Схемы и устройство автоматических шкафов управления вентиляцией

Элементы систем вентиляции

Система управления включает в себя основные элементы, такие как датчики, регуляторы и прочие исполнительные механизмы.

Датчики

При помощи датчиков можно получать информацию о состоянии необходимого объекта по различным параметрам (температуре, давлению, влажности и пр.) и контролировать его, в случае малейшего сбоя системы. Подбирать датчики необходимо строго в соответствии с условиями той или иной вентиляции (условия эксплуатации, диапазон и степень точности измерений и т.д.).

Датчики температуры выполняются для наружного и комнатного применения, могут показывать температуру на поверхности трубопровода или внутри канала (воздуховода). Закрепляются они либо на сами трубы (на их поверхность) — наружные, либо перпендикулярно движущемуся потоку воздуха в трубе, воздуховоде – канальные датчики. Атмосферные датчики устанавливаются снаружи здания, выше его середины, с подветренной стороны, а комнатные виды датчиков должны крепиться внутри помещения, на расстоянии от пола не менее 1 – 1,5 м.

Датчики системы вентиляции и отопления

Управление вентиляцией зависит и от датчиков, регулирующих степень влажности, бывают они комнатного назначения и канального. Внешне выглядят, как блок со встроенным в него электрическим прибором, который измеряет относительную влажность воздуха и преобразует полученные данные в электронные сигналы. Чтобы прибор работал точнее, его необходимо устанавливать на определенном расстоянии от окон, приборов отопления, струй вентиляции и солнечных лучей.

Датчиками потока называются устройства, измеряющие скорость движение потока (это может быть как жидкость, так и газ) в трубах и воздуховодах. Расчет расхода газа или жидкости производится с учетом площади сечения трубы.

Регуляторы

Регуляторы необходимы для управления исполнительными вентиляционными механизмами. Они получают сигналы от датчиков, обрабатывают их показания и приводят в действие исполнительные механизмы системы вентиляции.

Регуляторы управления исполнительными вентиляционными механизмами

Исполнительные механизмы

Устройство, начинающее свою работу по команде, полученной от регулятора, называется исполнительным механизмом. Разделяются по способу работы: электрические, механические, гидравлические и пр.

Все процессы, из которых составляется вся система управления вентиляцией, контролируются посредством такого устройства, как электрический щит управления.

Щиты (шкафы, блок) управления для вентиляционных систем

Щитом управления называется устройство, благодаря которому осуществляется централизованный контроль над технологическими процессами в предприятиях различного назначения (электростанции системы газоснабжения, водоснабжения, электроснабжение и пр.). Это некий пульт, с располагающимися на нем приборами измерения и контроля всевозможных параметров, световыми индикаторами, ключами управления и мнемоническими схемами.

В системах вентиляции, также, применяются шкафы управления. Контроль, посредством шкафов, может производиться запрограммированными микро контроллерами (автоматически) и при помощи ручной регулировке рабочих параметров.

Щит управления вентиляцией является базовой единицей данной системы, он выполняет такие основные функции:

1. Включает индикацию работы и саму вентиляционную установку;
2. Управляет приточным вентилятором;
3. Регулирует скорость приточного вентилятора;
4. Управляет приводом заслонки для воздуха;
5. Регулирует температуру.

Работают пульты управления с различными видами оборудования для вентиляционных систем. Благодаря нему не только поддерживается постоянная температура и влажность помещения, но и повышается безопасность работающего оборудования.

Управление вентиляцией пультом (щитом) происходит по заданным производителем параметрам, это могут стандартные и дополнительные (расширенные) функции. Шкаф регулирует и фиксирует температуры контактов вентиляционных двигателей, управляет воздушным и тепло поставляющим клапанами, замедляет время остановки для вентилятора приточного воздухообмена, подает сигналы о загрязнении фильтров, обо всей работе системы, предупреждает и фиксирует аварии, и выполняет множество других поставленных ему задач.

