4. Automação de cortinas de ar
Ar-térmico
cortinas são amplamente utilizadas em
edifícios industriais e civis.
Os véus permitem manter
durante a estação fria na produção
instalações exigidas pelas instalações sanitárias
normas, os parâmetros do ambiente do ar e em
isso reduzirá significativamente o custo
calor.
No
automação de cortinas de ar
as seguintes tarefas são resolvidas:
- começar
e pare a cortina, respectivamente, em
abertura e fechamento do portão;
- o troco
fornecer ventilador de cortina de ar
dependendo da temperatura externa
ar;
- o troco
cortina de ar do aquecedor de ar de dissipação de calor
dependendo da temperatura externa
temperatura do ar ou do ar em
quarto próximo ao portão;
- Pare
cortinas e automáticos simultâneos
desligamento do fornecimento de refrigerante para
aquecedor de ar.
No
arroz. 5.5. o esquema de automação é apresentado,
e na Fig. 5.6 as principais
circuito de controle térmico do ar
cortina, que são amplamente utilizados em
edifícios industriais e civis.
Começar
motores elétricos M1
e M2
ventiladores de cortina podem ser realizados
teclas de controle SUMA1
e SUMA2
do gabinete de controle local ou
automaticamente.
No
controle de ar automático
teclas de controle de véu SUMA1
e SUMA2
definido para a posição UMA
(automático) (Fig. 5.6). Neste modo
quando o portão é aberto, ele fecha
Contatos SQ,
interruptor de limite, funciona
relé intermediário PARA1
e as partidas magnéticas ligam KM1
Arroz. 5.5. Esquema
automação de cortina de ar
Arroz. 5.6. Elétrico
diagrama de circuito de controle
ar-térmico
véu
e
KM2,
que fechando seus contatos de energia
KM1
e KM2,
ligar motores elétricos M1
e M2
fãs. Fechar ao mesmo tempo
contatos auxiliares PARAM1
e KM2
partidas magnéticas que fornecem
tensão ligada ELES
MV1 válvula
no transportador de calor. A válvula abre.
Ao fechar o portão, os contactos SQ
interruptor de limite aberto e
se a temperatura na área do portão for maior
liquidação (contatos SPARA
aberto), então o relé PARA1
e acionadores magnéticos KM1
e KM2
ventiladores estão desligados. Simultaneamente
quebrar contatos fechar PARAM1
e KM2
em cadeia IM MV1
e a válvula de refrigeração fecha.
No
portões fechados, em caso de rebaixamento
temperaturas na área do portão, contatos SPARA
sensores de temperatura fecham e
a cortina de ar liga. No
aumento de temperatura para o conjunto
contatos de valor (calculados) SPARA
aberto e a cortina de ar
desliga. como um sensor
sensor de temperatura pode ser usado
câmara de temperatura bimetálica
DTKB-53.
Se
cortina de ar fornece
controle de alimentação do ventilador em
mudança na temperatura externa,
em seguida, defina adicionalmente
controlador proporcional, que
quando a temperatura externa cai
ar abaixo do calculado dá um sinal
no ELES
aleta de guia do ventilador,
ventilador de redução de fluxo
cortina de ar. Com um aumento
a temperatura do ar externo é
processo inverso: palheta guia
abre ligeiramente para aumentar o fluxo
ventilador de cortina de ar. Por
controle de temperatura do ar em
área do portão em tal cortina de ar
é aconselhável usar três posições
reguladores (astáticos), e.
TE2PZ,
que têm sido amplamente utilizados em
automação de câmaras de abastecimento.
Mecanismos executivos
Atuadores - incluem acionamentos elétricos para válvulas de ar e amortecedores, ventiladores, bombas, unidades compressoras, bem como aquecedores, resfriadores, válvulas, amortecedores, acionamentos elétricos e outros equipamentos.
O atuador é chamado de parte de acionamento do atuador. Os atuadores são divididos em hidráulicos, elétricos e pneumáticos. Em particular, os elétricos podem ser solenoides (eletromagnéticos) e com motores elétricos (elétricos)
Válvulas e amortecedores
As válvulas de duas e três vias são divididas em rosqueadas e flangeadas. As válvulas com conexão de flange geralmente são equipadas com um kit de montagem com vedação e com uma conexão rosqueada - conexões e arruelas de vedação. As válvulas de duas vias são usadas como válvulas de passagem que alteram a vazão do meio de trabalho. Eles são montados em um sistema de tubulação ou duto para que a direção do fluxo corresponda à direção da seta no corpo da válvula. Um exemplo típico do uso de tal válvula é um circuito com uma bomba de circulação local.
