraso.

1.5.3. FUNCIONES DE RESERVA Y COMPLEMENTARIAS

Se incorporan funciones complementarias cuando se trabaja en un circuito de varios módulos funcionales idénticos (calentadores eléctricos, evaporadores, máquinas frigoríficas), cuando, en función del rendimiento requerido, se encienden uno o más elementos.

Para aumentar la confiabilidad, se instalan ventiladores de respaldo, calentadores eléctricos y máquinas de refrigeración. En este caso, periódicamente (por ejemplo, después de 100 horas) los elementos principal y de reserva cambian de función.

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1.6. FUNCIONES DE PROTECCIÓN DE LOS SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN SCR

A Las funciones protectoras incluyen:

protección del calentador de agua contra la congelación;

protección en caso de falla de los ventiladores o del accionamiento del ventilador;

protección cuando aumenta la caída de presión a través de los filtros (obstrucción del filtro);

protección de la máquina de refrigeración en caso de desviación de valores aceptables tensión de alimentación, presión, temperatura, corriente;

Protección del calentador eléctrico contra sobrecalentamiento y combustión.

2. REQUISITOS PARA SISTEMAS DE AUTOMATIZACIÓN SCR

2.1. REQUERIMIENTOS GENERALES

Los requisitos para los sistemas de automatización se pueden dividir en tres grupos:

requisitos generales para todos los sistemas de automatización;

requisitos que tienen en cuenta las particularidades del SCR;

requisitos para los sistemas de automatización determinados por un VCS específico.

Requisitos generales para todos los sistemas de automatización. , independientemente del objeto de gestión, están determinados por una serie de normas nacionales, documentos reglamentarios. Los principales son: DSTU BA 2.4. 3 95 (GOST 21.4.08 93), SNiP 3.05.07.85 "Sistemas de automatización", "Reglas para instalaciones eléctricas (PUE)" y DNAOP 0,00 1,32 01.

EN DSTU BA 2.4. 3 95 (GOST 21.4.08 93) establece los estándares y reglas para la implementación. documentación de trabajo automatización de procesos tecnológicos.

Colección de normas y reglas SNiP 3.05.07 85 define el procedimiento

Y reglas para realizar todos los trabajos relacionados con la producción, instalación y ajuste de sistemas de automatización de procesos

Y equipos de ingeniería.

EN El PUE proporciona definiciones e instrucciones generales sobre el diseño de instalaciones eléctricas, la selección de conductores y dispositivos eléctricos y el método de su protección.

EN DNAOP 0.00 1.32 01 establece reglas para equipos eléctricos en instalaciones especiales, incluidas las secciones 2 y 3: equipos eléctricos para uso residencial, público, administrativo y deportivo.

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y edificios y estructuras culturalmente espectaculares, es decir, objetos donde la instalación de SCR es obligatoria. Nos referiremos a las disposiciones individuales de estos documentos en las secciones dedicadas a aspectos técnicos.

2.2. REQUISITOS CONSIDERANDO LAS ESPECÍFICAS DEL SCR

Estos requisitos son vista general, se presentan en la sección 9. SNiP 2.04.05 91*U “Calefacción, ventilación y aire acondicionado” y regulan el alcance de las funciones obligatorias de los sistemas de automatización: medición, regulación, alarma, bloqueo automático y protección. Equipo tecnológico etcétera.

El control automático de los parámetros es obligatorio para el calentamiento del aire, el suministro y ventilación de escape trabajando con flujo variable, una mezcla variable de aire exterior y de recirculación y una potencia de calefacción de 50 kW o más, así como aire acondicionado, refrigeración y humidificación local adicional del aire interior.

Principales parámetros controlados de SCR:

temperatura del aire y refrigerante (refrigerante) en la entrada y salida de los dispositivos;

temperatura del aire exterior y en los puntos de control de la habitación;

presión de calor y refrigerante antes y después de dispositivos donde la presión cambia su valor;

consumo de calor de sistemas de calefacción y ventilación;

presión (diferencia de presión) del aire en SCR con filtros e intercambiadores de calor bajo pedido especificaciones técnicas en el equipo o según las condiciones de operación.

Necesidad control remoto y el registro de los parámetros básicos está determinado por los requisitos tecnológicos.

