Автоматика для воздушных агрегатов

1. ОБЗОР ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ

Применение автоматики для воздушно-отопительных агрегатов позволяет поддерживать заданные параметры воздуха при низких эксплуатационных расходах. Задачей автоматики является минимизация участия человека в управлении оборудованием, так, чтобы роль обслуживающего персонала сводилась только к настройке требуемых значений регулируемых параметров. Все остальное должна обеспечить система управления. В комплект автоматики для воздушно-отопительных агрегатов могут входить:

щит управления ZS
регулятор скорости вращения ARW или RTRD
исполнительные элементы автоматики.

1.1 ЩИТ УПРАВЛЕНИЯ ZS

Щит управления предназначен для управления работой агрегатов с односкоростными, двухскоростными или электродвигателями во взрывобезопасном исполнении. Щит управления включает в себя:

главный выключатель;
устройства защитного отключения;
контакторы, реле;
лампочки индикации (работа/авария)

Применение элементной базы ведущих мировых производителей электроборудования свидетельствует о высокой степени надежности щитов. Вся электроаппаратура установлена внутри щита за защитными панелями, снаружи остаются доступными только включатели электроприводов, регуляторы и лампочки индикации. Все электрические соединения защищены внутри щита так, чтобы обслуживание, техоcмотры и эксплуатационные работы были вполне безопасными.

Преимуществами щитов управления также являются: достаточное пространство для удобного размещения и подсоединения кабелей питания и датчиков к клеммам контактов, высокая безопасность, простота обслуживания, несложный сервис, несложная консервация устройства, а также безопасная и удобная для проведения сервисных работ конструкция. Размер щита зависит от количества подсоединенных к нему агрегатов (к одному щиту можно подключить 1-4 агрегата).

Рис. 1 Размеры щитов ZS

По желанию заказчика, щиты могут быть приспособлены для подсоединения и управления исполнительными элементами автоматики. Все электрические соединения и подключения необходимо выполнить в строгом соответствии с руководством по установке и эксплуатации. Электропитание щита управления подается с главного распределительного щита, оснащенного главный выключатель и дифференциальную защиту.

Щиты типа ZS-…[-1, -2, -3, -4]/1 предназначены для управления агрегатами с однофазными вентиляторами 230В (рис.1) или трехфазными односкоростными электродвигателями, а щиты ZS-…[-1, -2, -3, -4]/2 агрегатами с трехфазными (3~400В, 50Гц) двухскоростными электродвигателями.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.2 РЕГУЛЯТОРЫ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

Трансформаторные 5-ти ступенчатые регуляторы скорости вращения вентиляторов ARW-...[-1,2; -3; -5] для однофазных вентиляторов (1~230В/50Гц) и RTRD... [-2;-4;-7; -14] для трехфазных вентиляторов (3~400В/50Гц) позволяют регулировать производительность по воздуху и тепловую мощность. Регулирование скорости вращения вентиляторов осуществляется вручную. Электропитание к регулятору подается с главного распределительного щита, оснащенного в главный выключатель, дифференциальную защиту и защиту от короткого замыкания. Регуляторы производятся в трех типоразмерах, отличающихся способом подачи электропитания и значением номинального тока.

Рис. 2 Параметры регуляторов ARW Схема электроподключения подана на рис. 14.Рис. 3 Параметры регуляторов RTRD Схема электроподключения подана на рис. 15

К одному регулятору можно подключить только один агрегат, значение номинального тока которого не превышает предельного значения номинального тока регулятора, в противном случае регулятор может повредиться. Регуляторы RTRD оснащены цепью термозащиты электродвигателя, которая управляется сигналом с датчика ТК, встроенного в обмотку двигателя.

Электропитание к регулятору подается с главного распределительного щита, оснащенного в главный выключатель, дифференциальную защиту и защиту от короткого замыкания.