Критерии правильного выбора

Шкаф для управления встроенными вентиляторами в систему принудительной циркуляции воздуха в первую очередь подбирается, исходя из типа оборудования, что определяется направлением движения воздушных масс по воздуховодам:

• Координирование работы узлов вытяжной вентиляцией;
• Контроль и защита приточной системы;
• Организация работы приточно-вытяжной системы, то есть подобная техника способна справиться с задачей контроля воздухообмена всего объекта.

Классификация приборов

Опираясь на целевое назначение самой системы циркуляции воздуха, определяются следующие разновидности ШУВ:

• С возможностью управления общеобменной вентиляцией;
• Контроль процесса работы противопожарной системы;
• Универсальный вариант оборудования, при этом реализуется возможность наблюдения за всеми системами одновременно.

Вторая группа из названных включает в себя разнотипную технику: шкаф для управления одним вентилятором для подпора воздуха и одним вентилятором дымоудаления; оборудование для контроля работы двух вентиляторов каждого из их разновидностей

Определившись с исполнением, следует обратить внимание на соответствие ШУВ группе критериев:

1. Степень защиты оборудования должна быть выше IP 21, а для большей надежности желательно приобрести вариант IP 31 (для обслуживания помещений с повышенным уровнем влажности). В определенных условиях следует использовать ШУВ IP45.
2. Шкаф для управления вентилятором типа ШУВ по возможности должен выводить информацию о работе системы на цифровое табло или специальный монитор. В самых простых моделях реализована только световая индикация, чего иногда недостаточно для получения более точных данных.
3. Конструкцией должна быть предусмотрена возможность установки элементов контроля всех важных узлов системы циркуляции воздушных масс. В некоторых случаях требуется обеспечение ручного запуска оборудования.
4. Шкаф с функцией управления вентиляцией типа ШУВ отдельных моделей может функционировать дистанционно, для чего предусматриваются пульты.
5. Наряду с конструктивными особенностями технику данного рода следует подбирать, опираясь на соответствие значений электрических параметров ШУВ тем условиям, при которых будет эксплуатироваться шкаф, а также на соответствие его характеристик параметрам системы вентиляции.

Обзор моделей разных видов и производителей

Модель ШУВ1

Мощность данной модели – 18,5 кВт, о чем говорит обозначение техники. Такое устройство предназначено для контроля работы вентиляторного узла противодымной системы.

Конструкцией предусмотрена разного рода защита, в частности от короткого замыкания. Напряжение питания – 380 В.

Компания Вентснаб предлагает шкаф для управления несколькими вентиляторами типа ШСАУ-ВК, соответственно, его цена будет выше ранее рассмотренной модели. Причем уклон делается в сторону крышных вентиляторных установок. Питание – трехфазным переменным током с напряжением 380 В. Конструкцией также предусмотрена защита от коротких замыканий и перегрузок. Этот же производитель предлагает оборудование для координации работы вентиляторов системы циркуляции воздуха с электронагревателем и без такового. В зависимости от мощности исполнения могут стоить 11 000 руб. и 58 000 руб.

Модель Овен

Другой вариант – Овен шкаф для управления воздушной вентиляцией широко используется в промышленности. Функционально подобное оборудование сходно с аналогами других производителей и отвечает за контроль действия системы воздухообмена, а также обеспечивает достаточный уровень защиты.

Что следует знать о монтаже

Техника данного рода устанавливается и подключается к системе исключительно сотрудниками, имеющими доступ к работе с разнотипными электроустановками. Кроме этого, необходимо пройти инструктаж по технике безопасности вне зависимости от мощности оборудования, с которым придется работать. Перед началом монтажа конструкция проверяется на наличие повреждений и комплектность.

