P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A W Y D Z I A Ł M E C H A N I C Z N Y

Transkrypt

1 P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A W Y D Z I A Ł M E C H A N I C Z N Y Elementy i układy automatyki stosowane w nowoczesnych centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła: budowa + działanie + przykłady rozwiązań + ocena użytkowa Część II: Układy automatyki stosowane w nowoczesnych centralach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła: budowa + działanie Student: Michał Wajman Specjalność: Systemy, Urządzenia Chłodnicze i Klimatyzacyjne Przedmiot: Współczesne techniki zamrażania

2 Zawartość 1 Wstęp Analogowe układy automatyki stosowane w nowoczesnych systemach wentylacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła Układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją powietrza Budowa układu Działanie układu Układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją, z regulacją wilgotności Budowa układu Działanie układu Pomocnicze układy automatyki stosowane w nowoczesnych systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z czynnikiem pośredniczącym Budowa układu Działanie układu Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem krzyżowym Budowa układu Działanie układu Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym bez regulacji obrotów rotora Budowa układu Działanie układu Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym z regulacją obrotów rotora Budowa układu Działanie układu Układ przeznaczony do obsługi central klimatyzacyjnych z dwupołożeniową recyrkulacją Budowa układu Działanie układu Bibliografia... 10

3 1 Wstęp Spośród licznych dostępnych rozwiązań układów automatyki poświęconych nowoczesnym centralom wentylacyjnymi klimatyzacyjnym wyposażonym w bloki odzysku ciepła, chciałbym skupić się na omówieniu dwóch rodzajów układów: analogowych; pomocniczych; Wybrane układy analogowe, które zostaną opisane w poniższej pracy to: układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją powietrza; układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją, z regulacją wilgotności; Wybrane układy pomocnicze, które zostaną opisane w poniższej pracy to: układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z czynnikiem pośredniczącym; układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem krzyżowym; układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym bez regulacji obrotów rotora; układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym z regulacją obrotów rotora; układ przeznaczony do obsługi central klimatyzacyjnych z dwupołożeniową recyrkulacją; 2 Analogowe układy automatyki stosowane w nowoczesnych systemach wentylacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła 2.1 Układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją powietrza Budowa układu rozdzielnicy zasilająco sterującej RZS (w skład której wchodzi wyłącznik główny, zabezpieczenia nadmiarowo-prądowe i termiczne silników wentylatorów, programowany zegar cyfrowy TM, mikroprocesorowy komunikator stanów pracy KSP oraz obwody automatyki sterującej i zabezpieczającej. Rozdzielnica posiada wejście do współpracy z instalacją przeciwpożarową); kasetki zdalnego sterowania i sygnalizacji KSS; zaworu regulacyjnego nagrzewnicy z siłownikiem elektrycznym SNP;

4 termostatu przeciwzamrożeniowego TPZ; siłowników przepustnic powietrza SPW, SPZ, SPR; regulatora temperatury wraz z czujnikiem RTP oraz TP; czujnika zabrudzenia filtra powietrza DPF; czujników działania wentylatorów CPN i CPW; Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 2.1. Rys. 2.1 Analogowy układ automatyki przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją powietrza; Działanie układu układ automatyki reguluje stopień recyrkulacji w sposób następujący: czujnik TP mierzy temperaturę regulowaną, przesyła sygnał do regulatora temperatury RTP, który steruje siłownikami SPZ, SPR i SPW, płynnie przestawiającymi przepustnice powietrza; stopień nagrzewania powietrza jest regulowany zaworem regulacyjnym przestawianym siłownikiem SNP, poprzez zmianę ilości wody płynącej przez nagrzewnicę; kontrola zabrudzenia filtra powietrza jest wykonywana presostatem różnicowym DPF; zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe nagrzewnicy wykonane jest termostatem TPZ, który w przypadku obecności niskiej temperatury za wymiennikiem przekazuje sygnał do regulatora temperatury RTP, a ten z kolei decyduje o przestawieniu zaworu 3-drogowego siłownikiem SNP, który zmienia ilość płynącej wody zabezpieczając w ten sposób nagrzewnicę przed zamrożeniem; prawidłowe działanie wentylatorów kontrolowane jest za pomocą czujników CPN i CPW; programowalny zegar cyfrowy TM automatycznie załącza i wyłącza układ o dowolnej zaprogramowanej godzinie; stany pracy centrali wentylacyjnej wyświetlane są na mikroprocesorowym komunikatorze KSP;

5 ręczne wyłączanie i włączanie układu możliwe jest bezpośrednio z rozdzielnicy RZS lub kasetki zdalnego sterowania i sygnalizacji KSS umieszczonej w wentylowanym pomieszczeniu; 2.2 Układ przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją, z regulacją wilgotności Budowa układu wszystkich elementów, z których składał się układ poprzedni; dodatkowo z regulatora wilgotności RPW wraz z czujnikiem WP; Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 2.2. Rys. 2.2 Analogowy układ automatyki przeznaczony do obsługi central wentylacyjnych z nagrzewnicą wodną i recyrkulacją, z regulacją wilgotności; Działanie układu układ automatyki reguluje wilgotność przez zmienny stopień recyrkulacji. Odbywa się to w następujący sposób: wilgotność regulowana mierzona jest czujnikiem WP, sygnał zostaje przesłany do regulatora wilgotności RPW, który steruje stopniem otwarcia przepustnic siłownikami SPZ, SPR i SPW; pozostała część układu działa na takiej samej zasadzie, jak układ poprzedni;

