Управління припливною вентиляцією з водяним калорифером

Водяний калорифер в припливній вентиляції сам по собі достатньо надійний пристрій, не потребує частого обслуговування. Але якість його роботи цілком і повністю залежить від системи автоматики.

Розглянемо детальніше малюнок установки.

 Припливна вентіялция працює таким чином: зовнішнє повітря поступає через повітрозабірні гратки і, проходячи через жалюзійні грати, потрапляє в секцію фільтрації, де відбувається очищення від механічних домішок і пилу. Очищене повітря далі прямує у водяний калорифер, в якому відбувається його нагрів за рахунок тепла гарячої води з магістралі мережі. Потім повітря потрапляє в секцію вентилятора, з якої він транспортується в припливний канал.

 

Обв'язування калорифера, а точніше регулююча арматура залежно від джерела гарячої води відбувається двома способами:

а) при споживанні з міської мережі, де витрата зворотної води не фіксована і існує лише необхідність підтримки температури зворотної води, застосовують двоходовий вентиль

б) при споживанні з місцевої котельної або бойлера, де витрата зворотної води жорстко фіксована і зміни в ній можуть вплинути на функціонування мережі, застосовують трьохходовий вентиль.

Робота системи, як в першому, так і в другому випадку практично не відрізняється. Різниця полягає в тому, що у варіанті з двухходовим вентилем можливе повне припинення протоки в зворотній магістралі. Це не може не вплинути на економію теплоносія, але в рамках даної статті вважатимемо перший і другий спосіб еквівалентним.

Розглянемо, які функції повинна виконувати система автоматики в даному процесі підготовки повітря:

  1. включення / виключення системи (уручну або по таймеру);
  2. підтримка необхідної температури повітря в каналі подачі при включеному вентиляторі в робочому режимі;
  3. захист калорифера від разморозки;
  4. підтримка температури зворотної води при вимкненому вентиляторі в черговому режимі;
  5. треннінговий старт насоса.

Розділимо процес роботи автоматики на три режими:

  1. передстартове прогрівання;
  2. запуск;
  3. робота;
  4. черговий режим.

Перед тим, як перейти до опису роботи системи автоматики на цих режимах, необхідно розглянути два завдання: чим ми регулюватимемо і за допомогою яких параметрів проводитимемо аналіз.

 Повернемося ще раз до схеми установки.

"Датчик зовнішнього повітря" - датчик, що встановлюється на відкритому повітрі, показує температуру навколишнього середовища.

"Датчик температури повітря в каналі" - датчик встановлюваний після секції вентилятора на прямолінійній ділянці повітровода, що визначає температуру в каналі.

"Датчик температури зворотної води" - датчик встановлюваний відразу після водяного калорифера на трубі та показує температуру води. Відзначимо, що для точнішого регулювання цей датчик повинен знаходитися якомога ближче до виходу з калорифера, оскільки в деяких системах при низьких витратах води в контурі можлива сильна інерційність.

 Взагалі, для більшої керованості і динамічності бажано, щоб водяний контур обв'язування калорифера був гранично короткий. Для надійнішого захисту від замерзання робочої речовини під час зимової експлуатації, після калорифера встановлюється "термостат захисту від заморожування". Він кріпиться до теплообмінної поверхні калорифера і спрацьовує при значному зниженні температури або зональному переохолодженні калорифера.

 Важливу роль в управлінні установкою грає система автоматики, яка включає програмований контроллер, проміжні реле, пускачі і виконавчі механізми.

Що стосується виконавчих механізмів, то їх може бути скільки завгодно. Основними з них є: привід жалюзійних граток, контактор вентилятора, пускач насоса і регульований клапан. Як правило, якщо не пред'являються вимоги по жорсткій роботі жалюзійних граток (неможливість роботи під розрядкою), то її привід і контактор вентилятора об'єднують в єдині групи. Сигнал на включення / виключення вентилятора передається одночасно з сигналом відкриття жалюзійних граток.

 Перед пуском системи в зимовий період часу проводиться передстартове прогрівання. У перший момент часу, коли система ще не запущена (черговий режим), підтримується функція контролю води в зворотній магістралі. Для підтримки цієї функції клапан майже закритий і відкриття дросельної заслінки і запуск вентилятора в цей період загрожує розмороженням калорифера.

 Тому важливим завданням у момент прогрівання є контроль датчика температури зворотної води, щоб уникнути різке падіння температури подачі повітря. Прогрівання також необхідне ще і тому, щоб у момент пуску у повітровод подавалося вже нагріте повітря, для створення комфортабельних умов в приміщенні.

 Прогрівання може здійснюватися як за часом, так і після досягнення певної температури зворотної води. На наш погляд оптимальним рішенням є прогрівання води до заданої температури, причому прогрівання повинне закінчитися за певний інтервал часу. Для системи обв'язування калорифера це означає, що циркуляційний насос включений і трьохходовий вентиль справний.

 Після того, як система прогріта, здійснюється запуск і вихід на режим. В цей час дуже важливо контролювати температуру зворотної води, оскільки вона може почати різко знижуватися, як із-за низької температури зовнішнього повітря, так і із-за зниження циркуляційної витрати.

 У момент запуску також важливо стежити за температурою в каналі. Тому ми вважаємо, що процес запуску повинен бути кривою досягнення заданої температури в каналі, спираючись на показники двох датчиків: датчика зворотної води і датчика температури в каналі. Причому перевага в управлінні віддається саме температурі зворотної води, оскільки саме від неї залежить безпека калорифера при зимовому включенні.

 Таким чином в різні моменти часу, залежно від показника датчиків, регульованим параметром може бути і вода зворотної магістралі, і температура в каналі. Як видно в первинний момент часу (запуску), ми контролюємо температуру зворотної води. Що ж робити, якщо вона неухильно падає? Здавалося б, необхідно вимкнути систему, а потім почати процедуру запуску наново.

 Ми пропонуємо не зупиняти систему, а провести короткочасне відкриття клапана на 100%. Тим самим ми вирішуємо дві проблеми: позбавляємо систему від процесу перезапуску і час виходу на режим. Якщо і після цього температура продовжує падати, то єдиним рішенням залишається зупинити агрегат до з'ясування причини несправності.

Після наближення до заданої температури в каналі система виходить на робочий режим.

При виключенні припливної вентиляції система переходить в черговий режим. Основними функціями його є підтримка температури зворотної води і захист калорифера від разморозки.

використані матеріали сайту - http://www.mir-klimata.com/archive/number04/article/article16/