Таким образом, для обеспечения возможности нормальной работы вентиляции требуется подключение единой системы контроля. При выборе ШУВ учитываются электрические параметры оборудования (мощность, напряжение питания и ток короткого замыкания). На ценообразование, как и в случае с любой подобной техникой, оказывает влияние в первую очередь состав аппаратуры, габаритные размеры установки, набор функций, уровень защиты оборудования. А это означает, что стоимость не является определяющим фактором при выборе ШУ такого рода.

Что это такое

Определение

В промышленных условиях и, несколько реже, в жилых и административных зданиях вместо привычной нам по домам советской постройки естественной вентиляции используется принудительная.

Ее функции зачастую не ограничиваются воздухообменом с улицей:

• Приточный воздух фильтруется, очищаясь от пыли, запахов и потенциально вредных веществ.
• Его температура повышается или, наоборот, понижается в зависимости от времени года.
• Пересушенный зимний воздух может увлажняться, а избыточно влажный летний, напротив, осушаться.

Схема работы рекуператора.

Понятно, что столь сложная система нуждается в управлении и контроле. Вполне логичным будет сосредоточить все управляющие устройства в одном пункте. Что, собственно, и подводит нас к идее шкафа управления.

Функциональность

Современный шкаф автоматики вентиляции способен выполнять следующие функции:

• Управление исполнительными устройствами (вентиляторами, системами кондиционирования, клапанами и т.д.) по произвольному алгоритму.
• Управление температурой приточного воздуха.
• Управление температурой воздуха в помещении с ограничением диапазона температур приточного воздуха. Тем самым исключается появление холодных сквозняков или зон с перегретым воздухом.
• Индикацию режима работы каждого узла системы.
• Индикацию состояния основных механизмов (аппаратные и программные сбои, степень износа).
• Индикацию температур на произвольном количестве встроенных и выносных термодатчиков.
• Индикацию запыленности воздушных фильтров.
• Защиту от перемерзания теплообменников (в первую очередь – использующих воду в качестве теплоносителя).
• Защиту от намерзания льда, снижающего эффективность охлаждения.
• Защиту от перегрева обмоток электромоторов.

Последствия перегрева обмотки статора.

Защиту от перегрева воздухонагревателей при замеленной циркуляции воздуха.

Основной узел шкафа – контроллер – не просто позволяет автоматизировать процессы управления вентиляцией в рамках собственной программы. Использование ПЗУ вместо микросхемы однократной записи и наличие стандартных портов для подключения к компьютеру позволяют корректировать микропрограмму контроллера, перепрограммировать его, создавая нестандартные конфигурации и задавая произвольные реакции на изменения показаний датчиков.

Обязательно ли нужна вентиляция для гардеробной, и почему?

По сути гардеробная — это отдельное закрытое помещение, в котором хранятся вещи (одежда, обувь, аксессуары). Причем вещи часто складируются очень плотно.

Площадь этой комнаты обычно небольшая — несколько «квадратов». Исключения, конечно, бывают, но редко — все-таки выделять много пространства только под хранение одежды могут себе позволить лишь очень богатые люди.

Получается, что мы имеем маленькое по объему помещение, которое обычно стоит закрытым, и в котором лежат текстильные изделия. Нужна ли для него вентиляция? В большинстве случаев — да, нужна.

Если ее не сделать, возможны следующие проблемы:

1. Появление моли. Идеальное условие для этого вредителя — темное закрытое помещение с застоявшимся, спертым воздухом.
2. Появление плесени. Темнота, отсутствие циркуляции воздуха, текстильные изделия — условия для развития грибка почти идеальные, не хватает только влажности. Грибок можно занести в гардероб из стиральной машинки, или из других комнат. Поскольку влажности в гардеробной нет — плесень не появится быстро, но все-таки появиться может.
3. Появление неприятного запаха. Одежда и обувь из разных материалов имеют свой запах. Когда вещи длительное время находятся в небольшом помещении — этот запах может перемешиваться, «впитываясь» в другие изделия. Как результат — можно надеть любимый свитер, и заметить, что он стал как-то непонятно пахнуть.