Los sensores deben colocarse en puntos característicos del área de servicio (trabajo) de la habitación, en lugares donde no estén influenciados por superficies o chorros de aire calentados o enfriados. Está permitido instalar sensores en conductos de aire si los parámetros en ellos no difieren de los parámetros del aire en la habitación o difieren en un valor constante.

Si no existen requisitos tecnológicos especiales para la precisión, entonces la precisión del mantenimiento en los puntos donde se instalan los sensores debe ser de ±1 °C para la temperatura y ±7% para la humedad relativa. En el caso de utilizar aires acondicionados locales, cierrapuertas con individuales.

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Los reguladores duales de acción directa proporcionan una precisión de mantenimiento de la temperatura de ±2 °C.

El bloqueo automático se proporciona en:

sistemas con flujo de aire externo y de suministro variable para garantizar el suministro de aire mínimo permitido;

en primer lugar calentar intercambiadores y recuperadores de calor para evitar la congelación;

circuitos de intercambio de aire, circulación de refrigerante y refrigerante, para proteger intercambiadores de calor, elementos calefactores, compresores, etc.;

Sistemas de protección contra incendios y parada de equipos en situaciones de emergencia.

La causa de la posible congelación del agua en las tuberías es el movimiento laminar del agua a temperaturas exteriores negativas y el sobreenfriamiento del agua en el aparato. Cuando el diámetro del tubo del intercambiador de calor es dtr = 2,2 cm y la velocidad del agua es menor que 0,1 m/s, la velocidad del agua en la pared es prácticamente cero. Debido a la baja resistencia térmica del tubo, la temperatura del agua en la pared se acerca a la temperatura del aire exterior. El agua en la primera fila de tubos en el lado del flujo de aire exterior es especialmente susceptible a congelarse.

Resaltemos tres factores principales que contribuyen a la congelación del agua:

errores cometidos durante el diseño y asociados con una superficie de calentamiento, una tubería de refrigerante y un método de control sobreestimados;

aumento de la temperatura agua caliente y, como consecuencia, una fuerte disminución en la velocidad del movimiento del agua, lo que crea el peligro de que el agua se congele en el intercambiador de calor;

flujo de aire frío debido a una fuga en la válvula de aire exterior y cuando el émbolo de la válvula de agua está completamente cerrado.

Normalmente, la protección contra la congelación de los intercambiadores de calor se realiza mediante reguladores de encendido y apagado con sensores de temperatura delante del dispositivo y en la tubería de agua de retorno. El peligro de congelación se predice por la temperatura del aire delante del aparato (t<3 °С) и одновременным понижении температуры обратной воды, напри мер, t w min < 15 °С. При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор. В нера бочее время клапан остается приоткрытым (5–25 %) при закрытой заслонке наружного воздуха.

Automatización de sistemas de ventilación y aire acondicionado 29.

Las funciones reguladas anteriormente de la automatización SCR no agotan todas las características del proceso y equipo de tratamiento de aire. La práctica de configurar y operar tales sistemas ha demostrado la necesidad de cumplir una serie de otros requisitos. Aquí, en primer lugar, debe centrarse en el calentamiento obligatorio del primer calentador de aire antes de arrancar el motor con un ventilador preciso y observar la secuencia de conmutación.

Y detener el equipo de trabajo del sistema. En la Fig. La Figura 1.13 muestra un cronograma típico para encender y apagar los dispositivos y dispositivos del sistema de suministro y escape. La válvula del calentador es la primera en abrirse por completo, después de que se haya calentado durante 120 s, se da una orden para abrir las compuertas de aire, después de otros 40 s se enciende el extractor de aire y solo cuando las compuertas están completamente abiertas, el El ventilador de suministro está encendido. Además, se debe prever la puesta en marcha individual de los equipos, que deben encenderse durante la puesta en servicio.

Y trabajo preventivo.

30 Automatización de sistemas de ventilación y aire acondicionado.

2.3. REQUISITOS ESPECÍFICOS DEL SITIO

Estos requisitos se formulan sobre la base de algoritmos para el funcionamiento y gestión del SCS. En este caso, la elección del algoritmo de control está determinada por dos cualidades principales: precisión y eficiencia del control. La primera cualidad determina la elección de la ley de control óptima, la segunda, el programa de control óptimo. Otros indicadores, como la confiabilidad, el costo, etc., se imponen como restricciones al criterio de optimización seleccionado de los dos primeros factores. Y si la determinación de la ley de control óptima la lleva a cabo un especialista en automatización, entonces la determinación del programa de control óptimo debe ser realizada conjuntamente por especialistas en aire acondicionado y ventilación y especialistas en automatización. Este enfoque tiene en cuenta tanto los requisitos del sistema de automatización como del objeto automatizado. En la práctica, es más común el diseño separado con la emisión de especificaciones técnicas o datos iniciales para la automatización.

