Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

  Кафедра “Автоматизації теплових і хімічних процесів”  

Основні положення ГОСТ 21.404-85

Умовні цифрові позначення трубопроводів для рідин і газів. Назва середовища що транспортується трубопроводом Позначення. …   Буквенні умовні позначення на функціональних схемах

Тема 2.

СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ.

2.1. Схеми автоматичної сигналізації, захисту і блокування. 2.2. Системи автоматичного керування. 2.3. Системи автоматичного регулювання.

Тема 3.

ВИМІРЮВАННЯ В СИСТЕМАХ ТГВ.

ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ

3.1.Особливості вимірювання вологості.

3.2.Сорбційно-кондуктометричний метод.

3.3. Психрометричний метод.

3.4. Метод точки роси.

3.5. Інші методи.

ВИМІРЮВАННЯ ТА КОНТРОЛЬ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ТА ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГАЗІВ.

3.6.Термомагнітні аналізатори О₂.

3.7.Термокондуктометричний метод аналізу.

3.8.Оптико абсорбційні газоаналізатори.

3.9. Термохімічні газоаналізатори.

3.10. Іонізаційно-полум’яний метод вимірювання концентрацій горючих газів.

ВИМІРЮВАННЯ КІЛЬКОСТІ ЕНЕРГОНОСІЇВ.

3.11.Вимірювання кількості тепла.

3.12.Будова та принцип роботи теплових лічильників.

 

ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ.

Особливості вимірювання вологості.

Абсолютна вологість Wa=mв/V, [Wa]=г/м3 що визначається масою води в одиниці об’єму газу; Парціальний тиск водяної пари Pw,Па, визначається тиском, котрий мала би водяна пара даного об’єму газу, якщо б він…

Сорбційно-кондуктометричний метод вимірювання вологості.

Такий чутливий елемент як правило вмикається в одне з плеч моста. Автоматичні гігрометри побудовані з використанням автоматичних мостів. Вологоміри з перетворювачами обладнаними підігрівом можна застосовувати для вимірювання вологості будь яких газів, що…

Психрометричний метод вимірювання вологості.

При випарюванні вологи зі зволоженої поверхні мокрого термометра його температура понижується. В результаті цього між сухим і мокрим термометрами … виникає різниця температур, що називається психрометричною різницею. Відносна вологість в залежності від психрометричної різниці (tc-tв) виражається залежністю:

Метод точки роси.

При незмінному тиску точка роси не залежить від температури досліджуваного газу. Для визначення моменту наступлення точки роси звично використовують… В автоматичних приладах появу точки роси на дзеркальній поверхні визначають по… Дзеркало охолоджується при допомозі напівпровідникової термоелектричної батареї 4 – при проходженні струму один спай…

ВИМІРЮВАННЯ КІЛЬКОСТІ ЕНЕРГОНОСІЇВ.

Вимірювання кількості тепла.

Втрата тепла q, що відпускається споживачеві за одиницю часу Дж/год, можна описати рівнянням q=Qм(і1-і2)= Qоr(і1-і2), або

Будова та принцип роботи теплових лічильників.

Для реалізації алгоритму обліку тепла, тепломір повинен складатись з давачів температур теплоносія в подаючому і зворотному трубопроводах і також… Розглянемо структурну схему сучасного теплолічильника (рис.3.1), що…    

Тема 4

МІКРОПРОЦЕСОРНІ КОНТРОЛЕРИ

4.2. Технічна реалізація цифрових АСР. 4.3. Супервізорний принцип регулювання.  

Регулюючi прилади "ПРОТАР-110".

Регулюючi програмованi мiкропроцесорнi прилади “ПРОТАР -110” побудованi на основi однокристальної мiкро-ЕОМ типу КР 1816 ВЕ 35 (КМ 1816 ВЕ 48). За… Є двi модифiкацiї приладiв з вбудованим(“ПРОТАР-100”) та… За функцiональними особливостями i призначенням в приладi видiляють декiлька апаратних пристроїв:

Перелiк функцiй, якi виконує прилад.

Функцiї, якi не потребують програмування структури.

· гальванiчне вiдокремлення двох дискретних вхiдних сигналiв(q+, q-); · введення дискретного сигналу заборони qо i блокування неправильних команд… · формування опорної напруги Uоп для живлення потенцiометричних давачiв i задавачiв;

ВИКОНАВЧІ МЕХАНІЗМИ ТА РЕГУЛЮЮЧІ ОРГАНИ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ

5.2. Електромагнітні виконавчі механізми. 5.3. Електромоторні виконавчі механізми. 5.4. Схеми керування і сигналізації положення виконавчих механізмів.