6 3 Pomocnicze układy automatyki stosowane w nowoczesnych systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wyposażonych w bloki odzysku ciepła 3.1 Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z czynnikiem pośredniczącym Budowa układu pompy czynnika pośredniczącego PC; zaworu regulacyjnego z siłownikiem elektrycznym SRC ; regulatora temperatury ROC; czujnika temperatury TODC; Czynnikiem pośredniczącym w układzie najczęściej jest glikol. Obwody zasilania i automatyki wbudowane są w rozdzielnicę zasilająco-sterującą. Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 3.1. Rys. 3.1 Pomocniczy układ automatyki przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z czynnikiem pośredniczącym Działanie układu układ kontroluje szronienie wymiennika w kanale powietrza wyciągowego. Odbywa się to w następujący sposób: czujnik TODC mierzy temperaturę czynnika pośredniczącego, przekazując sygnał do regulatora temperatury ROC, który steruje zaworem regulacyjnym stopniowo otwierając jego obejście w razie nadmiernego spadku temperatury, co powoduje stopniowy wzrost temperatury czynnika. Zawór regulacyjny przestawiany jest siłownikiem SRC sterowanym z regulatora temperatury ROC; układ automatyki zasila silnik pompy czynnika PC oraz zabezpiecza ją zwarciowo i termicznie;

7 3.2 Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem krzyżowym Budowa układu przepustnicy powietrza obejściowego z siłownikiem elektrycznym SPO ; regulatora temperatury ROC; czujnika temperatury TODC; Obwody zasilania i automatyki wbudowane są w rozdzielnicę zasilająco-sterującą. Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 3.2. Rys. 3.2 Pomocniczy układ automatyki przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem krzyżowym Działanie układu układ kontroluje szronienie wymiennika w kanale powietrza wyciągowego. Odbywa się to w następujący sposób: czujnik TODC mierzy temperaturę powietrza opuszczającego wymiennik, przekazując sygnał do regulatora temperatury ROC, który steruje siłownikiem SPO. W razie spadku temperatury siłownik SPO stopniowo przestawia przepustnicę obejściową, w ten sposób, że kanał obejściowy wymiennika jest otwierany, co powoduje wzrost temperatury powietrza w wymienniku ; 3.3 Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym bez regulacji obrotów rotora Budowa układu silnika napędzającego rotor SR ;

8 stycznika silnika ST; presostatu PCP; Obwody zasilania i automatyki wbudowane są w rozdzielnicę zasilająco-sterującą. Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 3.3. Rys. 3.3 Pomocniczy układ automatyki przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym bez regulacji obrotów rotora Działanie układu układ kontroluje szronienie wymiennika. Odbywa się to w następujący sposób: czujnik PCP mierzy różnicę ciśnień. Jeśli takowa występuje, przekazuje sygnał do stycznika ST, którego rozwarcie powoduje wyłączenie silnika SR napędzającego rotor; układ automatyki zasila oraz zabezpiecza zwarciowo i termicznie silnik rotora; 3.4 Układ przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym z regulacją obrotów rotora Budowa układu silnika napędzającego rotor SR ; regulatora obrotów ROC ; czujnika temperatury TODC; Obwody zasilania i automatyki wbudowane są w rozdzielnicę zasilająco-sterującą. Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 3.4.

9 Rys. 3.4 Pomocniczy układ automatyki przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym z regulacją obrotów rotora Działanie układu układ kontroluje szronienie wymiennika. Odbywa się to w następujący sposób: czujnik TODC mierzy temperaturę powietrza opuszczającego wymiennik ciepła. Przy nadmiernym spadku temperatury sygnał zostaje przesłany do regulatora ROC i obroty rotora są płynnie zmniejszane. Powoduje to stopniowy wzrost temperatury powietrza; układ automatyki zasila oraz zabezpiecza zwarciowo i termicznie silnik rotora SR; 3.5 Układ przeznaczony do obsługi central klimatyzacyjnych z dwupołożeniową recyrkulacją Budowa układu siłowników elektrycznych przepustnic powietrza SPR i SPW; regulatora temperatury RTP ; czujnika temperatury TZ; Obwody zasilania i automatyki wbudowane są w rozdzielnicę zasilająco-sterującą. Budowa układu zaprezentowana jest na rysunku 3.5. Rys. 3.5 Pomocniczy układ automatyki przeznaczony do obsługi instalacji odzysku ciepła z wymiennikiem obrotowym z regulacją obrotów rotora

10 3.5.2 Działanie układu dla okresu zimowego następuje otwieranie przepustnicy recyrkulacji powietrza sterowanej siłownikiem SPR i przymykanie przepustnicy powietrza wylotowego sterowanej siłownikiem SPW (oszczędności energii cieplnej). Otwieranie następuje po spadku temperatury powietrza mierzonej czujnikiem TZ poniżej temperatury zimowej, który przesyła sygnał do regulatora RTP sterującego siłownikami; dla okresu przejściowego przepustnica recyrkulacyjna zostaje zamknięta, otwarta jest przepustnica powietrza wylotowego. Zamykanie następuje w przedziale temperatur pomiędzy temperaturą zimową a letnią ; dla okresu letniego dla instalacji klimatyzacyjnych z chłodzeniem powietrza następuje otwieranie przepustnicy recyrkulacyjnej i przymykanie przepustnicy powietrza wylotowego (zmniejszenie zapotrzebowania na chłód). Otwieranie następuje po wzroście temperatury powietrza zewnętrznego, powyżej temperatury letniej mierzonej czujnikiem TZ, który przesyła sygnał do regulatora RTP sterującego siłownikami; 4 Bibliografia 1. Automatyka klimatyzacyjna katalog systemów wydawnictwo MASTA; 2. Wentylacja i klimatyzacja materiały pomocnicze do projektowania J.Hendiger, P.Ziętek