Не факт, что перечисленные проблемы появятся, если помещение не будет иметь вентиляции. Все-таки в гардеробную человек заглядывает нередко, а значит, воздух сильно застаиваться вряд ли будет.

Переточная решетка

В целом — вентиляция полезна, и делать ее для гардероба — желательно. Но не обязательно: если вы будете часто проветривать это помещение, то перечисленных проблем можно избежать. Для этого достаточно просто почаще его открывать (а еще лучше — держать приоткрытым постоянно, или поставить в двери переточные решетки).

Сколько воздуха нужно?

Поскольку в гардеробной люди не находятся постоянно, и нет источников влажности — слишком быстрый воздухообмен тут не требуется. Поэтому достаточно будет обеспечить кратность обмена в 1 — то есть за 1 час из этого помещения должно удаляться воздуха по объему.

Что касается температуры: в зимнее время желательно поддерживать +16..+18º.

Особенности устройства ЩУВ

Установка и комплектация щитов управления производится по правилам и нормам, которые диктуют государственные документы, такие как ГОСТ Р 51321.1. Шкафы для насосов и электрики, щиты вентиляции и систем кондиционирования монтируют в коридорах, подсобных комнатах или в специально отведенных помещениях – щитовых.

Если здание располагает возможностями, то все блоки контроля, включая вентиляционные и противопожарные, устанавливают в диспетчерских.

Производители электротехнического оборудования предлагают множество конфигураций, которые отличаются размерами, функциями, степенью защиты и уровнем программирования. Наиболее простые модификации предназначены для обслуживания частной жилой недвижимости, сложные – предприятий и общественных зданий.

Требования к комплектации щитов управления

При выборе ШУВ ориентируются на размеры рабочей площади, возможность установки нужных приборов, эргономику и безопасность. Последний пункт касается как самих монтажников, регулярно обслуживающих сети, так и людей, которые могут оказаться поблизости.

Главные требования к ШУВ и ЩУВ таковы:

• щит должен вмещать все приборы управления системой вентиляции и кондиционирования;
• важные узлы необходимо снабдить индикацией, световой, цифровой или подключенной к ПК;
• приборы, отвечающие за наиболее значимое оборудование, должны иметь двойное управление – автоматическое и ручное.

Все приборы аккуратно размещаются на одной плоскости. Комплектация должна быть максимально простой и доступной для понимания. Если сборку щита вентиляции произвести по всем правилам, то при необходимости даже несведущий в электрике человек сможет отключить аварийные устройства.

Наполнение и функциональность щитов могут отличаться. Например, для одних систем преобразователь частот необходим, а другие обходятся без него. Максимально удобными для пользования являются шкафы и щиты с автоматикой и пультами д/у.

Обзор рабочих элементов

Конструктивно ШУВ – это пластиковый или металлический корпус прямоугольной формы, имеющий необходимый класс защиты IP 45. Если условия эксплуатации связаны с увеличенным риском, то класс защиты выше.

Внутри корпуса размещены такие приборы, как блок питания, контроллер, преобразователи. Несколько автоматических выключателей отвечают за отдельные устройства: калориферы, рекуператоры, вентиляторы, охладительные установки и др.

Обязательный элемент – пульт ручного управления. Также необходим блок сигнализации, который срабатывает в аварийной ситуации и производит оповещение световыми или звуковыми сигналами.

К элементам управления относятся и датчики. Это своего рода рецепторы, собирающие различную информацию о состоянии системы и ее окружения.

Они снимают температуру воздуха и самих устройств, степень концентрации газов или загрязнения элементов системы, измеряют скорость движения воздуха и др. Полученные данные поступают к автоматическим регуляторам, и происходит корректировка работы элементов системы.

По функциям датчики делят на следующие виды:

• температурные;
• влажности;
• скорости;
• давления и др.

Температурные могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Сигнал о резком повышении или понижении температуры внутри помещений может стать причиной переключения работы системы на другой режим.