Estos documentos suelen estipular:

gama de cambios en influencias perturbadoras;

parámetros especificados de condición del aire y requisitos para la precisión de su mantenimiento;

requisitos para mantener los parámetros del aire en las instalaciones con servicios fuera del horario laboral;

diagrama funcional de la instalación con características técnicas de los dispositivos seleccionados y dispositivos para el tratamiento del aire térmico y húmedo;

datos sobre las cargas de calor y humedad máximas y mínimas calculadas de la instalación, modos de tratamiento de calor y humedad del aire y condiciones para la transición de un modo a otro;

gráficos o rangos de cambios de carga a lo largo del día, semana laboral, mes, etc.

Estos datos son necesarios para la implementación del control del programa de SCR durante los períodos especificados con el fin de ahorrar costos de electricidad, calor y frío.

Sobre la base de los requisitos descritos y los datos iniciales, se selecciona el equipo técnico de automatización y se desarrolla la documentación técnica para el sistema de automatización.

Para garantizar las condiciones necesarias para el correcto movimiento del aire en las habitaciones, crear sistemas confiables de ventilación y aire acondicionado, reducir la necesidad de personal de mantenimiento, así como ahorrar energía y preservar el frío y el calor, se recurre al uso de sistemas automatizados. Sistemas de aire acondicionado y ventilación, que incluyen, entre otras cosas, el apagado y encendido automático de los equipos en situaciones de emergencia.

Para que el sistema automatizado funcione correctamente y de la forma más económica, se colocan dispositivos de seguimiento en los paneles para controlar los principales parámetros. En los nodos individuales, para poder monitorear el funcionamiento de elementos individuales, se instalan dispositivos de control local para monitorear los indicadores intermedios.

La automatización de los registradores permite registrar y analizar el funcionamiento actual de los equipos de ventilación, y para el registro oportuno de desviaciones peligrosas se utilizan dispositivos de señalización diseñados para evitar interrupciones en el proceso tecnológico y, como consecuencia, defectos del producto.

Los indicadores del funcionamiento del sistema de ventilación y aire acondicionado se instalan tanto en el sistema de ventilación de suministro como en sistemas combinados con sistemas de aire acondicionado y calefacción de aire. El control de la temperatura del aire es importante aquí junto con el control de los parámetros del refrigerante.

En cuanto al aire acondicionado concretamente, es importante controlar la humedad del aire y la temperatura del agua fría y caliente, así como la presión, para regular adecuadamente el funcionamiento de las bombas que suministran agua a la cámara de riego.

Dependiendo de qué tan preciso debe ser el ajuste de los parámetros admitidos, del propósito del sistema, de la viabilidad económica y técnica, se elige un método posicional, proporcional o proporcionalmente integrado para controlar el sistema automatizado. Y dependiendo del tipo de energía que se utilice para asegurar el funcionamiento del sistema, el sistema de control puede ser eléctrico o neumático.

Si la empresa no dispone de una red de aire comprimido o su instalación es económicamente inaceptable, se utiliza un sistema de control eléctrico. Si la empresa dispone de una red de aire comprimido (con una presión de 0,3 a 0,6 MPa), o por motivos de seguridad contra incendios, se utiliza un sistema de control neumático.

El principio del control automático de la temperatura del aire es mezclar el aire recirculado y el aire exterior, así como variar los modos de funcionamiento de los calentadores de aire. Estos métodos se pueden utilizar tanto juntos como por separado. Al mismo tiempo, gracias a la regulación en el sistema de aire acondicionado, se consiguen la temperatura, presión y humedad relativa requeridas.


Un sistema de ventilación de suministro automatizado se caracteriza por medir la temperatura del aire en la habitación (después del ventilador) y la temperatura del agua caliente antes y después del calentador. Al mismo tiempo, gracias al regulador de temperatura, que actúa automáticamente sobre la válvula de control de agua caliente, la temperatura en la habitación cambia en la dirección deseada.

