Автоматизація вентиляції і кондиціонування

10.7. Автоматизація  пристроїв утилізації викидного

тепла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Утилізація  викидного тепла і холоду , що міститься в повітрі що видаляється  з обслуговуваних приміщень, сьогодні особливо актуальна, оскільки це є шлях до значного зниження енерговитрат в системах вентиляції і кондиціювання повітря.

Для утилізації тепла і  холоду з викидного повітря широко використовуються пластинчасті теплообмінники.

Головними задачами автоматизації пластинчатих теплообмінників, як автономного об’єкту регулювання, є стабілізація температури приточного повітря шляхом регулювання теплопродуктивності повітропідігрівача і захисту пластин теплообмінника від інеєутворення шляхом обводу холодного повітря. В залежності від навантажень теплом і вологою приміщень і типу повітронагрівача (водяний, паровий, електричний) знаходять застосування різні схеми автоматизації.

Видалене з  приміщення повітря (ВП₁), проходячи через теплообмінник-утилізатор 1, охолоджується, віддаючи теплову енергію приточному повітрю. З пониженням температури поверхні теплообмінника в каналі видаленого повітря (ВП₂) до температури точки роси виникає небезпека обмерзання теплообмінника, внаслідок чого знизиться ефективність теплообміну і підвищиться аеродинамічний опір повітряного каналу. При такій ситуації спрацьовує регулятор захисту 2, настроєний на критичне значення температури при певній вологості видаленого повітря. Захисний регулятор 2 відкриває фронтально-обвідний клапан 3, пропускаючи частину холодного повітря в обхід  теплообмінника по каналу 4, що приводить до підвищення температури теплообмінної поверхні і припинення інеєутворення. Повітряні заслінки 3 вертаються в попереднє положення, і весь потік холодного зовнішнього повітря(ЗП) знову направляється через утилізатор. В теплий період року захисний регулятор 4 може бути відключений.

Якщо теплообмінник утилізатор є одним з апаратів кондиціонера, то можна обмежитись тільки схемою захисту від обмерзання. Якщо утилізатор є автономним об’єктом, так званим агрегатом-утилізатором з приточно-витяжними вентиляторами 5 і повітронагрівачем 6, в схемі управління необхідно передбачити стабілізацію приточного повітря(ПП). Температура приточного повітря регулюється зміною витрати теплоносія при допомозі регулятора 7.

Для систем утилізації тепла з підігрівом проміжного теплоносія розроблені типові проектні рішення, варіант такої схеми приведений на рис.11.6. Постійна температура приточного повітря підтримується регулятором 1, шляхом зміни теплопродуктивності нагрівача 3 проміжного теплоносія і перепуском частини теплоносія в обхід теплодобуваючого теплообмінника 2.

Захист теплообмінника 2 від обмерзання здійснюється за перепадом  тиску повітря регулятором 4, а  також шляхом перепуску частини  теплоносія. Захист теплообмінника здійснюється забезпечується незалежно від команди  регулятора 1.

В схемі передбачений захист від замерзання теплоносія в тепловіддаючому теплообміннику 5. Тут функції захисту виконує регулятор 6, давачі котрого розміщуються в потоці приточного повітря і в зворотному трубопроводі після теплообмінника 5. При поступленні сигналу від одного з давачів регулятор 6 дає команду на включення приточного вентилятора, включення циркуляційної помпи (якщо вона була зупинена) і повне відкриття клапана на трубопроводі подачі гарячої води в нагрівач 3 проміжного теплоносія.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.8. Автоматизація автономних кондиціонерів.

Технологічні  функції автономного кондиціонера обмежені охолодженням (нагрівом) повітря  з частковою очисткою від пилюки і, рідше, зволоженням парозволожувачами  підігрівного типу або форсунковими. Головним агрегатом в автономному кондиціонері є холодильна машина що охолоджується водою або повітрям.

