Gdańsk, 04.12.2007r. Automatyka chłodnicza Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny Temat pt.: Układy automatyki nowoczesnych central klimatyzacyjnych z odzyskiem ciepła: budowa + działanie + przykłady rozwiązań. Część III Wykonał: Piotr Herrmann Specjalność: SiUChiKl 1
Spis treści: 1. Wstęp. 3 2. Układ automatyki centrali nawiewnej z nagrzewnicą wodną i chłodnicą freonową oraz recyrkulacją....3 3. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą elektryczną z recyrkulacją...5 4. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i wymiennikiem obrotowym (bez regulacji obrotów)...6 5. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i wymiennikiem krzyŝowym.8 6. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą elektryczną i wymiennikiem krzyŝowym.10 7. Zabezpieczenia nagrzewnicy elektrycznej przed nadmiernym wzrostem temperatury...12 8. Literatura...12 2
1. Wstęp: Układ automatyki urządzeń klimatyzacyjnych słuŝy do automatycznego sterowania procesami realizujących czynności nadzoru i wpływających na przebieg tych procesów w taki sposób, aby osiągnięte zostały zamierzone cele. Natomiast sterowanie jest procesem przebiegającym w układzie wydzielonym, w którym jedna lub więcej wielkości wejściowych oddziałuje na wielkości wyjściowe. KaŜdy automatyczny system sterowania składa się z obiektu regulacji i urządzenia sterującego (regulatora). Pod nazwą regulator rozumie się urządzenie, które utrzymuje w sposób zautomatyzowany pewien stan fizyczny na określonym poziomie, odpowiednio do wcześniejszych nastaw. W najprostszej formie zespala się razem czujnik pomiarowy i regulator, uzyskując termostat, higrostat lub presostat. Nowoczesne systemy zawierają pneumatyczne, elektryczne lub mikroelektryczne regulatory, połączone z oddzielnymi czujnikami pomiarowymi i nastawnikami (aparatami peryferyjnymi). Elementy słuŝące do odzysku ciepła to: Recyrkulacja, Wymienniki krzyŝowe, Wymienniki obrotowe, Pompa ciepła, Inne. 2. Układ automatyki centrali nawiewnej z nagrzewnicą wodną i chłodnicą freonową oraz recyrkulacją: 3
Elementy automatyki centrali: XD/1-01 siłownik przepustnicy nawiewu XD/1-02 siłownik przepustnicy recyrkulacji DPS/1-01 presostat filtra XV/1-01 zawór 3-drogowy nagrzewnicy TS/1-01 termostat przeciwzamroŝeniowy DPS/1-02 presostat wentylatora XM/1-01 silnik wentylatora TT/1-01 kanałowy czujnik temperatury TT/1-02 pomieszczeniowy czujnik temperatury Zasada działania centrali: Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Siłowniki przepustnic po włączeniu centrali do pracy na sygnał czujników temperatury sterują stopniem recyrkulacji powietrza. Gdy siłowniki ustawią maksymalny dopuszczalny stopień recyrkulacji, a temperatura będzie za niska otwarty zostanie siłownik zaworu XV/1-01. Przy wzroście temperatury pomieszczenia uruchomiony będzie freonowy agregat chłodniczy. Kanałowy czujnik temperatury TT/1-01 kontroluje minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/1-02 reguluje temperaturę wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie poniŝej 5 ºC termostat przeciwzamroŝeniowy TS/1-01 wyłączy pracę centrali, zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie, 4
otworzy się tylko zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/1-01 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/1-02, przy spadku spręŝu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji. 3. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą elektryczną z recyrkulacją: 5
Elementy automatyki centrali: XD/2-01 siłownik przepustnicy nawiewu XD/2-02 siłownik przepustnicy wyciągu XD/2-03 siłownik przepustnicy recyrkulacji XV/2-02 zawór 3-drogowy chłodnicy TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 termostaty zabezpieczające DPS/2-01 presostat filtra DPS/2-01 presostat wentylatora nawiewu DPS/2-02 presostat wentylatora wyciągu XM/2-01 silnik wentylatora nawiewu XM/2-02 silnik wentylatora wyciągu TT/2-01 kanałowy czujnik temperatury TT/2-02 pomieszczeniowy czujnik temperatury Zasada działania centrali: Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Na sygnał czujników temperatury siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02 otwierają się po włączeniu centrali do pracy i sterują stopniem recyrkulacji powietrza i gdy ustawią maksymalny dopuszczalny stopień recyrkulacji, a temperatura będzie za niska, włączone zostanie zasilanie grzałek elektrycznych nagrzewnicy. Przy wzroście temperatury pomieszczenia otworzy się zawór chłodnicy XV/2-02. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01 6
ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę wentylowanego pomieszczenia. Termostaty TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 zabezpieczają przed nadmiernym wzrostem temperatury nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŝu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji. 4. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i wymiennikiem obrotowym (bez regulacji obrotów): 7
