Руководитель любой успешной современной компании знает, что соблюдение принципа энергоэффективности в работе является неотъемлемым атрибутом получения высокой прибыли, оптимизации затрат и положительной репутации среди клиентов и партнеров. Этот принцип предельно прост для понимания: для достижения определенной цели необходимо использовать ровно столько ресурсов, сколько нужно и не более того.

Дома и различные сооружения, спроектированные по принципу энергоэффективности, недаром называют «зелеными»: рациональное использование ресурсов оказывает положительное влияние на окружающую среду, ведь ни для кого не секрет, что большинство этих ресурсов берется непосредственно из нее, а отходы от переработки в нее же и отправляются. На фоне общего повышения роли экологичности любой человеческой деятельности становится ясно, что за энергоэффективными строениями и производствами будущее.

Когда мы говорим об энергоэффективности зданий, мы имеем в виду, в первую очередь, бытовые коммуникации:

• отопление;
• вентиляцию;
• кондиционирование.

Современные технологии, разрабатываемые для систем обеспечения, создают новый виток в развитии рационального их использования, основное направление которого - автоматизация.

Польза и способы автоматизации отопления и вентиляции

Преимущества автоматизированного обеспечения комфортной среды в помещениях достаточно очевидны:

• снижается влияние человеческого фактора;
• исчезает необходимость постоянного контроля;
• повышается стабильность работы в целом;
• появляется возможность регулярной и действительно объективной диагностики и сбора данных для предупреждения возможных аварий и сбоев установленных режимов.

Если раньше автоматизированные системы отопления и вентиляции встречались преимущественно на объектах с особыми требованиями к условиям внутреннего микроклимата (библиотеки, архивы, склады, музеи, оранжереи, теплицы, вольеры для животных), то теперь эти технологии распространяются на обычные офисные здания, многофункциональные многоэтажки и жилые (как частные, так и многоквартирные) дома.

Учесть возможности для установки автоматизированных коммуникаций при строительстве не намного труднее, чем переоборудовать уже готовые системы, функционировавшие до этого в «ручном» режиме. Однако второе может оказаться более финансово затратным при непосредственной реализации. В связи с этим возможно постепенное внедрение автоматизации, а сами технические комплексы, как следствие, делятся на частично, комплексно или полностью автоматизированные.

«Акрукс-Про» - профессионалы в области автоматизации систем отопления и вентиляции

Для того чтобы автоматизировать работу климатических установок, можно в течение долгого времени искать решения и партнеров для их реализации, но гораздо проще будет обратиться в компанию с большим опытом и комплексным подходом к вопросу.

Специалистам «Акрукс-Про» вы можете доверить подбор оборудования, адаптацию технологических и функциональных помещений, разработку режимов работы и непосредственную установку комплексов отопления, вентиляции, кондиционирования. Уже функционирующие объекты, спроектированные и реализованные нами в Санкт-Петербурге, Ярославле и других городах, получили сертификаты престижных рейтингов BREEAM (BRE Environmental Assessment Method) и LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), компания открыта к сотрудничеству в сферах строительства и реконструкции.

Сегодня системы вентиляции и кондиционирования присутствуют во всех вновь строящихся здания. Их закладывают на стадии разработки проектов, потому что они обеспечивают: вентиляция – отток загрязненного воздуха и подачу свежего, кондиционирование – обеспечивает комфортные условия нахождения людей в помещениях, а именно приводит влажность и температуру к нормальным показателям. Так как обе системы достаточно сложные, то для них разрабатывается автоматизация, которая следит за параметрами их работы. В этой статье разберемся, что собой представляет автоматизация систем кондиционирования и вентиляции.

Зачем нужна

Во-первых, надо отметить, что нормальными условиями внутри помещения считаются:

• температура +20-24С;
• влажность – 40-65%;
• скорость перемещения воздуха – 1 м/с.

Чтобы контролировать эти параметры, необходимо тщательно просчитать и собрать автоматизацию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. При этом проектом определяются сразу места их установки и функциональное назначение. Очень часто в зданиях с большими габаритами и множеством помещений применяется система кондиционирования, которая включает в себя несколько подсистем. И, как показывает практика, все подсистемы работают в индивидуальном режиме. Чтобы за всеми ими проследить, и производится установка автоматики системы кондиционирования.