По тому же принципу действуют датчики влажности. Как происходит движение воздушных масс внутри вентиляционных каналов можно узнать благодаря датчикам скорости и давления. По месту установки датчики делят на внутренние и наружные. Первые снимают данные в помещениях, вторые, которые еще называют атмосферными или уличными, — снаружи зданий.

Часть датчиков фиксируют на поверхности деталей, которые необходимо контролировать. Они снимают параметры самих устройств, например, температуру обмотки, скорость вращения и др.

Монтаж датчиков сопровождается тщательным выбором. С одной стороны, чем больше информации, тем точнее работает система, но с другой функционирование и обслуживание сети становится затратным с точки зрения расхода электроэнергии.

В сцепке с датчиками работают контроллеры. Это те приборы, которые получают информацию и обрабатывают ее в автоматическом режиме. Их можно назвать посредниками, так как дальше сигнал передается исполнительным устройствам: переключателям воздушных потоков, вентиляторам, холодильным установкам, калориферам.

Особой популярностью пользуются контроллеры универсального типа, которые одновременно способны обрабатывать информацию, поступающую из различных систем: вентиляции, отопления и др.

Функции автоматического шкафа вентиляции

шкаф управления вентиляцией «Рубеж-4А

Возможности шкафов управления вентиляцией:

• поддерживают требуемую постоянную мощность электросети;
• позволяют удобно подключить линии разного силового напряжения к различным колодкам клемм;
• контролируют интенсивность вращения вентиляторов, плавно их запускают и не допускают перекос фаз;
• уравнивают мощности, предупреждая перегрев оборудования, перегрузку и замыкания;
• контролируют напряжение в сети автономно, удаленно или местно.

Шкаф управления приточно-вытяжной вентиляцией работает в дежурном или летнем режимах. В летнем режиме не контролируется температура воздуха. Когда температура приточного воздуха низка, автоматика шкафа переключает управление приточной вентиляцией в режим защиты.

Стандартные функции

• Ручная остановка и запуск;
• совместим с датчиками температуры приточного, наружного воздуха, а также обратного теплоносителя;
• фиксирует температуру контактов двигателей вентиляторов;
• регулирует функцию привода воздушного клапана;
• предупреждает замыкания и перегрузки двигателя насоса;
• управляет приводом теплопоставляющего клапана;
• предупреждает обмерзание водяных обогревателей и фреоновых охладителей;
• предупреждает перегрев электрического обогревателя;
• продлевает остановку вентилятора приточного воздуха;
• подает сигналы о необходимости очищения воздушных фильтров;
• останавливает и обесточивает оборудование при пожарной тревоге;
• оповещает с помощью световой индикации о работе системы;
• фиксирует аварии в специальном журнале.

Расширенные функции

• пульт дистанционного управления шкафомПредупреждает перепады давления при обрывах ремня вентилятора;
• Обеспечивает частотное преобразование для вентиляторов;
• Регулирует температуры воздуха в помещениях каскадным способом;
• совместим с термодатчиком на вытяжке;
• оповещает об аварии световой индикацией;
• возможно подключение дистанционного управления;
• контролирует работу воздушного клапана;
• обеспечивает присоединение дополнительных вентиляторов;
• двухфазовый контроль блока компрессор-конденсатор;
• пятифазовый контроль электрообогревателем;
• контролирует камеру смешения;
• предупреждает обмерзание рекуператора и роторного регенератора;
• контролирует увлажнители воздуха;
• программируется на 7 дней;
• контролирует клапан охладителя;
• контролирует заслонки рециркуляции;
• при недостаточной мощности нагревания уменьшает скорость вращения лопастей вентилятора;
• сохраняет данные в памяти после отключения электропитания;
• контролирует над уровнем углекислого газа.

По заказу производители оснащают шкаф для автоматического контроля над вентиляцией дополнительными возможностями:

• работа без датчиков;
• запись отчетов о работе системы;
• рекуперация холода;
• диспетчерский дистанционный или локальный контроль.