As válvulas de três vias servem como válvulas de mistura, separação e passagem. Estas válvulas são amplamente utilizadas em sistemas de refrigeração. As válvulas borboleta são montadas em flange. A parte de trabalho de tais válvulas é um disco fixado em um eixo rotativo. A quantidade de folga entre o disco e a superfície interna da válvula varia dependendo do ângulo de rotação do eixo. As válvulas deste projeto são mais frequentemente usadas em tubulações de líquidos de grande diâmetro. Em dutos de ar, redondos e retangulares, são usados amortecedores de aceleração de ar. Eles são usados para regular o fluxo de ar em baixa pressão estática. As válvulas de retenção são necessárias para evitar o fluxo de líquido ou gás na direção oposta, em particular, são usadas em tubulações de líquido e sucção de chillers e condicionadores de ar autônomos.
Atuadores elétricos para amortecedores de ar
Para controlar os amortecedores de ar, muitas vezes não é suficiente mudar manualmente as posições das válvulas, portanto, são utilizados atuadores elétricos controlados remotamente ou automaticamente. Os acionamentos elétricos são classificados de acordo com:
- tensão de alimentação (24V AC/DC ou 230V 50Hz)
- valor de torque (o valor necessário é determinado pela área da válvula de ar na qual o atuador está instalado)
- método de controle (suave, duas posições ou três posições)
- método de retorno à posição original (usando uma mola ou usando um motor elétrico reversível)
- disponibilidade de contatos de comutação adicionais
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Reguladores
O controlador de temperatura proporciona o controle dos atuadores de acordo com as leituras dos diversos sensores e é um dos principais elementos do sistema. O tipo mais simples de reguladores são os termostatos, eles são projetados para controlar e manter uma determinada temperatura em vários processos tecnológicos. Os termostatos são divididos de acordo com o princípio de operação, método de aplicação e design. De acordo com o princípio de ação, eles são divididos em:
- bimetálico
- capilar
- eletrônico
O princípio de funcionamento dos termostatos bimetálicos é baseado na operação de uma placa bimetálica sob a influência da temperatura. Eles são usados principalmente para proteger os aquecedores elétricos do superaquecimento e manter a temperatura desejada na sala.
Os termostatos capilares são usados para controlar a temperatura dos trocadores de calor em sistemas de ar condicionado e ventilação e evitar sua destruição devido ao congelamento do refrigerante. Os componentes desse termostato são um tubo capilar preenchido com freon R134A, conectado a uma câmara de diafragma, que, por sua vez, é conectada mecanicamente a um microinterruptor.
Em sistemas de ventilação, o termostato de ameaça de geada capilar pode acionar os seguintes processos:
- parada do fã
- fechando o amortecedor de ar externo
- arranque da bomba de circulação do transportador de calor
- ativação do alarme
Para salas nas profundezas dos edifícios, são utilizados termostatos eletrônicos com saída de relé. Os termostatos podem manter a temperatura definida tanto pelo sensor embutido quanto pelo sensor remoto.
Terminais de sala sem fio - uma solução sem fio para gerenciar os parâmetros climáticos (temperatura e umidade) em edifícios. Esta abordagem garante economia de energia e otimização do sistema de controle. O dispositivo é ideal para sistemas de ar condicionado (telhados, unidades de tratamento de ar) e pode ser adaptado a outros sistemas (por exemplo, piso radiante).
O sistema consiste em:
- terminal com sensores de temperatura e umidade integrados;
- sensor de temperatura e umidade;
- pontos de acesso, usados para coletar informações de terminais e sensores sem fio e transferi-las para o sistema de gerenciamento predial, que é construído com base em um controlador e um servidor do sistema de despacho ou usando uma unidade de controle central;
- um repetidor que fornece uma extensão da área de cobertura com um sinal de rádio para garantir a troca de dados entre terminais sem fio e sensores localizados em locais remotos da instalação.
Vantagens:
- Flexibilidade: A capacidade de alterar facilmente a estrutura de gerenciamento de equipamentos de engenharia, por exemplo, se for necessário alterar o layout de um supermercado ou escritório sem fazer alterações nos canais de comunicação existentes.
- Retrofit simplificado de edifícios históricos ou outros onde os trabalhos de construção associados à abertura de pisos, paredes, etc. são difíceis ou inaceitáveis.
- Menor custo de instalação e operação.
- Comissionamento simplificado do sistema.
- Integração com os sistemas de gestão de edifícios BMS mais comuns.