Необходимо понимать, что система кондиционирования и вентиляции достаточно затратна в плане потребления электроэнергии. Поэтому очень важно правильно настроить автоматику, обеспечивающую контроль над кондиционерами и вентиляторами. И если с последними проблем не возникает, потому что их настраивают на определенную скорость вращения, которая практически все время будет постоянной, то у кондиционеров настройка более сложная.

Ведь их работа в основном зависит от влажности и температуры воздуха внутри помещений. А эти две величины непостоянные. А значит, автоматику придется настраивать так, чтобы она в первую очередь контролировала эти два параметра, а затем передавала сигнал на кондиционеры. И они будут по мощности работать то с увеличением, то со снижением. И здесь настройку можно сделать так, чтобы и внутри помещений условия были нормальными, и потребляемая мощность кондиционеров не была максимальной.

За это отвечает диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования. А именно несколько приборов, которые обрабатывают данные и передают их на оборудование. При этом выдерживается строго последовательность алгоритмов, которые программируются индивидуально для каждого вида оборудования.

Автоматизация вентиляции и кондиционирования

Существуют три вида систем автоматизации вентиляции и кондиционирования: частичная, комплексная и полная. Чаще всего используют две первые. Сама автоматика состоит из нескольких блоков, контролирующих разные процессы:

• датчики или, как их называют специалисты, первичные преобразователи;
• вторичные;
• регуляторы автоматические;
• исполнительные механизмы, в некоторых схемах применяются регулирующие приборы;
• электротехническая аппаратура, с помощью которой регулируются электроприводы вентиляторов и кондиционеров.

В основном все эти механизмы и приборы, входящие в состав промышленной автоматизации, являются стандартными. То есть, они производятся по ГОСТам серийно. Но есть некоторые из них, которые выпускаются мелкими партиями и предназначаются именно для систем кондиционирования воздуха, для систем отопления и вентиляции. К примеру, датчики для контроля над влажностью воздуха или температурные регуляторы марки Т-8 или Т-48.

Обычно все приборы, которые показывают параметры условия внутри помещений, устанавливают в специальный отдельный щит. При этом необходимо понимать, что чем больше подсистем в здании, тем больше щитов приходится устанавливать. Это усложняет проведение контроля над параметрами, которые необходимо периодически снимать. Чтобы упростить данный процесс, сегодня в разветвленных системах кондиционирования и вентиляции организуется пульт управления, за которым сидит оператор. Один человек полностью контролирует весь процесс. При этом с помощью интернета решается задача сигнализации и возможности контролировать все параметры на расстоянии. То есть, на телефон может прийти SMS с данными обо всех происходящих процессах.

Что касается датчиков, то очень важно правильно расположить их по помещениям с определенной частотой размещения. Именно эти небольшие приборы начинают реагировать на изменения параметров воздуха. Именно они дают толчок к началу изменения работы оборудования. Но в функции систем автоматизации вентиляции и кондиционирования воздуха входит не только отслеживание условия внутри помещения здания. В каждом воздуховоде устанавливаются датчики, которые отслеживают, а не попало ли что-нибудь внутрь. Ведь даже небольшой посторонний предмет может попасть в оборудование и вывести его из строя. Это очень важно и для заслонок, которыми перекрываются отвод и подача воздуха.

Любая автоматизация включает в себя и систему оповещения и сигнализации. Здесь стандартно: звуковая и световая.

Диспетчеризация вентиляции и кондиционирования

Диспетчеризация – это сбор сигналов с датчиков и на их основе управление всеми процессами. Основными функциями диспетчеризации вентиляции и кондиционирования являются:

1. Индексация поступающих сигналов от датчиков, их обработка и настройка.
2. Подача сигнала диспетчеру, если в системе произошли отклонения от заданных параметров или возникла нестандартная или аварийная ситуация.
3. При необходимости производится перевод работы всей схемы в аварийный режим.
4. Если возник пожар в здании, включается система отвода дыма.
5. Строго отслеживаются параметры воздуха, которые поддерживаются на всем протяжении работы оборудования.
6. При необходимости регулировка заданных параметров.
7. В часы пониженных нагрузок системы вентиляции и кондиционирования переводятся в режим экономии электроэнергии и других видов энергоносителей (пар, горячая вода).
8. Обрабатываются данные в момент включения или отключения.

