Подробно об автоматизации вентиляции в здании

Любая вентиляция помещения подразумевает замену воздуха при отсутствии замкнутого цикла, что очень важно не только для создания комфорта, но и с медицинской точки зрения. На сегодняшний день, когда такая потребность стала одной из первых необходимостей функционирования различных организаций, автоматизация систем вентиляции стала необходимым атрибутом любого предприятия. Даже для частного жилья сегодня можно установить систему умного дома, включающую в себя принудительный воздухообмен в помещениях.

Приборы для организации автоматического воздухообмена

Само собой разумеется, что автоматизации вентиляции подразумевает необходимость монтажа каких-то приборов, датчиков и турбин. Такой «освежающий набор» простых и сложных устройств от простого металлического шкафа до модулей с числовым программным управлением предназначен для регулировки состояния воздуха как в помещении в целом, так и в отдельных комнатах. Перевод управленческих функций в поле деятельности компьютеров позволяет обеспечить создание подобных систем на любых объектах закрытого типа с самыми разными характеристиками.

Конечно, условия для автоматизации системы вентиляции будут отличаться друг от друга в зависимости от условий на определенном объекте, а значит, требования тоже будут разными:

• Места, где можно обойтись общепринятыми модулями в виде шкафов с набором стандартного оборудования.
• Требования повышены и приходится комплектовать модуль в ручном режиме, ориентируясь на особенности и потребности данного объекта.

Различия в оборудовании модулей системы управления вентиляцией определяются частными характеристиками: назначением объекта и его непосредственной деятельностью, местом его расположения. В любом случае подборка и монтаж оборудования направлен на конечную цель – поддержание воздуха в свежем состоянии на протяжении всего цикла деятельности. Также автоматизация вентиляции направлена на то, чтобы свести к минимуму зависимость от вмешательства оператора (человека) в рабочий процесс и его регулировку.

Система управления приточной вентиляцией осуществляется за счет датчиков, расположенных во всех помещениях обслуживаемого здания. В большинстве случаев, это термостаты, реагирующие на повышение или понижение температуры воздуха. Кроме того, системы оснащаются программным управлением в виде искусственного интеллекта, который сам принимает решение, когда необходима новая порция свежего воздуха.

Сборка таких модулей осуществляется по принципу подбора узлов, которые можно разделить на три основные группы:

• Датчики - устройства, которые собирают и передают информацию об окружающей среде в компьютерный центр анализа сведений. В этом участвуют термостаты, влагомеры и газоанализаторы разного типа.
• Центр управления – пункт, куда стекается вся информация с вышеперечисленных контрольно-измерительных приборов. После обработки полученных данных системы автоматического управления вентиляцией выдают команды всем подчиненным механизмам типа фильтров, задвижек, клапанов, двигателей с турбинами.
• Исполнительные узлы – отвечают за выполнение команд, поступающих на действующие механизмы, от которых зависит вентилирование. Это преобразователи частоты вращения валов двигателей с лопастями крыльчаток, сервоприводы задвижек/заслонок и тому подобное.

Все центры управления приточно-вытяжной вентиляцией производят анализ воздуха в том или ином помещении на его температуру, влажность, соотношение кислорода-углерода и, при необходимости, на наличие других газов. В случае нарушения параметров, заданных по умолчанию, раздаются команды на проветривание помещения (отдельной комнаты или всего объекта). Когда все параметры возвращаются к требуемым нормам (заданным ранее по умолчанию), процесс обмена воздуха блокируется до следующего отклонения от нормы.

Автоматизация различных процессов (вентиляции в том числе) при помощи компьютеров коснулась практически всех видов деятельности homo sapiens современного. Действия оператора в таких случаях сводятся только к заданию режимов или их коррекции и периодической проверке системы на наличие или отсутствие сбоев.

Примечание: автоматизация систем вентиляции на производстве или предприятии приводит к сокращению необходимости большого штата технических работников разного уровня.

