Układy automatyki nowoczesnych central klimatyzacyjnych z odzyskiem ciepła. 1. Omówienie konieczności stosowania automatycznej regulacji w klimatyzacji ze względu na skomplikowane procesy hydrotermiczne zachodzące w centralach klimatyzacyjnych z odzyskiem ciepła. Aby zapewnić odpowiedni komfort cieplny i jakość powietrza w pomieszczeniach podstawowym zadaniem nowoczesnych central klimatyzacyjnych jest dostarczenie odpowiednio przygotowanego powietrza jednak wraz z usuwanym powietrzem tracimy ciepło wytworzone przez istniejący system grzewczy. Ciepło to musimy z kolei dostarczyć aby ogrzać doprowadzone świeŝe powietrze. Powietrze aby posiadało odpowiednie dla naszych potrzeb własności moŝe być poddawane wielu procesom: ogrzania, chłodzenia, nawilŝania, suszenia, regulacji odzysku ciepła z systemami optymalizacji itp. Wszystkie te procesy hydrotermiczne przebiegające w pomieszczeniach i w nowoczesnych centralach klimatyzacyjnych powinny zachodzić w ściśle określonych warunkach, z moŝliwością oddziaływania na ich przebieg. ZłoŜone procesy moŝliwe są do spełnienia dzięki zastosowaniu układów automatycznej regulacji sterowania i monitoringu central. Układy słuŝące do odzyskiwania ciepła z powietrza usuwanego z instalacji: -wymienniki krzyŝowe -obrotowe, -rurkę ciepła, -pompę ciepła, -układ z czynnikiem pośredniczącym -recyrkulację. 2. Automatyka do nowoczesnych central klimatyzacyjnych zazwyczaj spełnia dwie podstawowe funkcje: 2.1. Zabezpieczenia -nagrzewnicę wodną przed zamarznięciem -nagrzewnicę elektryczną przed przegrzaniem -wymiennik krzyŝowy i obrotowy odzysku ciepła przed zaszronieniem -sygnalizowanie stanu awarii -utrzymanie minimalnej temperatury w pomieszczeniu w czasie czuwania( przy spadku temperatury centrala uruchamia się i ogrzewa powietrze w pomieszczeniu do zadanej temperatury minimalnej.)
2.2 Sterowania -Parametrami powietrza steruje regulator programowalny poprzez odpowiednie zarządzanie pracą centrali zgodnie z zadanym przez uŝytkownika programem. Regulatory mogą sterować i podawać sygnał np. do: -wymienników do odzysku ciepła -wymiennika ciepła -sterowania siłownikami przepustnic -sterowania nawilŝaniem 3. Regulatory: -Najprostszą grupę regulatorów stanowią regulatory bezpośredniego działania, są to regulatory, które do działania wykorzystują energię procesu którym sterują. - JeŜeli regulator zasilany jest z obcego źródła energii wówczas w zaleŝności od jej postaci rozróŝniamy regulatory pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne i elektroniczne. Najbardziej powszechne zastosowanie znalazły regulatory elektryczne i elektroniczne. -Regulatory bezpośredniego działania. Energię do przestawiania zaworu pobierają z procesu regulowanego za pośrednictwem czujnika pomiarowego. Pokrętło regulatora połączone ze skala słuŝy do nastawiania wielkości zadanej. Zaletą tych regulatorów jest prosta i zwarta budowa oraz niska cena wadą zaś mała dokładność. (6 m czujnik). -Regulatory korzystające z energii pomocniczej dzielą się na: pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne i elektroniczne. 4. Podział aparatury sterującej centralą: 4.1.Siłowniki przepustnic Siłowniki sterujące przepustnicami są stosowane do zamykania przepustnic wlotowych, gdy centrala nie pracuje oraz do otwierania podczas rozpoczęcia pracy centrali. Dla przepustnicy powietrza świeŝego zalecane są siłowniki ze spręŝyną powrotną. W przypadku stosowania recyrkulacji wykorzystywane są równieŝ do regulacji stopnia otwarcia przepustnic powietrza głównie w komorach mieszania. -sterują teŝ przepustnicą by-passu wymiennika krzyŝowego zabezpieczając go przed zaszronieniem. - działanie siłowników jest automatyczne w zaleŝności od stanu pracy centrali lub sygnałów z regulatora.
-Stosuje się siłowniki zasilane 24V prądu przemiennego, z sygnałem sterowania 0-10V w sposób ciągły lub on/off. 2.Presostaty róŝnicowe -SłuŜy do pomiaru róŝnicy ciśnień powietrza występujących przed i za filtrem Zanieczyszczenia filtrów powodują zmiany ciśnień w poszczególnych komorach prowadzi do wygenerowania sygnału przez sterownik i np. zmiany nastaw przepustnic komór recyrkulacyjnych i przepustnic głównych wlotowych lub prędkości obrotowej wentylatora. - presostat wymiennika krzyŝowego daje sygnał do otwarcia by-passu w momencie zaszraniania wymiennika -Dokonują pomiaru róŝnicy ciśnień powietrza występujących przed i za wentylatorem.