В зависимости от того, какие требования заказчик предъявляется к кондиционированию, автоматизация может производиться с использованием свободно-контролируемых приборов (контроллеров) или с добавлением так называемых программно-аппаратных комплексов. Второй вариант дороже, но он дает возможность объединить в одном пункте контроля все рычаги управления.

При этом необходимо понимать, что ситуации в больших зданиях с несколькими подсистемами могут быть разными. Поэтому кондиционирование и вентиляция разделяется на модули в плане обеспечения диспетчеризации. И каждый модуль при возникновении внештатной ситуации может работ автономно.

Возможности диспетчеризации:

• можно организовать управление большим количеством модулей, которые по мере необходимости подключаются параллельно;
• настройка сбора данных, которые необходимы пользователю;
• возможность передача данных на другие компьютеры;
• контролируется телефонная и компьютерная сети;
• автоматизация процессов передачи данных от нижних уровней к пульту управления;
• передача данных на телефон.

Контроллеры для автоматизации и диспетчеризации

В принципе, необходимо отметить, что технологическая схема кондиционирования и вентиляции здания, в которую входит контроллер, является стандартной, а точнее базовой. Ее можно изменять под нужные требования с дополнением. К примеру, можно изменить контроль температуры внутри помещений не через канальный датчик, установленный в воздуховодах системы отводной вентиляции, а через каскадный, который устанавливается непосредственно в самом помещении. Или можно внести в конфигурацию подогрев жалюзи в кондиционировании, которые открывают или закрывают проемы.

То есть, диспетчеризацию систем вентиляции и кондиционирования с учетом установленных контролеров можно развивать по разным схемам. И при этом можно подобрать такую технологическую цепочку, которая будет выгодна именно для определенного вида зданий, где установлены разные требования к отдельным помещениям.

Автоматизация в быту

Сегодня все чаще звучит термин – «умный дом». По сути, это автоматизация контроля над всеми сетями, которые обеспечивают нормальную жизнедеятельность человека в собственном доме. Конечно, это обширная сеть, в задачи которой входит:

• безопасность внешняя и внутренняя (последняя – это слежение за сотрудниками, выполняющих бытовую работу в доме);
• контроль и слежение за аварийными ситуациями: утечка газа, холодной или горячей воды;
• создания благоприятного климата внутри помещений, а это касается кондиционирования, отопления и вентиляции.

При этом диспетчеризация строго контролирует всю работу инженерных сетей. И если есть необходимость изменить какой-либо параметр, нет нужды бегать по этажам к щитам автоматики, чтобы провести настройку. «Умный дом» снабжается отдельно установленным мини-пультом или мини-блоком, через который и проводится регулирование и настройка требуемых режимов.

Самое главное, что вся автоматизация завязана на диспетчеризации с установленных в нее контроллеров. То есть, технологическая схема здесь точно такая же, как и на любом объекте, где присутствуют модульные схемы кондиционирования и вентиляции.

Системы с автоматизированных управлением помогают провести оптимизацию работы вентиляционных систем. Особенно это важно в больших зданиях или на крупных предприятиях, где вентиляционная конструкция занимает довольно обширную территорию, и уследить за работой всех приборов бывает сложно. Оборудование применяется как на объектах, связанных с производством и промышленностью, так и в общественных зданиях — торговых центрах, местах отдыха, спортивных комплексах. Правильная настройка автоматики вентиляции гарантирует бесперебойную работу и удобное управление всей системой.