- Manter os parâmetros definidos em áreas individuais da sala (ajuda a reduzir os custos de energia).
- A estrutura celular de troca de dados entre pontos de acesso e dispositivos garante alta confiabilidade de transmissão de dados dentro da rede.
Aplicativo
O controlador microprocessado Klimat 101 é um termostato utilizado para manter a temperatura do ar em sistemas de ventilação de alimentação com aquecedor de água. Não requer configurações adicionais, o sistema de controle está pronto para operação imediatamente após a energização.
A manutenção da temperatura definida (de 7 a 99 °C) ocorre através do controle do acionamento da válvula misturadora. O controlador monitora constantemente a temperatura no duto de ventilação e a temperatura da água de retorno do aquecedor de água usando sensores conectados a ele. O controlador Klimat 101 usa regulação proporcional integral (PI). Este tipo de regulagem é ideal para controlar sistemas de ventilação de insuflação e exaustão, pois permite manter a temperatura ajustada com grande precisão, reduzindo as oscilações de temperatura e evitando que o sistema de controle entre em ressonância.
Para regiões frias, existe uma função de início de inverno e a capacidade de ajustar a temperatura da água de retorno no modo de espera.
O controlador Klimat 101 monitora a presença de sensores de temperatura do ar e da água de retorno, bem como a proteção ativa do aquecedor de água contra o congelamento do refrigerante.
A versão atualizada do software possui os seguintes recursos: - modo de início de inverno, com a capacidade de definir a hora de início - a capacidade de visualizar as leituras do sensor de água de retorno - o modo de configuração da temperatura da água de retorno em modo de espera - a capacidade de selecione o sinal de controle 0-10 V ou 2-10 V
Diagrama de fiação
A1 - controlador Klimat 101;
A2 - transformador 24 V.É possível utilizar um transformador TP12;
T1 - sensor de canal (sala) TG-K1000 (TG-V1000) com um elemento de medição Pt1OOO;
T2 - sensor de guia de remessa (submersível) TG-A1000 (TG-D1000) com elemento de medição Pt1ООО;
AZ - acionamento elétrico da válvula de controle de água. Aqui está um diagrama de conexão com o atuador AKM115SF132 da Sauter;
Q1 - relé de emergência para desligar o ventilador (este relé pode controlar o funcionamento do ventilador de alimentação);
K1 - contatos de confirmação de operação do ventilador (podem ser ligados a partir do sensor de pressão diferencial PS500 ou PS1500).
Sensores
Sensores - realizam a função de seus medidores no circuito de automação da ventilação. Eles monitoram os parâmetros do ar processado, o funcionamento e as condições dos equipamentos de rede e fornecem informações aos gabinetes de automação.
Sensores de temperatura
Eles são divididos em dois tipos, de acordo com o método de medição:
- conversores termoelétricos ou termopares (a operação é baseada na medição da força termoeletromotriz desenvolvida por um termopar)
- resistência térmica ou termistores (a ação é baseada na dependência da resistência elétrica do material da temperatura de seu ambiente). Existem dois tipos de tais sensores - termistores NTC (a resistência do material diminui com o aumento da temperatura) e termistores PTC (a resistência do material aumenta com a temperatura).
Os sensores de temperatura podem ser internos e externos, dutos (medem a temperatura do ar nos dutos de ar), aéreos (medem a temperatura da superfície da tubulação) e assim por diante.
Ao escolher um sensor, você precisa prestar atenção às características de temperatura do elemento sensor, elas devem corresponder às recomendadas na descrição do controlador de temperatura
Sensores de umidade
São dispositivos eletrônicos que medem a umidade relativa alterando a capacitância elétrica dependendo da umidade relativa do ar. Os sensores de umidade são divididos em dois tipos: sala e duto. Eles diferem uns dos outros em design. Ao instalar o sensor, você precisa escolher um local com temperatura estável e velocidade de movimento do ar circundante, e também é indesejável colocar o sensor perto de janelas, sob luz solar direta e perto de aquecedores.
Sensores de pressão
Existem dois tipos de sensores de pressão - sensores de pressão analógicos e pressostatos. Ambos os tipos de sensores podem medir a pressão em um ponto e a diferença de pressão em dois pontos. Neste caso, o sensor é chamado de sensor de pressão diferencial.