Поршневі виконавчі механізми.

    В циліндрі 1 виконавчого механізму переміщується поршень 2 зі штоком 3.

АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ ГАЗОПОСТАЧАННЯ.

6.2. Автоматизація ГРС (ГРП). 6.3. Автоматизація об’єктів зберігання та розподілу рідких газів.  

Автоматизація об’єктів зберігання та розподілу рідких газів.

Для забезпечення безпечної роботи трубопроводи парової фази обладнуюються запобіжними пружинними клапанами. Також передбачується контроль рівня…   ПРОМИСЛОВІ ПЕЧІ

Тема 8

 

 

Тема 8

8. АВТОМАТИЗАЦІЯ ВЕНТИЛЯЦІЙНИХ СИСТЕМ.

 

8.1. Автоматизація витяжних систем.

8.2. Методи регулювання температури повітря.

8.3. Автоматизація приточних вентиляційних систем.

8.4. Автоматизація повітряних завіс.

 

Принципи автоматизації вентиляційних систем (ВС) залежать перш за все від передбачуваних енергетичних затрат на забезпечення санітарно-гігієнічних вимог і теплового режиму приміщень.

Головними задачами автоматизації ВС є забезпечення в приміщеннях і заданих точках системи необхідної температури, рухомості, чистоти повітряного середовища і необхідного повітрообміну при економній витраті теплової і електричної енергії.

 

8.1. Автоматизація витяжних систем.

Для найпростіших витяжних вентиляційних систем (ВВС), кількість котрих в сучасних будівлях і спорудах досить велика, основною підсистемою автоматизації є дистанційне керування приводом вентилятора. При наявності поворотних заслінок або «утепленого» клапана в системі необхідно забезпечити блокування: радіальний вентилятор пускається зі закритою сіткою, осьовий з відкритою. В залежності від вимог технологічного процесу який обслуговує ВВС послідовність включення ВВС і обладнання може бути різною. Для збереження повітряного балансу в ряді випадків необхідна синхронізація витяжних і приточних систем.

Важливу категорію представляють аварійні ВВС, котрі повинні автоматично вмикатись при раптовому поступленні в повітря шкідливих і вибухонебезпечних речовин.

В приміщеннях встановлюють автоматичні давачі-газоаналізатори гранично-допустимих концентрацій, які забезпечують автоматичний пуск ВВС. Крім того аварійна ВВС повинна автоматично включатись при зупинці будь-якої з систем.

За вимогами технології і для економії електроенергії використовуються комбіновані ВВС, у котрих механічна витяжка об’єднана з природною.

Розглянемо ФСА такої ВВС, у якої додатково встановлено фільтр оснащений системою самоочищення ФРУ. Його електропривод блокується з пуском вентилятора В. Поворотні заслінки РО1 і РО2 встановлені так, що при аварійній зупинці або по закінченні роботи, автоматично відкривається заслінка котра забезпечує відкриття заслінки природної вентиляції РО1, котра при допомозі сервомотора відкривається, а заслінка РО2 закривається. Схема передбачує місцеве і дистанційне керування, вибір котрого здійснюється перемикачем HS, а також контроль за роботою установки при допомозі реле потоку повітря FS, розміщеного на повітропроводі. Необхідність такого контролю диктується небезпекою роботи вентилятора при закритій заслінці, коли сигналізація про його включений стан не буде відповідати нормальній роботі системи.

 

 

 

8.2. Методи регулювання температури повітря.

Для забезпечення заданого температурного режиму для вентиляції приміщень застосовують два основних способи регулювання, коли зовнішнє повітря проходить через повітропідігрівач або змішується у відповідній пропорції з реиркуляційним. При наявності регульованого параметру температури повітря і регулюючого (теплоносій) середовищ, керуюча дія може бути направлена може бути направлена на зміну витрати теплоносія через теплообмінник, на зміну теплової потужності повітронагрівача або об’єму повітря що проходить через систему підігріву.

Алгоритм керування визначається видом теплоносія.

 

 

 

 

 

 

Електронагрівачі , як правило, працюють в позиційному режимі зі ступеневим переключенням секцій нагріву.

Розташовувати давачі температури в приміщенні необхідно в місцях з достатньою циркуляцією, але слід захищати від струмин приточного повітря і опромінення від нагрітих і холодних поверхонь. Такий спосіб встановлення рекомендується, коли закономірності зміни температурного режиму носять випадковий характер (рис.10.2.б). Якщо тепловиділення стаціонарні і зміни температури наперед відомі, давачі температури можна встановлювати в повітропроводах(рис.10.2а,в). Таке встановлення рекомендується при роботі одної установки на декілька приміщень.