Назначение автоматических систем

Современные системы, предназначенные для осуществления вентилирования, являются довольно сложными, поскольку включают в себя множество разнообразных приборов со своими функциями и особенностями. Их качественная работа возможна только при осуществлении слаженных действий, которые нужно как-то контролировать. Разобраться в этом помогает схема автоматики вентиляции, которая предназначена для облегчения работы со всеми приборами, включенными в систему. Специальные датчики и механизмы помогают полноценно осуществлять контроль и отдавать различные команды без необходимости пересекать всю территорию предприятия, чтобы проделать какую-то операцию с прибором. Грамотно проведенная система способствует решению следующих вопросов:

• Отслеживает показатели и контролирует состояние комплекса. На монитор выводятся все необходимые данные, которые видит оператор, и может по ним сделать вывод о текущем положении дел. Кроме того, если произойдут какие-то неполадки, система сразу же подаст тревожный сигнал, оповещающий о том, что нужно решить проблему. А следя за показателями, можно увидеть возможные предвестники проблемы, на основе изменившихся данных, и предотвратить серьезные поломки, сразу вмешавшись в работу конструкции.
• Анализ данных каждого устройства может проводиться автоматически. Система сама собирает показатели, считывая их на протяжении определенного времени, а затем анализируя и сравнивая с нормой. В соответствии с полученными показаниями, автоматическое управление подает ту или иную команду или сигнал.
• Переключение режимов. Автоматика может подключать либо выключать доп. установки, приборы и функции, это зависит от времени суток, степени нагрузки или погодных условий, обеспечивая создание оптимального режима работы.
• В случае замыкания либо возникновения другой аварийной ситуации, система сама отключит оборудование от электросети, предотвращая более серьезные повреждения или даже возгорание приборов.

Наличие автоматического управления позволяет значительно оптимизировать работу всей техники, в итоге для обслуживания потребуются только 1-2 оператора, а не целый отдел персонала. Использование современных технологий позволяет снизить количество требуемых работников и, соответственно, сократить расходы, поэтому это подходящий вариант для коммерческих организаций.

Основные узлы системы

Проектирование подобных систем является сложным делом, требующим определенных знаний и навыков, поэтому шкаф автоматики вентиляции должен настраивать специалист, который в этом разбирается. Чтобы работать с приборами, нужно знать назначение каждого узла, особенности его работы и взаимодействия с другими элементами. Нужно иметь опыт работы с различными аппаратами и техникой от разных производителей. Именно поэтому выполнять всю работу должны профессионалы, которые имеют необходимые знания и опыт.

Современные щиты автоматики для систем вентиляции включают в себя довольно много различного оборудования. Все приборы, которые каким-либо образом задействованы в создании системы управления, можно разделить на три группы:

• Сенсорные датчики. Эти устройства собирают всевозможную информацию о состоянии системы, считывая уровень влажности, температуры, давления и прочие важные показатели. Они подают электрический сигнал, который поступает дальше в систему.
• Регуляторы и контроллеры. Эти приспособления отвечают за дальнейший анализ полученных данных. Они сравнивают информацию между собой, а также с установленными нормами, проводят логический анализ и на его основе подают какие-либо команды в систему, включая или отключая определенные функции.
• Исполнительная механика. Эти детали обеспечивают выполнение полученных команд, заставляя приборы исполнять определенные функции и действия.

Возможности и преимущества системы

Что может делать автоматическая система контроля? Минимальный набор доступных функций включает следующие пункты:

• Контроль за вращением вентиляторов и их частотой, а также регулировка этого процесса.
• Отслеживание температуры воды и предотвращение замерзания.
• Контроль состояния воздуха и управление системой на основании изучения параметров микроклимата.
• Индикация состояния фильтров и сигнализирование о необходимости их очищения.
• Перевод отдельных частей системы в неактивный режим.
• Защита техники от коротких замыканий и других неполадок.

Развитие техники позволяет создавать сложные схемы и системы, поэтому многие современные конструкции уже планируются с учетом таких факторов и никак не могут обойтись без автоматического управления. Если на предприятии или в организации используется самое современное вентиляционное оборудование, то, скорее всего, оно предполагает и наличие автоматического управления, и схемы уже заранее рассчитаны на установку таких приборов.

Впрочем, использование техники действительно имеет значительные преимущества. Машина способна быстро анализировать огромное число информационных потоков и проводить сразу множество операций, на что человеческий мозг просто не рассчитан. Поэтому такая система работает гораздо эффективней, чем даже целый отдел из человеческого персонала. Кроме того, технике не нужны выходные, перерыв на сон и на обед, она в любое время остается на своем посту и следит за системой вентиляции. Использование автоматики позволяет исключить возможные ошибки из-за влияния человеческого фактора.