Um exemplo do uso de um pressostato em sistemas climáticos é um sensor de pressão que serve para proteger o compressor de uma pressão de freon muito baixa ou alta. Além disso, manômetros diferenciais são usados para determinar o grau de bloqueio nos filtros dos sistemas de ventilação. Com a ajuda de sensores analógicos, a pressão no ponto de medição é determinada. A pressão medida é convertida em um sinal elétrico pelo transdutor secundário do sensor.
sensores de fluxo
O princípio de operação do sensor de fluxo é o seguinte: primeiro, a velocidade do gás ou líquido no duto de ar ou tubulação é medida, após o que o sinal medido é convertido em um sinal elétrico no conversor secundário, depois o a vazão do gás ou líquido é calculada na unidade de computação. Esses sensores são mais procurados no campo da medição de energia térmica. De acordo com o princípio de funcionamento dos transdutores primários, os sensores de fluxo são divididos em dispositivos de lâmina, estreitamento, turbina, vórtice, rotativo, ultrassônico e eletromagnético.
Em sistemas de ventilação e ar condicionado, os sensores de fluxo são os mais comuns. Eles respondem à velocidade do gás empurrando contra uma palheta sensora que aciona um microinterruptor de contato seco. Quando a velocidade do fluxo atinge o limite de comutação definido, os contatos se fecham.Quando a vazão cai abaixo desse limite, os contatos se abrem. O limiar de comutação pode ser ajustado.
Sensores de concentração de dióxido de carbono
De acordo com o teor de dióxido de carbono no ar, é costume avaliar a composição gasosa do ar na sala. Em um sistema de ventilação e ar condicionado, a concentração de dióxido de carbono pode ser regulada. (A norma para o teor de dióxido de carbono no ar é um valor de 600 a 800 ppm).
Selecione os sensores com base nos seguintes dados:
- termos de uso
- alcance
- precisão de medição necessária de um parâmetro físico
Descrição do Trabalho
O controlador controla o fluxo de água quente através do aquecedor, mantendo a temperatura do ar definida, controlando o acionamento elétrico M1 usando o sinal de saída 0 ... 10 V, que é alimentado pelo terminal 5 do controlador. O transformador A2 deve fornecer 24 V ao controlador A1 o tempo todo, independentemente de o ventilador estar funcionando. Quando o ventilador está desligado, os pinos 10 e 11 devem estar abertos. Neste caso, o termostato estará em modo de espera, os contatos 1 e 2 estarão fechados. Neste modo, o controlador exibe a temperatura do ar e mantém a temperatura da água de retorno dependendo do setpoint.
A temperatura da água de retorno é medida pelo sensor T2. No modo de espera, o aquecedor é mantido em estado quente, o que é necessário para ligar o sistema de alimentação no inverno. Quando o ventilador é ligado, os contatos 10 e 11 do controlador devem fechar. Para fazer isso, na maioria das vezes, use um sensor de pressão diferencial montado no ventilador de alimentação. Quando esses contatos são fechados, o controlador entra no modo de operação.
No momento em que o sistema é ligado, o procedimento de inicialização no inverno começa. Este procedimento destina-se a garantir um arranque garantido do sistema no inverno. Porque o controlador não está equipado com um sensor de temperatura externa, a partida de inverno é realizada sempre que o sistema é ligado. A hora de início de inverno é definida no modo de configuração do ponto de ajuste. Ao definir o tempo = 0 minutos, o início de inverno é desabilitado. O algoritmo de lançamento de inverno é simples e confiável.
Em caso de temperaturas externas extremamente baixas, é possível ajustar a temperatura da água de retorno mantida em modo de espera. Para fazer isso, no modo de configuração, é necessário aumentar o valor para o nível necessário. No final do procedimento de inicialização de inverno, o controlador regula a temperatura do ar de insuflação e controla a temperatura da água de retorno, lendo continuamente os dados dos sensores de temperatura T1 e T2.
A temperatura do ar é medida pelo sensor T1. Dependendo da diferença entre a temperatura atual e definida, além de analisar os valores de P, o controlador mantém a temperatura do ar de insuflação de acordo com a lei PI. Se I for definido como zero, apenas de acordo com P - a lei para a temperatura do ar na sala.
Em qualquer um dos modos de operação, o controlador luta ativamente contra a ameaça de congelamento do líquido de refrigeração abrindo adicionalmente a válvula de mistura a uma temperatura baixa da água de retorno do aquecedor de água. Se a temperatura da água cair abaixo de +12 °C, o controlador começa a abrir levemente a válvula de acordo com a lei P com um coeficiente fixo, se o valor de abertura calculado por ele for maior que o existente naquele momento. Se a temperatura da água de retorno atingiu + 7 °C, o controlador muda para o modo de emergência e os contatos do relé de alarme 1 e 2 do controlador se abrem, o que deve desligar o ventilador e fechar o registro de ar para insuflação de ar. Os contatos 2 e 3 fecham neste momento e podem ser usados para indicar um alarme. A válvula de controle abre totalmente e o LED vermelho “Alarm” acende no painel frontal do controlador. Para continuar a operação do controlador, é necessário pressionar o botão "Reset" no teclado do termostato. Após pressionar este botão, o termostato muda para o modo de espera.O LED "Alarme" e o relé de alarme são desligados apenas com a ajuda do botão "Reset" no painel frontal do controlador ou quando a alimentação é desligada.