ПЕРЕЧЕНЬ ОДНОФАЗНЫХ АГРЕГАТОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ БЫТЬ ПОДКЛЮЧЕНЫ К ОДНОМУ
РЕГУЛЯТОРУ ARW (1~230В/50Гц) ИЛИ ЩИТУ ZS-.../1

ПЕРЕЧЕНЬ ТРЕХФАЗНЫХ АГРЕГАТОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ БЫТЬ ПОДКЛЮЧЕНЫ К ОДНОМУ
РЕГУЛЯТОРУ RTRD (3~400В/50Гц) ИЛИ ЩИТУ ZS-.../1 и ZS-.../2

1.3 ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Важной функцией системы автоматики является контроль работы отдельных элементов воздушно-отопительных агрегатов, позволяющий оценить правильность их работы и немедленно отреагировать в случае каких-либо сбоев. Процесс регулирования параметра не был бы возможен, если бы регулятор не получал информацию о значении этого параметра и не мог бы его изменить. Именно поэтому необходимы исполнительные элементы, индикаторы и датчики, играющие существенную роль в процессе регулирования, от их параметров зависит и качество регулирования (точность, безаварийность, экономия эксплуатационных затрат и потребления энергии). Все контролирующие и исполнительные элементы, используемые для агрегатов JUWENT производятся компанией SIEMENS, что обеспечивает высокое качество систем автоматики, их длительную и безаварийную работу. Представленные в каталоге исполнительные элементы для воздушно-отопительных агрегатов являются опциональным оборудованием:

термостат против замерзания TPZ1 или TPZ2;
термостат защиты от перегрева электронагревателя RD;
регулятор температуры RT;
комнатный термостат ТР или ТР/IP65;
программируемый комнатный термостат ТРР;
вентили типа V;
электропривод трехходового вентиля MV;
электропривод воздушной заслонки M;
позиционер ZW (предназначен для управления электроприводом воздушной заслонки типа М).

Термостат против замерзания TPZ1 или TPZ2
Для воздушно-отопительных агрегатов с водяным нагревателем, работающих в режиме подогрева наружного холодного воздуха, желательно применять защиту против замерзания теплоносителя в трубках теплообменника. Капиллярная трубка термостата должна быть уложена непосредственно за нагревателем равномерно по его периметру. При падении температуры (даже на коротком отрезке капиллярной трубки) ниже порога срабатывания 5ОС термостат подает сигнал на щит управления, на котором загорается сигнальная лампочка «АВАРИЯ НАГРЕВАТЕЛЯ». Далее щит выключает вентилятор, закрывает воздушную заслонку наружного воздуха и полностью открывает вентиль нагревателя. При повышении температуры на поверхности нагревателя термостат перестает выдавать сигнал аварии и воздушно-отопительный агрегат автоматически возвращается в нормальный режим.

Вместе с комнатным термостатом ТР (ТРР) используются термостаты против замерзания TPZ1, а с регулятором температуры типа RT применяется термостат против замерзания типа TPZ2.

Рис. 4a Параметры термостатов TPZ1Рис. 4б Параметры термостатов TPZ2

Термостат защиты от перегрева электронагревателя RD
Воздушно-отопительные агрегаты с электронагревателем стандартно поставляются в комплекте с термостатом защиты от перегрева электронагревателя. Повышение температуры нагревателя выше установленной безопасной температуры приводит к смене положения контактов в термостате. В результате электронагреватель выключается, а вентилятор продолжает работать до тех пор, пока температура нагревателя не упадет ниже безопасного уровня. Электронагреватель может быть снова включен только при работающем вентиляторе.

Регулятор температуры RT
Регулятор температуры позволяет поддерживать в помещении предварительно выставленную при помощи поворотного указателя температуру в диапазоне 8…30ОС. Регулятор сравнивает температуру внутри помещения (измеряется встроенным датчиком) с заданным значением. В случае возникновения разницы в сравниваемых температурах регулятор формирует выходной сигнал ( 0…10В пост. тока), который подается на электропривод вентиля водяного нагревателя.

Рис. 4 Параметры регулятора RT

Одним регулятором/термостатом в случае применения щита управления можно управлять несколькими воздушно-отопительными агрегатами.

Регуляторы/термостаты не должны монтироваться там, где они могут подвергаться непосредственному излучению (нагревателей, ламп, солнечных лучей), а также в местах возникновения сквозняков (двери и окна), что может привести к ошибочным показаниям температуры.

Комнатный термостат TP, TP/IP65 или TPP
Комнатный термостат (вкл./выкл.) ТР позволяет при помощи поворотного указателя установить требуемую температуру воздуха в помещении в диапазоне 8…30ОС, а комнатный термостат (вкл./выкл.) ТРР позволяет при помощи жидкокристаллического дисплея установить температуру в помещении в диапазоне 8…35ОС в дневном и ночном режимах.

