Автоматизированная система управления микроклиматом жилых помещений. АС управления микроклиматом. Управления
 Скачать 2.26 Mb.
|
Глава 2. Автоматизация управления микроклиматом в доме2.1. Назначение систем управления микроклиматом Важную роль в регулировке температуры, влажности и свежести воздуха в помещении, а также освещенности, играют системы управления микроклиматом. Для обеспечения комфортного пребывания людей в каждом современном доме установлены системы кондиционирования, вентиляции и отопления. Слаженную работу всех этих систем обеспечивает автоматизированная система управления. Она управляет всеми инженерными коммуникациями в зависимости от заданных параметров и условий в помещении. Такая система корректирует, регулирует и поддерживает необходимые параметры при изменении температуры, влажности, освещенности и в зависимости от того есть ли люди в помещении. Обобщенная схема такой системы приведена на рис. 2.1.  Рис. 2.1. Обобщенная схема системы управления микроклиматом Автоматизированная система управления микроклиматом создает самые комфортные условия для отдыха. Она обеспечит приятную прохладу в течении ночи, а под утро станет немного теплее. Если в доме много гостей, то система автоматически усилит приток свежего воздуха по системе вентиляции, что обеспечит свежесть и комфорт в помещении. Система управления микроклиматом в зависимости от заданных параметров выберет оптимальный и экономичный вариант в подборе оборудования (теплые полы, радиаторы отопления, электроконвертеры, система кондиционирования) и мощности его работы для обеспечения поддержания установленных условий микроклимата. Благодаря автоматизированной системе управления параметры микроклимата поддерживаются независимо от условий внешней окружающей среды. Это позволяет подобрать необходимые параметры в зависимости от времени года, наружной температуры, а также резких климатических и погодных изменений. Когда начнется дождь или подует сильный ветер, окна автоматически закроются. А при жаркой солнечной погоде автоматика самостоятельно прикроет жалюзи и включит систему кондиционирования. Автоматизированная система позволяет экономить энергоресурсы. Когда человек уходит из дома и извещает об этом систему, она переходит в режим экономичного энергопотребления, только поддерживая минимально необходимые параметры. За пару часов до возвращения человека домой автоматизированная система выйдет на номинальные параметры и доведет условия микроклимата до необходимых. Также есть возможность удаленного управления параметрами микроклимата с помощью телефона или интернета. В любое удобное время пользователь может зайти в систему управления и отрегулировать необходимые параметры или время включения определённой системы или оборудования. Использование автоматизированной системы управления микроклиматом имеет следующие преимущества: централизованное и автоматическое управления всеми системами в доме; возможность регулирования как общего микроклимата в доме так и индивидуально в каждой комнате; согласованная работа систем отопления, вентиляции и кондиционирования; поддержание необходимых специфических параметров температуры и влажности в помещениях погреба, галереи и библиотеки; возможность удаленного управления микроклиматом в доме с помощью телефона или через Интернет; автоматизированная система управления микроклиматом обеспечивает экономию энергоресурсов до 40%. Поручивавтоматизированной системе управления контролировать микроклимат можно не погружаться в тонкости управления и регулирования инженерными системами, останется только наслаждаться уютом и комфортным пребыванием в своем доме. 2.2. Методика индивидуального управления микроклиматом Здоровье, самочувствие и комфорт жильцов значительно зависят от микроклимата в доме. Комфортная температура окружающей среды, поступление достаточного количества свежего воздуха, относительная влажность и освещенность это обязательные условия, которые обеспечивают комфорт при нахождении в помещении [3]. Для установления определенных параметров микроклимата непосредственно в каждой комнате дома можно с успехом использовать системы автоматики (рис. 2.2). При этом можно индивидуально выставить необходимый уровень влажности, температуры, освещенности и количество притока свежего воздуха. Для этого необходимо установить с помощью сенсорной панели или пульта дистанционного управления желаемые параметры микроклимата. Система автоматики сама задаст параметры работы для обеспечения поставленной задачи. Автоматизированная система обеспечит контроль и поддержание всех параметров в течении заданного времени функционирования.  