3.Termostat zabezpieczający przed przegrzaniem. Termostat ten termicznie zabezpiecza nagrzewnicę elektryczną przed przegrzaniem. ( Przy temperaturze powietrza 65ºC następuje wyłączenie nagrzewnicy. Ponowne włączenie nagrzewnicy nastąpi po obniŝeniu temperatury powietrza o 22ºC) Działanie termostatu jest oparte na właściwościach elementu bimetalowego. Do listwy przyłączeniowej wyprowadzone są trzy przewody sygnałowe. 4.Termostat przeciwzamroŝeniowy. Zabezpiecza nagrzewnice wodne przed zamroŝeniem. W przypadku obniŝenia temperatury za nagrzewnicą poniŝej zadanej temperatury granicznej przekazywany jest sygnał do regulatora. Układ wróci do normalnego stanu pracy po wzroście temperatury (o wartość podaną na wskaźniku róŝnicowym.) -W momencie spadku temperatury za nagrzewnicą poniŝej 5 C otwiera by-pass wymiennika krzyŝowego. 5.Kanłowe czujniki i przetworniki temperatury. Czujniki temperatury słuŝą do pomiaru temperatury w instalacjach nawiewnych i wywiewnych. Szeroki zakres zastosowań pozwala na wykorzystanie ich do pomiaru temperatury wewnątrz samej centrali oraz bezpośrednio w samych kanałach wentylacyjnych. Powszechnie stosuje się czujniki prętowe z sondą o długości 200mm z czujką temperatury umieszczone wewnątrz kanału. 6. Moduł sterujący w pomieszczeniu. Moduł łączy w sobie pomieszczeni owy czujnik temperatury, nastawnik temperatury, zegar tygodniowy oraz kasetkę zdalnego załączania. Umieszczona na przedniej stronie klawiatura i wyświetlacz LCD stwarzają uŝytkownikowi moŝliwość wglądu i zmiany parametrów regulatora. 7.Elektroniczne przetworniki wilgotności. Przetworniki wilgotności umoŝliwiają pomiar wilgotności w zakresie 0...100%RH w szerokim zakresie temperatur.
8.Zawory. Podstawowym zadaniem zaworów jest regulacja przepływu wody grzewczej, lodowej lub roztworu glikolu dostarczanego do wymienników w centrali klimatyzacyjnej. Zamknięcie lub otwarcie zaworu odbywa się za pomocą siłownika pod wpływem sygnału dostarczanego z układu automatyki, 9.Elektryczne siłowniki zaworów. Do sterowania pracą zaworów uŝywane są trzy rodzaje siłowników elektrycznych klasyfikowanych ze względu na ich siłę nacisku. (90-150N;-400N -1.000; do 3.000N) 10.Sterownik cyfrowy i szafki zasilająco sterujące. Przeznaczony jest do regulacji, ciągłej kontroli i korygowania zadanych przez uŝytkownika nastawów pracy danego układu. Regulator cyfrowy jest wyposaŝony w umieszczoną w pamięci bibliotekę gotowych do uŝycia aplikacji związanych z ustawieniami siłowników np. przepustnic by-passu wymiennika krzyŝowego lub prędkości rekuperatorów obrotowych. - Jako pierwszy koncern na terenie Europy, PM-LUFT wprowadził moŝliwość sterowania i kontrolowania pracą centrali wentylacyjnej przez telefon komórkowy. Ta unikalna funkcja pozwala na duŝe oszczędności czasu i kosztów. (Sterownik podłączony do magistrali komunikacyjnej. Zabezpieczony hasłem. W celu zmiany parametrów operacyjnych przez tylko osoby upowaŝnione) moŝliwość załączenia zegara tygodniowego, dachowej centrali wyciągowej lub agregatu chłodniczego.) Odzysk ciepła w układzie glikolowym.
Centrala klimatyzacyjna z asymetrycznym wymiennikiem krzyŝowym i pompą ciepła. Literatura [1]. Katalog SWEGON BASIC-PL-249-255, system GOLD 2006 [2]Technika chłodnicza i klimatyzacyjna 10/2004 Modułowe centrale basenowe, [3] Technika chłodnicza i klimatyzacyjna 8/2004 Oszczędzanie energi w nowych systemach kiw. Stosowanych w szpitalach. [4] Materiały konferencyjne: VIII Forum Ciepłowników Polskich, Międzyzdroje [5] Materiały konferencyjne: Jubileuszowy XI Zjazd Ogrzewników Polskich. Problemy ciepłownictwa, ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji. Warszawa, 18-19.04.1996, [6] www.centrumklima.pl [7] www.belimo.pl