При падении температуры ниже заданной термостат подает сигнал на открытие вентиля и включение вентилятора. При повышении температуры в помещении выше заданной термостат подает сигнал на закрытие вентиля и отключение вентилятора. Термостаты данных типов используются с агрегатами, работающими как на рециркуляционном так и наружном воздухе.

Рис. 7a Термостат ТР или TP/IP65

Рис. 7б Термостат с программатором ТPР

Вентили V
Распределительные вентили широко применяются для регулирования расхода теплоносителя, проходящего через нагреватель воздушно-отопительных агрегатов.

К воздушно-отопительным агрегатам применяются следующие трехходовые вентили:

распределительные с внутренней резьбой V20 и V25 (откр./закр.) Вентили должны монтироваться на подаче теплоносителя. Течение теплоносителя допустимо только в обозначенном направлении: AB→A или AB→B.
смесительные с наружной резьбой V20, V25, V32, V40 и V50. Вентили должны монтироваться на возврате теплоносителя. Течение теплоносителя допустимо только в обозначенном направлении: A и B→AB.

Рис. 8a Вентиль: V (распределительный)

Рис. 8б Вентиль: V (смесительный)

Электропривод для вентиля MV
Электроприводы устанавливаются непосредственно на вентилях, регулируя их непрерывным сигналом 0...10В DC (при помощи регулятор RT) или откр./закр. (при помощи термостата ТР/ТРР). Положение (выдвижение) штока привода пропорционально значению управляющего сигнала с регулятора или термостата.

Электроприводы могут управляться вручную. Применяются для следующих вентилей:

DN15...40 , с номинальным усилием 400N
DN50...150 , с номинальным усилием 1000N

Рис. 10 Электропривод для вентиля MV

ПОДБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ТРЕХХОДОВОГО ВЕНТИЛЯ ДЛЯ ВОЗДУШНО-ОТОПИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ

Электропривод для воздушной заслонки М
Для управления воздушными заслонками наружного воздуха применяются электроприводы (рис.11), задачей которых является установление воздушной заслонки в необходимом положении, а также защита водяного воздухонагревателя от замерзания. В зависимости от способа управления используются два типа электроприводов:

типа откр./закр.;
с плавным регулированием (управляющий сигнал 0…10C). Установка заслонки в нужном положенииосуществляется при подаче управляющего напряжения 0…10В с позиционера ZW.

Рис. 11 Электропривод для воздушной заслонки M

Позиционер ZW
Позиционер позволяет установить воздушную заслонку в каждом нужном положении, что дает возможность точно определить расход наружного воздуха, проходящего через воздушную заслонку. Позиционер может быть установлен внутри щита управления или на его передней панели.

Рис.12 Позиционер ZW

Сервисный выключатель WS
Сервисный выключатель предназначен для выключения двигателя вентилятора с целью проведения сервисных работ. Применение сервисного выключателя предотвращает случайное включение вентилятора и тем самым обеспечивает безопасность обслуживающего персонала.

Рис. 13 Сервисный выключатель WS

2. КАБЕЛИ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ

3. СИСТЕМЫ АВТОМАТИКИ

3.1 СИСТЕМА АВТОМАТИКИ ДЛЯ АГРЕГАТОВ, РАБОТАЮЩИХ НА РЕЦИРКУЛЯЦИИ (только нагрев)

Система автоматики выполняет следующие функции:

регулирование температуры в помещении при помощи термостата вкл./выкл. типа ТР или термостата
с программатором вкл./выкл. типа ТРР;
электропривод вентиля MV типа откр./закр. для автоматического управления вентилем;
регулирование расхода воздуха при помощи регулятора ARW (RTRD) или типа вкл./выкл. с помощью щита ZS.
при использовании одного щита типа ZS-…/1 или ZS-…/2 и комнатного термостата можно управлять несколькими агрегатами, учитывая максимальный номинальный ток регулятора.

3.2 СИСТЕМА АВТОМАТИКИ ДЛЯ АГРЕГАТОВ РАБОТАЮЩИХ НА НАРУЖНОМ И РЕЦИРКУЛЯЦИОННОМ ВОЗДУХЕ (вентиляция и подогрев воздуха)