Рис. 2.2. Общая схема автоматизированного управления микроклиматом В системе существует возможность установки оптимальных параметров в каждой комнате дома при уменьшении или увеличении наружной температуры. Рассмотрим пример. При охлаждении воздуха в помещении появляется необходимость его подогрева. Автоматизированная система в первую очередь включает радиаторы отопления. В том случае если радиаторы не справляются с поставленной задачей, также включаются теплые полы, кондиционеры в режим отопления и фанкойлы. Фанкойл – это устройство, предназначенное для охлаждения или нагрева воздуха за счет циркулирующего через теплообменник тепло-хладоносителя. Система автоматизации выбирает оптимальный режим для обеспечения определённых параметров микроклимата. Система вентиляции и кондиционирования аналогично управляются системой автоматизации. Для обеспечения комфортной температуры и свежести воздуха необходимо своевременно включать вытяжную и приточную систему вентиляции, кондиционер или систему отопления. При использовании автоматизированной системы пользователю не понадобится контролировать и своевременно включать климатическое оборудование. Уровень влажности воздуха в помещении играет значительную роль, особенно в зимний период, когда система отопления его высушивает. Автоматизированная система контролирует и регулирует данный фактор также с помощью увлажнителей, работающих интегрировано ссистемой вентиляции, т.е. поддерживает влажность. Для обеспечения комфорта комнатных растений и цветов система автоматики в период отсутствия людей повышает уровень влажности в помещении, а когда люди присутствуют система понижает и нормализует влажность до комфортного уровня. В системе автоматизации микроклимата предусмотрены оптимальные режимы работы: экономичный, когда в помещении отсутствуют люди; комфортный дневной, номинальный режим работы всех систем; комфортный ночной, когда в течении ночи создаётся приятная прохлада для хорошего отдыха, а под утро температура воздуха немного повышается. При использовании автоматизированной системы управления есть возможность создать индивидуальный микроклимат непосредственно для каждой комнаты вашего дома. Она позволяет экономить энергоресурсы благодаря оптимальному выбору систем для поддержания параметров микроклимата. 2.3. Автоматизация управления вентиляцией и кондиционированием Система управления вентиляцией и кондиционированием представляет собой совокупность технических средств, которые работают по заданному алгоритму и управляют микроклиматом в помещении (рис. 2.3). Автоматизированная система управления контролирует такие параметры как температура, влажность, скорость воздухообмена, уровень ионизации и чистоты воздуха. Система автоматического управления позволяет людям находиться в комфортных условиях, а оборудованию работать в номинальных технических условиях.  Рис. 2.3. Система управления вентиляцией и кондиционированием. При небольших размерах помещений для обеспечения воздухообмена достаточно часто выбирают приточную вентиляционную систему. Такая система состоит из приточной установки и воздуховодов. Система управления для приточных вентиляционных систем является очень простой. Но в тоже время автоматика системы вентиляции позволяет осуществлять плавное управление микроклиматом в помещении. При этом все оборудование имеет небольшие габариты и привлекательный внешний вид. Приведем перечень полезных функций, реализуемых системой автоматического управления оборудованием вентиляционных систем: автоматический контроль и поддержание климатических условий в помещении. К ним относятся температура, влажность, давление в воздуховодах и другие параметры; система управления позволяет задавать необходимые параметры микроклимата в определенное время суток. Например, прогревать помещение вечером, перед приходом хозяина с работы, в течении ночи поддерживать необходимые параметры, а с утра переводить оборудование в режим экономного потребления энергии; функция оптимального управления, благодаря которой происходит рациональное использование энергоресурсов и работа оборудования в номинальных режимах, что позволяет продлить его срок службы; интегрированное управление всеми инженерными системами позволяет качественно и надежно управлять всем зданием; системы автоматизации просты в настройке и эксплуатации. Это позволяет избавиться от рутинных операций и обеспечить надежный контроль системы в целом. Экраны контролеров и операторские панели сигнализируют о состоянии системы и позволяют своевременно выявить неисправности. Система автоматического управления кондиционированием позволяет регулировать такие возможности как обеспечение забора воздуха, контроль и регулирование температуры поступающего воздуха, контроль температуры теплоносителя, контроль температуры воздуха в помещении, контроль загрязненности фильтров, контроль от остановки вентилятора, защита от коротких замыканий и аномальных режимов электросети, защита калорифера от перегрева. В соответствии с набором функциональных блоков системы кондиционирования можно разработать необходимую систему автоматического управления. В настоящее время, при проектировании климатических систем, большое внимание уделяется энергосбережению. При этом существенное значение имеет надежность и простота управления климатическим оборудованием. 