El sistema cuenta con dos sensores de temperatura, cuya función es evitar que el calentador se congele. El primer sensor monitorea la temperatura del refrigerante después del calentador (en la tubería de retorno), el segundo, la temperatura del aire entre el calentador y el filtro.

Si durante el funcionamiento de la unidad de ventilación el primer sensor detecta una caída en la temperatura del refrigerante a +20 - +25°C, el ventilador se apagará automáticamente y la válvula de control se abrirá completamente para suministrar refrigerante al calentador para calentarlo.

Si la temperatura del aire entrante es superior a 0°C, entonces, por supuesto, es imposible congelar el calentador y no es necesario apagar el ventilador ni abrir la válvula de agua caliente; el segundo El sensor apagará la unidad de protección anticongelante del calentador.


Deje que el ventilador esté apagado por la noche y el calentador debe protegerse contra la congelación, luego el segundo sensor (frente al calentador), que registra la temperatura por debajo de +3°C, abrirá la válvula para suministrar agua caliente. Cuando el calentador se caliente, la válvula se cerrará.

Así es como se implementa el ajuste automático de dos posiciones de la temperatura del aire frente al calentador cuando el ventilador está apagado. Cuando se inicia el sistema, el calentador se precalienta antes de encender el ventilador. Cuando se enciende el ventilador, se abre la compuerta.

Para calentar el aire, es posible utilizar uno de dos esquemas. En el primer esquema, instalado en el flujo de aire calentado, el termostato, cuando la temperatura del aire se desvía del nivel establecido, enciende una válvula motora que regula el flujo de refrigerante hacia el calentador (es recomendable usarlo si el refrigerante es agua). El agua ingresa al calentador en proporción a la posición de altura de la válvula sobre el asiento.

Cuando el vapor sirve como refrigerante, su flujo no será proporcional y entonces será adecuado el segundo método de control. En un circuito adecuado para vapor, el termostato controla un servomotor conectado a válvulas de mariposa que regulan la relación entre el aire que pasa y el aire que fluye directamente a través del calentador.

La humidificación del aire en la cámara de la boquilla se controla mediante uno de dos métodos, que se basan en la saturación adiabática. El coeficiente p está directamente relacionado con el coeficiente de riego p, y al cambiar p, cambiamos p. El regulador de humedad controla una válvula motora montada en el lado de descarga de la bomba, que suministra agua a las boquillas desde el recipiente de la cámara. Pero hay una segunda manera.

El segundo método es que al cambiar la temperatura del aire que pasa por el calentador, ¿se puede cambiar la humedad sin modificarla? y r. En este caso, el regulador de humedad simplemente regula el suministro de refrigerante al calentador.


El siguiente proceso se utiliza para enfriar el aire. El aire que se mueve a través del canal ingresa a la cámara de la boquilla, donde debe enfriarse rociando agua fría. La posición de las válvulas de mariposa cambia de modo que parte del flujo de aire pasa por alto y otra parte hacia la cámara de la boquilla. En el canal de derivación la temperatura no cambia.

Después de que parte del flujo pasa a través de la cámara de la boquilla, los flujos separados se combinan nuevamente, se mezclan y, como resultado, la temperatura del aire es la necesaria de acuerdo con las condiciones de la habitación. La proporción de aire que pasa a través de la cámara de la boquilla o se desvía es ajustable y puede alcanzar el 100%: todo el flujo a través de la cámara o todo el flujo a través del canal de derivación.

¿Qué sistema elegir: proporcional o de dos posiciones? Dependiendo de la relación entre la producción del agente regulador y el volumen de su consumo. Si la producción del agente es mucho mayor que la capacidad de consumo, entonces es mejor un sistema proporcional; en caso contrario, es mejor un sistema de dos posiciones.

Al decidir la construcción de un sistema de control de humedad en la habitación, se determina la cantidad de vapor de agua que el aire de la habitación podrá aceptar.

La temperatura en la habitación se ve afectada por las superficies internas y, para simplificar, asumiremos que los elementos ubicados en la habitación no afectan la temperatura del aire.

Es bien sabido que las superficies difieren en temperatura de la del aire y, como son grandes, el efecto térmico siempre resulta ser tal que la temperatura del aire se corresponde con la temperatura de la superficie, y un cambio en la temperatura del aire indica un cambio en la temperatura de la superficie.