Способы работы воздухообмена, как правило, определяются конкретной ситуацией и конкретным местом потребления и это можно классифицировать по трем режимам:

• Ручной. Такой режим предусмотрен для самых разных ситуаций (в основном экстраординарных) – здесь все команды раздаются оператором удаленно через пульт управления.
• Автономный. Все компьютеризированные блоки раздают команды на обслуживающие механизмы вне зависимости от работы сопряженных инженерных систем, функционирующих в здании.
• Автоматический. Вся сеть управления воздухообменом интегрирована в систему общей регулировки всех инженерных комплексов данного здания. Это означает, что автоматические системы управления вентиляцией синхронизированы с прочими системами безопасности, как пожарная сигнализация, газоанализаторы для котлов отопления и прочими аварийными датчиками.

Подводя итоги можно сказать, что при автоматизации вентиляционных систем функции оператора сводятся к банальному пассивному наблюдению с минимализацией личного присутствия. Но, следует сказать, что без участия человека, хотя бы на уровне наблюдателя невозможен не один автоматический процесс, даже если ним управляют самые современные компьютеры.

ЩУВ – для чего он нужен

Для включения или выключения сплит системы (кондиционирование воздуха) или запуска турбины в вентиляционной шахте не нужно компьютерное управление – с этим без труда справится любой человек, ощутив состояние дискомфорта по отношению к окружающей среде. Но такое возможно не всегда: на больших предприятиях, в крупных организациях, торговых центрах, спортивных комплексах и т.д. такими вещами гораздо удобнее командовать с одного места при помощи пульта управления. Более того, когда ручной ПУ заменяет ЧПУ, установленное на компьютере, все происходит совсем по-другому.

Вся информация с каждого двигателя с нагнетающей или высасывающей турбиной, обогревателя любого типа, кондиционера или сплиттера поступает на компьютер общего центра ЩУВ. В этом же шкафу находятся и автоматы, непосредственно запускающие или блокирующие ту или иную систему. В современном исполнении ЩУВ может выглядеть, как открытая панель с индикаторами, регуляторами, тумблерами и кнопками либо, как навесной или напольный металлический шкаф с распашными дверями и навесным либо внутренним замком для защиты от постороннего вмешательства.

В чем заключается основной функционал ЩУВ:

• постоянный контроль всех приборов в системе вентиляции и кондиционирования данного здания;
• защита двигателей и отопительных систем от перегрева, блокировка системы в случае короткого замыкания в схеме цепи;
• управление мощностями и производительностью оборудования;
• программирование системы в целом либо отдельных блоков (задается оператором) для запуска или блокировки агрегатов по временным промежуткам (часы, дни);
• обеспечение индикации всех приборов на ПУ;
• поддержание установленной по умолчанию температуры воздуха путем кондиционирования и/или вентиляции;
• контроль над воздуховодами и состоянием воздушных фильтров по степени их загрязнения;
• предупреждение сбоев и неисправностей блоков, например, системы водяного отопления могут замерзнуть при наступлении заморозков.

Монтаж таких щитов (в основном, закрытых) в помещении различных предприятий, торговых центров, спортивных комплексов и жилых домов дает возможность обслуживающему персоналу следить за работой всего оборудования с одного места. Для удобства в таких щитовых шкафах также размещают индикаторы для устройств защиты от пожара и отопления, а также их могут подключать к общей системе контроля.

ШУПВВ по своей сути ни что иное, как ЩУВ (щит управления вентиляцией), только с запертой на замок распашной дверью. Их могут устанавливать либо на каждом этаже, в каждом цеху или торговом зале, либо в одном месте для управления оборудованием всего здания в целом. При пожаре или несанкционированной остановке вентиляционного оборудования в ШУПВВ срабатывает сигнал, оповещающий о необходимости предпринять какие-либо действия в ручном режиме, либо они включаются автоматически. 