Algoritmo de operação de unidades de tratamento de ar
Os algoritmos para o funcionamento da ventilação de insuflação e exaustão dependem principalmente das características de projeto do edifício e das instalações nele localizadas, para o sistema de ventilação montado acabado, ou melhorias no algoritmo de sua operação, ou durante a reconstrução, então um dos opções de refinamento são dadas abaixo.
Figura 1. Tela de controle da unidade de tratamento de ar.
A unidade de tratamento de ar é iniciada automaticamente em resposta a solicitações de aquecimento ou fornecimento de ar, ou no modo manual usando o painel do operador. Ao mesmo tempo, um pré-requisito para a partida e operação é a ausência de sinais de alarme ativos dos componentes da máquina de alimentação, a ausência de sinais de bloqueio de partida e a ausência do comando “Parada manual”.
Quando o sistema de ventilação é iniciado, os amortecedores são colocados em sua posição de trabalho e os motores elétricos dos ventiladores de pressão são ligados. A velocidade do ventilador é determinada automaticamente em função da quantidade de ar consumida pelo equipamento (controlador PID baseado no sensor de pressão diferencial). Há proteção no inverno do fornecimento de ar frio, durante a operação é usado o modo de recuperação.
A manutenção da temperatura definida é fornecida pelo controlador PID.
No modo semiautomático, parte do equipamento de automação é desligado. Os modos "Inverno" e "Verão" são determinados por sensores de temperatura, existe um modo "Transicional".
Figura 2. Diagrama mnemônico para controle da ventilação de alimentação.
Figura 3. Tela de controle do amortecedor de distribuição de ar.
O valor do setpoint de posição de cada válvula pode ser alterado no painel do operador.
Figura 4. Tela de controle do sistema de recuperação.
O sistema de recuperação aquece o exterior (ar fresco) à temperatura necessária e fornece-o à câmara de mistura das unidades de tratamento de ar. Como fonte de calor, é utilizado o ar quente de exaustão retirado dos dutos de exaustão do equipamento operacional. A transferência de calor é realizada por meio de um trocador de calor rotativo.
Controle de ventilação
Figura 5. Tela principal do sistema de controle.
Permite monitorar o estado de todos os elementos do sistema de ventilação e ativar as telas de controle.
- O painel superior consiste nos seguintes elementos:
- Sinal "Sol" - visível se a bandeira "Verão" estiver definida;
- Sinal "Floco de neve" - visível se a bandeira "Inverno" estiver definida;
- Sinal "Bateria" - visível se houver um pedido de aquecimento;
- Número de seções da máquina de trabalho;
- Nome do usuário;
- Idioma da interface do painel do operador;
- Encontro;
- Tempo.
- O painel inferior consiste nos seguintes elementos:
- Botão para ir para a tela principal;
- Botão de login para uma conta específica;
- Botão de logout;
- Botão para ir para a tela com o histórico das mensagens de emergência;
- Botão para ir para a tela com tendências;
- Botão para chamar a tela de controle da unidade de refrigeração;
- Botão de chamada da tela de informações;
- Botão para chamar a tela com as configurações do painel;
- Botão para ativar o modo Superman. Disponível apenas na conta do grupo Administradores.
- Botão para mudar a interface para russo;
- O botão para finalizar a execução do programa em execução no painel.
O sistema de controle automático da ventilação da oficina industrial, além de manter automaticamente o microclima da sala e o volume de ar fornecido, fornece autodiagnóstico constante de mau funcionamento dos componentes do sistema, ativação de bypass e algoritmos de operação de emergência para garantir um processo de produção ininterrupto. Para conveniência do pessoal de manutenção, são fornecidos arquivos de mensagens do sistema, um registrador de parâmetros, horímetros e notificações automáticas da necessidade de manutenção.
Conclusão.
O sistema de controle automático de ventilação desenvolvido permite fornecer automaticamente o processo tecnológico durante todo o ano, manter o microclima na oficina, obter economias significativas de energia otimizando os algoritmos de preparação e distribuição de ar.