В схемі автоматизації  поширених на даний час кондиціонерів  передбачається керування вентилятором, регулювання температури в приміщенні і тиску (розрідження) в циклі  холодильної машини. Розглянемо принцип роботи системи автоматизації автономного кондиціонера  типу КА-6А, що працює в режимі охолодження. Шафна установка розділена фільтром 3 на два відсіки. Верхній- технологічний з повітряохолоджувачем-випаровувачем 2 і двома вентиляторами двохстороннього всосування 1, включеними в загальну схему керування (вентилятори включаються одночасно з пуском кондиціонера). В нижньому відсіку розміщується компресор 5, конденсатор 4, хладоновий регулюючий клапан Y2, магістралі охолодження конденсатора з автоматичним клапаном Y1, що підтримує температуру конденсації по сигналу р_н тиску хладону. Алгоритм функціонування терморегулятора TS двох позиційний, давач ТЕ включений в коло управління електродвигуна компресора і виключає його при досягненні заданої температури повітря. Регулятор РС підтримує задану різницю р_н-р_в в холодильному циклі, також відключенням компресора. Давач ТЕ температури q_в встановлюється в приміщенні, або прийомному отворі кондиціонера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 10

10. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕПЛОВИХ МЕРЕЖ

І ТЕПЛОВИХ ПУНКТІВ.

 

10.1.Задача та  принципи регулювання теплових  мереж.

10.2.Автоматизація  насосних підстанцій.

10.3.Автоматизація  гідравлічного режиму теплових  мереж.

10.4. Автоматизація  мережних підігрівачів.

10.5. Автоматизація  вузлів гарячого водопостачання.

       10.6.Автоматизація водяних систем  опалення.

10.7. Принципові  схеми автоматичного регулювання  витрати тепла на  центральних та індивідуальних теплових  пунктах.

 

10.1. Задача та  принципи автоматизації тепломереж.

     Автоматизація водяних систем теплопостачання сприяє підтримці заданих гідравлічних та теплових режимів в різних їх точках. Основну роль у вирішенні  цих задач відіграють пристрої автоматичного регулювання та автоматичного захисту.

     Відомо, що тільки центральний метод регулювання на ТЕЦ або в котельні не може забезпечити задані гідравлічні та теплові режими у багаточисельних і різнорідних споживачів тепла, тому застосовують декілька ступенів регулювання. Додатково до центрального вводять групове регулювання на центральних теплових пунктах (ЦТП), місцеве загальне або позонне в індивідуальних теплових пунктах (ІТП), а також індивідуальне регулювання безпосередньо в місці споживання тепла.

    В  теплових мережах значної довжини  з незадовільним рельєфом місцевості встановлюють насосні перекачуючі підстанції, які являються додатковим об’єктом (ступеню) регулювання та захисту.

     На  теплопідготовчій установці ТЕЦ  або котельні здійснюють регулювання  тиску води перед мережними  насосами, захист від підвищення  тиску мережної води, регулювання температури мережної води в подаючому трубопроводі за основними підігрівниками або піковими водогрійними котлами, регулювання рівня конденсату в підігрівниках та захист їх від переповнення конденсатом, регулювання деаераторів підживлювальної води.

  На перекачуючій  насосній підстанції автоматизуються  самі насоси (автоматичне блокування  з основними мережними насосами, включення резерву і т. д.), пристрої  підживлення та регулювання тиску  перед насосами, захист від підвищення  тиску.

     На  ЦТП для систем опалення здійснюється  регулювання температури води  після насосів змішування за  опалювальним графіком, регулювання  температури води на потреби  гарячого водопостачання; на абонентських  вводах при наявності ЦТП - місцеве регулювання режиму відпуску тепла на опалення і місцеве регулювання повітрепідігрівників вентиляційних систем.

     При  зміні в процесі регулювання  витрати мережної води в будь-якому  об’єкті неминуче змінюються перепади тиску на решті об’єктах внаслідок гідравлічного розрегулювання, тому на кожному ЦТП або ІТП доцільно передбачати регулювання перепаду тиску. В ряді випадків на ІТП або ЦТП здійснюють регулювання тиску в зворотній лінії теплової мережі для нормальної роботи систем опалення при залежній схемі їх приєднання.

       

  10.2. Автоматизація  насосних підстанцій.

 

Основне призначення  насосних підстанцій - зміна тиску  в подаючому або зворотному трубопроводі за підстанцією, а також збільшення пропускної здатності теплової мережі.