2.4. Методика управления температурой с помощью термостата При значительном повышении цены на газ для населения, много пользователей автономных систем отопления стали задумываться о способах при помощи которых, есть возможность увеличить экономичность своей системы отопления и соответственно экономить средства при оплате газа. Существуют различные способы экономии газа в системе отопления. Рассмотрим один из способов, а именно установку комнатного термостата, который обеспечивает рациональное использование энергоресурсов в системе отопления.  Рис. 2.4. Комнатный термостат. Комнатный термостат(терморегулятор) один из ряда приборов, предназначенных для обладателей автономных отопительных котлов, в которых для управления котлом используется электронная плата с разъемом для подключения внешнего термостата. К таким относятся все современные отопительные котлы, которые и устанавливаются в современных системах отопления. Устройства для управления температурой в доме, можно условно разделить на два вида: комнатные термостаты, а также программаторы. Принцип действия термостата заключается в том, что он включает и выключает котел в зависимости от температуры воздуха и заданной температуры на нем. Отличием программаторов является то, что в них предусмотрена функция программирования, благодаря которой есть возможность автоматически изменять температуру воздуха в помещении на протяжении суток и даже недель. Комнатный термостат – это устройство, которое предназначено для поддержания необходимой температуры воздуха в помещении. Если рассмотреть систему автоматики котла, то становится понятно, что управление котлом осуществляется по температуре теплоносителя. Из этого следует, что изменяя температуру на регуляторе котла, пользователь задает его работу относительно температуры теплоносителя в трубах системы отопления. Однако, такая схема работы не всегда эффективна. Рассмотрим пример, в котором для отопления однокомнатной квартиры установлен стандартный котел мощностью 24 кВт. Система состоит из трех радиаторов и чтобы прогреть её, котлу понадобится несколько минут, после чего радиаторы быстро охлаждаются, что требует нового включения котла. Подобная эксплуатация приводит к существенному количеству включений и выключений оборудования. Такой режим работы увеличивает расход газа и негативно сказывается на самом котле. А вот при установке и подключению к автоматике котла комнатного термостата режим работы будет зависеть от температуры воздуха в помещении, где непосредственно установлен термостат. Это обеспечит оптимальную работу котла. Управление комнатным термостатом, как правило, осуществляется механически, необходимая температура выставляется при помощи вращения регулятора. Для подключения механического комнатного термостата понадобится проложить двухжильный провод от котла до непосредственного места установки термостата. 2.5. Управления температурой с помощью программатора Программатор — это прибор похожий на термостат, но у него есть значительное отличие. В программаторе есть возможность устанавливать необходимую температуру с привязкой до времени суток и к дням недели.  Рис. 2.5. Программатор. Обычно в программаторе установлены две заводские настройки температур, с условными названиями «День» и «Ночь». Однако, имеется возможность настройки температур в соответствии с необходимыми параметрам, кроме того имеется возможность задать температуру в помещении с учетом времени суток. Это означает, что можно задать программу работы системы отопления таким образом, чтоб максимальная температура в помещении поддерживалась не 24 часа в сутки, а только когда это необходимо. Это приводит к уменьшению расходов на отопление. Например, при правильной настройке термостата и поддержании температуры воздуха на уровне 24°С в течении семи часов в сутки, а в остальное время подогревая воздух только до 21°С можно сэкономить до 20% газа. Это ощущается всеми пользователями оборудования, использующими данную функцию. Важно также, что экономия средств, необходимых для оплаты газа, достигается без ощущения дискомфорта. В случае, когда нет возможности провести провода до программатора, имеется возможность использования беспроводных моделей, которые передают сигнал по радиоканалу. Беспроводные программаторы также предпочтительно использовать в тех случаях, когда пользователь может указать оптимальное место для его установки. |