Elementy automatyki centrali: XD/2-01 siłownik przepustnicy nawiewu XD/2-02 siłownik przepustnicy wyciągu DPS/2-01 presostat filtra nawiewu DPS/2-02 presostat wentylatora nawiewu DPS/2-03 presostat wentylatora wyciągu DPS/2-04 presostat filtra wyciągu DPS/2-05 presostat wymiennika obrotowego XV/2-01 zawór 3-drogowy nagrzewnicy TS/2-01 termostat przeciwzamroŝeniowy XM/2-01 silnik wentylatora nawiewu XM/2-02 silnik wentylatora wyciągu XM/2-03 silnik wymiennika obrotowego TT/2-01 kanałowy czujnik temperatury TT/2-02 pomieszczeniowy czujnik temperatury Zasada działania centrali: Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02 otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał z czujników temperatury regulator włącza lub wyłącza pracę wymiennika obrotowego w zaleŝności od temperatury pomieszczenia, a gdy mimo jego ciągłej pracy w pomieszczeniu będzie nadal zimno, otwarty zostanie zawór dolotowy wody do nagrzewnicy przy pomocy siłownika XV/2-01. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01 ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę 8
wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie poniŝej 5 ºC termostat przeciwzamroŝeniowy TS/2-01 wyłączy pracę centrali, zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie, otworzy się tylko zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŝu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie oszronienia wymiennika obrotowego wyłączy przepływ zimnego powietrza przez wymiennik do czasu jego odszronienia. 5. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i wymiennikiem krzyŝowym: 9
Elementy automatyki centrali: XD/2-01 siłownik przepustnicy nawiewu XD/2-02 siłownik przepustnicy wyciągu XD/2-03 siłownik przepustnicy wymiennika krzyŝowego DPS/2-01 presostat filtra nawiewu DPS/2-02 presostat wentylatora nawiewu DPS/2-03 presostat wentylatora wyciągu DPS/2-04 presostat filtra wyciągu DPS/2-05 presostat wymiennika krzyŝowego XV/2-01 zawór 3-drogowy nagrzewnicy TS/2-01 termostat przeciwzamroŝeniowy XM/2-01 silnik wentylatora nawiewu XM/2-02 silnik wentylatora wyciągu TT/2-01 kanałowy czujnik temperatury TT/2-02 pomieszczeniowy czujnik temperatury Zasada działania centrali: Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02 otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał czujników temperatury regulator steruje stopniem odzysku wymiennika krzyŝowego przy pomocy siłownika przepustnicy XD/2-02 i gdy ustawi maksymalny przepływ przez wymiennik krzyŝowy, a temperatura będzie za niska, otwarty zostanie zawór 10
przy pomocy siłownika XV/2-01. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01 ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie poniŝej 5 ºC termostat przeciwzamroŝeniowy TS/2-01 wyłączy pracę centrali, zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie, otworzy się tylko zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŝu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie oszronienia wymiennika krzyŝowego wyłączy przepływ zimnego powietrza przez wymiennik do czasu jego odszronienia. 6. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą elektryczną i wymiennikiem krzyŝowym: 11
Elementy automatyki centrali: XD/2-01 siłownik przepustnicy nawiewu XD/2-02 siłownik przepustnicy wyciągu XD/2-03 siłownik przepustnicy wymiennika krzyŝowego TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 termostaty zabezpieczające DPS/2-01 presostat filtra nawiewu DPS/2-02 presostat wentylatora nawiewu DPS/2-03 presostat wentylatora wyciągu DPS/2-04 presostat filtra wyciągu DPS/2-05 presostat wymiennika krzyŝowego XM/2-01 silnik wentylatora nawiewu XM/2-02 silnik wentylatora wyciągu TT/2-01 kanałowy czujnik temperatury TT/2-02 pomieszczeniowy czujnik temperatury Zasada działania centrali: Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02 otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał czujników temperatury regulator steruje stopniem odzysku wymiennika krzyŝowego przy pomocy siłownika przepustnicy XD/2-03 i gdy ustawi maksymalny przepływ przez wymiennik krzyŝowy, a temperatura będzie za niska, włączone zostanie zasilanie grzałek elektrycznych nagrzewnicy. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01 ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę 12
wentylowanego pomieszczenia. Termostaty TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 zabezpieczają przed nadmiernym wzrostem temperatury nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŝu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie oszronienia wymiennika krzyŝowego wyłączy przepływ zimnego powietrza przez wymiennik do czasu jego odszronienia. 7. Zabezpieczenia nagrzewnicy elektrycznej przed nadmiernym wzrostem temperatury: Do zabezpieczenia nagrzewnicy przed przegrzaniem wykorzystane są termostaty: TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3. Termostat oznaczony symbolem TS/1 i nastawiony na temperaturę 40 ºC, przy wzroście temperatury wyłącza zasilanie wszystkich stopni nagrzewnicy, a po ostygnięciu włącza je ponownie. Termostat oznaczony symbolem TS/3 blokuje moŝliwość wyłączenia wentylatorów, gdy temperatura nagrzewnicy wzrośnie powyŝej 75 ºC. Termostaty oznaczone symbolami TS/2-1 i TS/2-2, wyłączają pracę wszystkich stopni nagrzewnicy przy wzroście temperatury nagrzewnicy do 90 ºC. Stan ten jest sygnalizowany lampką Awaria nagrzewnicy. Ponowne włączenie do pracy moŝe nastąpić po ręcznym skasowaniu alarmu. 8. Literatura: Bonca Z., Automatyka chłodnicza i klimatyzacyjna Gdynia 1993 Recknagel, Poradnik Ogrzewanie+Klimatyzacja Gdańsk 1994 Katalog firmowy VBW Clima Engineering 13