 

 

8.3. Автоматизація приточних вентиляційних систем.

Крім основних підсистем дистанційного керування, блокування і автоматичного регулювання (управління) температурою повітря, для функціювання приточних вентиляційних систем (ПВС) необхідно додатково ще передбачити контури автоматизації.

Автоматичне включення резервного вентилятора передбачується при подачі повітря в тамбури-шлюзи вибухонебезпечних виробництв.

При наявності рециркуляційної двохвентиляторної системи необхідно передбачити систему блокування щоб забезпечити їх сумісну роботу а також сигналізацію відхилень і нормальної роботи.

В деяких ПВС при низьких температурах зовнішнього повітря і відносно малій витраті (при низькій температурі ) теплоносія може виникнути загроза замерзання води в повітропідігрівачі. Щоб не виникало таких ситуацій, слід передбачити технологічний захист. Коли температура води понизиться до 30⁰С, а зовнішнього повітря буде меншою 3⁰С, система захисту повинна відключити вентилятор, закрити утеплений клапан, відкрити клапан подачі теплоносія до повітропідігрівача, включити електропрогрів утепленого клапана. В захисті немає необхідності, якщо температура зовнішнього і рециркульованого повітря в усьому діапазоні додатня.

 

На рис.8.7. Схема керування приточною вентиляцією з калориферами що гріються гарячою водою. Головним параметром регулювання цієї системи є температури повітря після вентилятора. Другою важливою проблемою є захист калорифера від замерзання в зимовий час. Для вирішення цих задач передбачені два термометри опору ТЕ, один з термометрів встановлено на початку повітропроводу,інший на трубопроводі після калорифера або в приміщенні. Регулювання здійснюється двома позиційними регуляторами. Якщо температура повітря нижча 3-4°С, а температура гріючої води нижча 20-30°С, позиційні регулятори дають команду на відключення вентилятора, закривають заслінку на повітряпроводі і відкривають клапан на трубопроводі гріючої води. При відключенні венткамери система захисту періодично прогріває калорифер шляхом пропускання гарячої води.

Якщо в якості теплоносія використовується пара, то в калорифері нагрівається тільки частина повітря. Інша частина повітря подається безпосередньо у всмоктуючу магістраль вентилятора. Система захисту в такому випадку повинна забезпечити закриття клапана на магістралі пари при повному закритті заслінки основного потоку повітря.

На рис.8.8. показана схема регулювання калорифера з чотирма секціями рівної потужності. Два позиційних регулятори здійснюють включення-відключення секцій в залежності від температури повітря в приміщенні і за вентилятором.

8.4. Автоматизація повітряних завіс.

При автоматизації повітряних завіс вирішуються наступні задачі:

1.Пуск і зупинка завіси здійснюється відповідно при відкритті і закритті воріт;

2.Зміна витрати вентилятора повітряної завіси взалежності від температури зовнішнього повітря;

3.Зміна тепловіддачі калориферів завіси взалежності від температури зовнішнього повітря або температури повітря в приміщенні біля воріт;

4.Зупинка завіси і одночасне автоматичне відключення подачі теплоносія в калорифері.

Включення і відключення завіси здійснюється при допомозі кінцевого вимикача воріт. Регулятор при підвищенні температури повітря в зоні воріт діє на виконавчий механізм регулюючого клапана, зменшуючи подачу теплоносія в калорифер, а при пониженні температури повітря відкривається збільшуючи витрату теплоносія. При закритих воротах, у випадку пониження температури повітря в приміщенні, терморегулятор включає в роботу завісу. При відключенні електродвигуна вентилятора теплової завіси автоматично спрацьовує виконавчий механізм регулюючого органу, що перекриває подачу теплоносія до калорифера. ФСА теплової завіси показана на рис.8.9.

 

 

 

Тема 9.

АВТОМАТИЗАЦІЯ СИСТЕМ КОНДИЦІЮВАННЯ ПОВІТРЯ.

9.2. Автоматизація систем кондиціювання повітря. 9.3. Принципи і методи регулювання вологості в СКП. 9.4. Управління кондиціонером по температурі точки роси.

Телемеханіка. Основні поняття.

Використання пристроїв телемеханіки у виробничих процесах дозволяє збільшити число застосованих інженерних пристроїв, зменшити кількість… Для виконання всіх необхідних функцій в телемеханіці існує наступний поділ на… -телевимірювання, котрі передають на необхідну відстань значення вимірюваних величин, необхідні оператору, а також для…