Автоматизацією  насосної підстанції на подаючій магістралі передбачене:

- блокування  насосних агрегатів;

- блокування  електродвигунів насосу та засувки  на напорному патрубку насоса;

- автоматичне  включення резервного насоса  при падінні тиску в напорному  патрубку працюючого;

- автоматичне  переключення на резервне джерело електроживлення;

- сигналізація  про несправності роботи насосної  підстанції (наприклад, перевищення  допустимої температури в підшипниках насосів, автоматичне включення резервного насоса, пониження тиску води за насосами і т.д.).

 

При автоматизації  насосної підстанції на зворотній магістралі додатково передбачується підтримування  постійного тиску у всмоктуючому колекторі насосної підстанції, так  як постійність тиску у всмоктуючому колекторі впливає на надійність роботи опалювальних систем.

Автоматичний  захист від пониження тиску води у всмоктуючому колекторі перекачуючої підстанції діє при аварійних  ситуаціях. У вказаних умовах автомат  розсічки розділяє теплову мережу на дві гідравлічно незалежні зони: верхню (з високою відміткою п’єзометра після спрацювання захисту) та нижню (з низькою відміткою п’єзометра).

Основною причиною різких та значних за величиною понижень тиску води у всмоктуючому колекторі  насосних підстанцій на зворотних трубопроводах являється зупинка насосів підстанції або мережних насосів на станції, що може бути викликано різними несправностями, в тому числі припиненням подачі електроенергії.

 У з’язку  з тим в схемі захисту використовуються  не електричні, а гідравлічні  регулятори тиску. Вимірювально-управляючий  прилад автомата розсічки та регулятора тиску отримують імпульс від тиску на всмоктуючому колекторі насосної підстанції.

Повне розділення теплової мережі на дві гідравлічно  незалежні зони не потрібне в тому випадку, коли тиск в зворотній магістралі під час зупинки насосної підстанції не перевищує допустимої межі при деякій скороченій витраті води, яку можна забезпечити частковим прикриттям регулюючого клапана. В таких випадках  доцільно застосовувати двосідельні регулюючі клапани.

При частковому закриванні регулюючого клапана понижується ймовірність виникнення гідравлічного удару в подаючому трубопроводі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.3. Автоматизація гідравлічного режиму  теплової мережі.

    В теплових мережах великої довжини або, які мають значну різницю геодезичних відміток встановлені насосні та дросельні станції. Насосні станції збільшують пропускну здатність теплової мережі великої довжини; понижують тиск в зворотному трубопроводі в кінцевих споживачів; підвищують тиск в тепловій мережі для подачі теплоносія споживачам з високими геодезичними відмітками. Дросельні станції призначені для захисту споживачів з низькими геодезичними відмітками від високого статичного тиску, а споживачів з високими геодезичними відмітками - від спорожнення системи опалення.

     Схеми  автоматизації гідравлічного режиму  передбачають: стабілізацію тиску  в подаючому трубопроводі після підкачуючої або дросельної станції; стабілізацію тиску в зворотному трубопроводі до підкачуючої або дросельної станції; розсічку теплової мережі на гідравлічно ізольовані зони; підживлення відсіченої ділянки; блокування роботи насосів та електрифікованих засувок.

Профіль місцевості рівний. На подаючому трубопроводі теплової мережі встановлена підкачуюча насосна станція ПН. Призначення  насосної станції - збільшити напір  в тепловій мережі другої зони (лінія 1). При зупинці підкачуючих насосів зменшується напір в тепловій мережі другої зони (лінія 2), але тиск в зворотному трубопроводі не перевищує максимально допустимого.

При зупинці  мережних насосів та роботі підкачуючих  насосів виникне перекидання циркуляції в споживачів першої зони. В другій зоні різко знизиться напір в тепловій мережі. При зупинці мережних та підкачуючих насосів статичний тиск буде однаковий для двох зон.

Автоматизація гідравлічного режиму (рис. 12.9) передбачає:

1. стабілізація тиску в подаючому трубопроводі;
2. виключення підкачуючих насосів при зупинці мережних насосів.