Назначение щита управление вентиляцией

Если необходимо включить или настроить бытовую сплит-систему или приборы приточной вентиляции, зафиксированный в отверстии вентканала, то никаких узлов контроля не требуется – каждый прибор регулируется вручную или с пульта д/у.

Но если протяженность сетей большая, а приборы установлены в недоступных местах: в шахтах, на крыше или чердаке, в специально предназначенных нишах внутри стен – то возникает необходимость в монтаже блока дистанционного управления.

Вся информация о работе калориферов, конвекторов, отдельных вентиляторов поступает в единый центр – ЩУВ. Здесь же расположены автоматы, отвечающие за функционирование и регулировку приборов

Современные ЩУВ представляют собой панели с индикаторными регулирующими устройствами или металлические шкафы, которые устанавливают на пол или подвешивают к стене. Для защиты внутреннего наполнения предусмотрены распашные дверки, закрывающиеся на замок. Кроме аббревиатуры ЩУВ можно встретить ШУВ (шкаф).

Основные функции ЩУВ:

• контроль над оборудованием, входящим в системы вентиляции и кондиционирования;
• защита агрегатов от возникновения перегрева, некорректного монтажа и подключения, короткого замыкания;
• регулировка важнейших параметров оборудования, таких как производительность или мощность;
• программирование работы всей системы или отдельных агрегатов на заданный временной промежуток – день, неделю, месяц;
• обеспечение индикации, которая облегчает контроль и регулировку;
• поддержание определенной температуры в различных помещениях, возможность быстрого изменения ее параметров;
• контроль над внутренними стенками воздуховодов и степенью загрязнения фильтров;
• предупреждение сбоев в работе сезонно зависимого оборудования, например, водяных калориферов, которые могут промерзнуть при слишком низкой температуре.

Установка электротехнического щита на предприятии или в жилом здании позволяет обслуживающему персоналу следить за работой оборудования из одного места и быстро реагировать на поломки и остановку отдельных устройств. Приборы, регулирующие устройства пожаротушения и частично отопления, также могут размещаться в этом же шкафу.

Схема установки ШУПВВ. Шкафы могут быть общими, объединяющими все приборы в здании, и обслуживающими отдельный этаж, крыло, цех, секцию и прочее

При возникновении аварийной ситуации, например, возгорания в одном из помещений, остановка вентиляционного оборудования происходит автоматически или вручную – с панели ЩУВ.

Выводы и полезное видео по теме

Как выглядят ШУВ в собранном виде, что входит в состав «начинки», как производится крепление приборов и присоединение проводов, можно увидеть в представленных ниже видеороликах.

Поэтапная сборка и варианты монтажа:

Видеообзор – образец сборки ШУВ с калорифером:

Автоматизация вентиляционной или любой другой системы – процесс ответственный и дорогой. Если неправильно подобрать оборудование или произвести сборку, может возникнуть авария в результате которой пострадают люди, например, на химическом предприятии.

Как минимум, выйдет из строя техника, также дорогостоящая. По этим причинам установкой ЩУВ с начального этапа проектирования и до конца должны заниматься исключительно специалисты.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Делитесь информацией, которая может быть полезна посетителям сайта. Задавайте вопросы, расскажите о том, как монтировали щит управления вентиляционной системой собственными руками, размещайте фото по теме статьи.

Свежий воздух всегда был одним из главных факторов для здоровья человека. Как только построили первое помещение, люди сразу его начали проветривать, тем самым обеспечивая приток наружного воздуха взамен отработанного. Проветривание до начала 19 века производилось естественным путем – через окна и двери. Именно в этот временной промежуток М.В. Ломоносов доказывает «Теорию естественного движения воздуха в каналах и трубах».

Технологии обмена воздушных масс в помещении быстро набирают темп развития после появления центробежных вентиляторов. И в начале XX века с появлением электродвигателей наступает новая эра для систем вентиляции.