Задачи автоматики для вентиляции зданий

Сегодня на любом современном предприятии есть множество приборов и узлов для управления приточной вентиляцией и набор их функций порой не просто помогает, но даже может спасать здоровье и человеческие жизни. ПУ модуля ШУПВВ или ЩУВ оснащаются элементами электронного интеллекта для следующих действий:

• постоянное поддержание микроклимата помещения в заданном режиме (температура, влажность, загазованность);
• возможность дистанционного управления тем или иным блоком (запуск/блокировка, смена режима) удаленно (оператором при помощи ПУ);
• автоматически переход оборудования на другой режим при смене сезона (зима – лето);
• контроль всех фильтров на уровень загрязнение и автоматическая подача сигнала о необходимости их очистки/замены;
• автоматическое управление приточной вентиляцией при помощи заслонок;
• блокировка притока воздуха при срабатывании пожарных датчиков безопасности;
• отключение электропитания при возникновении скачков напряжения.

Примечание: подробный перечень всех функций, которыми снабжена система управления вентиляцией, нужно узнавать у продавца или у производителя, так как они могут отличаться.

Разновидности ЩУВ и ШУПВВ

Современный рынок электрооборудования предлагает широкий выбор самых разных ЩУВ и ШУПВВ, классифицируя их по размерам и по категориям. Все модификации можно разделить, как минимум, на четыре пункта:

• Оборудование для проветривания и удаления задымленности в помещениях. Такой климат-контроль нужен на производстве, например, для обустройства рабочего места сварщика или в кузне.
• ЩУ, контролирующие запуск, остановку и частоту вращения (мощность) систем вентиляции. Как правило, устройства такого типа имеют обширный функционал и могут устанавливаться как в подвесных, так и напольных шкафах управления. Возможна работа с фреонными установками, водяными калориферами и управление приточной вентиляцией.
• ЩУ электроснабжением приточно-вытяжной вентиляции. Сюда включается рекуператор для поддержания заданной температуры входящих и выходящих газовых потоков. Существуют также модификации, на основе гликоля (CₙH₂ₙ(OH)₂), где в системе теплоснабжения применяется циркуляция незамерзающих жидкостей типа антифриза. Сюда также входит циркуляционный насос и автоблокировка от неконтролируемых температурных перепадов.
• Модель с использованием обычного рекуператора рассматривается, как ЩУ приточной вентиляцией. Его легко перевести в любой режим. Сам рекуператор здесь выполнен в виде оцинкованного стального куба (квадратного или прямоугольного) с четырьмя патрубками – по два с каждой стороны. К ним подсоединяются металлические или пластиковые воздуховоды.

Рекомендации по сборке ЩУВ и ШУПВВ

В любом случае все работы по сборке и установке ЩУВ и ШУПВВ должны производится квалифицированными специалистами с соблюдением ТУ 3431-001-67762877-2013 и ТУ 4371-001-67762877-2016. Самостоятельный монтаж и сборка устройств управления категорически запрещена. Корпусы щитов или шкафов тоже нельзя изготавливать по собственному усмотрению – их заказывают в соответствии с предполагаемым оборудованием. В тех случаях, когда не хватает каких-то проводов, креплений или тумблеров (такое часто случается) их замена должна в точности соответствовать заданным техническим характеристикам.

К комплектации всех ЩУВ и ШУПВВ заводом-изготовителем всегда прилагается монтажная схема, которой будет руководствоваться специалист при сборке. Но её сохраняют на предприятии на случай необходимости проведения каких-либо ремонтных работ.

Заключение

В заключение можно сказать, что на сегодняшний день автоматизация вентиляции уже давно не является каким-то новшеством и в большинстве случаев, это обязательное условие для запуска того или иного предприятия (цеха). Кроме того, такое устройство постепенно захватывает не только промышленную, но и бытовую сферу – оно входит в систему «умного дома».