Układy automatyki nowoczesnych central klimatyzacyjnych z

Gdańsk, 04.12.2007r.
Automatyka chłodnicza
Politechnika Gdańska
Wydział Mechaniczny
Temat pt.:
„Układy automatyki nowoczesnych central
klimatyzacyjnych z odzyskiem ciepła: budowa + działanie
+ przykłady rozwiązań”.
Część III
Wykonał:
Piotr Herrmann
Specjalność: SiUChiKl
1
Spis treści:
1. Wstęp……………………………………………………………….……3
2. Układ automatyki centrali nawiewnej z nagrzewnicą wodną i chłodnicą
freonową oraz recyrkulacją………………………………………….…...3
3. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
elektryczną z recyrkulacją………………………………………………...5
4. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i
wymiennikiem obrotowym (bez regulacji obrotów)……………………...6
5. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą wodną i
wymiennikiem krzyŜowym……………………………………………….8
6. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
elektryczną i wymiennikiem krzyŜowym……………………………….10
7. Zabezpieczenia nagrzewnicy elektrycznej przed nadmiernym wzrostem
temperatury……………………………………………………………...12
8. Literatura…………………………………………………………….......12
2
1. Wstęp:
Układ automatyki urządzeń klimatyzacyjnych słuŜy do automatycznego
sterowania procesami realizujących czynności nadzoru i wpływających na
przebieg tych procesów w taki sposób, aby osiągnięte zostały zamierzone cele.
Natomiast sterowanie jest procesem przebiegającym w układzie wydzielonym,
w którym jedna lub więcej wielkości wejściowych oddziałuje na wielkości
wyjściowe. KaŜdy automatyczny system sterowania składa się z obiektu
regulacji i urządzenia sterującego (regulatora). Pod nazwą regulator rozumie się
urządzenie, które utrzymuje w sposób zautomatyzowany pewien stan fizyczny
na określonym poziomie, odpowiednio do wcześniejszych nastaw. W
najprostszej formie zespala się razem czujnik pomiarowy i regulator, uzyskując
termostat, higrostat lub presostat. Nowoczesne systemy zawierają
pneumatyczne, elektryczne lub mikroelektryczne regulatory, połączone z
oddzielnymi czujnikami pomiarowymi i nastawnikami (aparatami
peryferyjnymi).
Elementy słuŜące do odzysku ciepła to:
• Recyrkulacja,
• Wymienniki krzyŜowe,
• Wymienniki obrotowe,
• Pompa ciepła,
• Inne.
2. Układ automatyki centrali nawiewnej z nagrzewnicą wodną i
chłodnicą freonową oraz recyrkulacją:
3
Elementy automatyki centrali:
• XD/1-01 – siłownik przepustnicy nawiewu
• XD/1-02 – siłownik przepustnicy recyrkulacji
• DPS/1-01 – presostat filtra
• XV/1-01 – zawór 3-drogowy nagrzewnicy
• TS/1-01 – termostat przeciwzamroŜeniowy
• DPS/1-02 – presostat wentylatora
• XM/1-01 – silnik wentylatora
• TT/1-01 – kanałowy czujnik temperatury
• TT/1-02 – pomieszczeniowy czujnik temperatury
Zasada działania centrali:
Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC.
Siłowniki przepustnic po włączeniu centrali do pracy na sygnał czujników
temperatury sterują stopniem recyrkulacji powietrza. Gdy siłowniki ustawią
maksymalny dopuszczalny stopień recyrkulacji, a temperatura będzie za niska
otwarty zostanie siłownik zaworu XV/1-01. Przy wzroście temperatury
pomieszczenia uruchomiony będzie freonowy agregat chłodniczy. Kanałowy
czujnik temperatury TT/1-01 kontroluje minimalną temperaturę nawiewanego
powietrza, natomiast pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/1-02 reguluje
temperaturę wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą
spadnie poniŜej 5 ºC termostat przeciwzamroŜeniowy TS/1-01 wyłączy pracę
centrali, zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do
nagrzewnicy. Gdy centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie,
4
otworzy się tylko zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/1-01 informuje o
nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/1-02, przy spadku spręŜu na
wentylatorze wyłączy pracę instalacji.
3. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
elektryczną z recyrkulacją:
5
Elementy automatyki centrali:
• XD/2-01 – siłownik przepustnicy nawiewu
• XD/2-02 – siłownik przepustnicy wyciągu
• XD/2-03 – siłownik przepustnicy recyrkulacji
• XV/2-02 – zawór 3-drogowy chłodnicy
• TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 – termostaty zabezpieczające
• DPS/2-01 – presostat filtra
• DPS/2-01 – presostat wentylatora nawiewu
• DPS/2-02 – presostat wentylatora wyciągu
• XM/2-01 – silnik wentylatora nawiewu
• XM/2-02 – silnik wentylatora wyciągu
• TT/2-01 – kanałowy czujnik temperatury
• TT/2-02 – pomieszczeniowy czujnik temperatury
Zasada działania centrali:
Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC. Na sygnał
czujników temperatury siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy
wyciągu XD/2-02 otwierają się po włączeniu centrali do pracy i sterują
stopniem recyrkulacji powietrza i gdy ustawią maksymalny dopuszczalny
stopień recyrkulacji, a temperatura będzie za niska, włączone zostanie zasilanie
grzałek elektrycznych nagrzewnicy. Przy wzroście temperatury pomieszczenia
otworzy się zawór chłodnicy XV/2-02. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01
6
ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast
pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę
wentylowanego pomieszczenia. Termostaty TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3
zabezpieczają przed nadmiernym wzrostem temperatury nagrzewnicy. Presostat
DPS/2-01 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02,
DPS/2-03 przy spadku spręŜu na wentylatorze wyłączy pracę instalacji.
4. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
wodną i wymiennikiem obrotowym (bez regulacji obrotów):
7
Elementy automatyki centrali:
• XD/2-01 – siłownik przepustnicy nawiewu
• XD/2-02 – siłownik przepustnicy wyciągu
• DPS/2-01 – presostat filtra nawiewu
• DPS/2-02 – presostat wentylatora nawiewu
• DPS/2-03 – presostat wentylatora wyciągu
• DPS/2-04 – presostat filtra wyciągu
• DPS/2-05 – presostat wymiennika obrotowego
• XV/2-01 – zawór 3-drogowy nagrzewnicy
• TS/2-01 – termostat przeciwzamroŜeniowy
• XM/2-01 – silnik wentylatora nawiewu
• XM/2-02 – silnik wentylatora wyciągu
• XM/2-03 – silnik wymiennika obrotowego
• TT/2-01 – kanałowy czujnik temperatury
• TT/2-02 – pomieszczeniowy czujnik temperatury
Zasada działania centrali:
Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC.
Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02
otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał z czujników temperatury
regulator włącza lub wyłącza pracę wymiennika obrotowego w zaleŜności od
temperatury pomieszczenia, a gdy mimo jego ciągłej pracy w pomieszczeniu
będzie nadal zimno, otwarty zostanie zawór dolotowy wody do nagrzewnicy
przy pomocy siłownika XV/2-01. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01
ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast
pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę
8
wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie
poniŜej 5 ºC termostat przeciwzamroŜeniowy TS/2-01 wyłączy pracę centrali,
zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy
centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie, otworzy się tylko
zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym
zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŜu na
wentylatorze wyłączy pracę instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie
oszronienia wymiennika obrotowego wyłączy przepływ zimnego powietrza
przez wymiennik do czasu jego odszronienia.
5. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
wodną i wymiennikiem krzyŜowym:
9
Elementy automatyki centrali:
• XD/2-01 – siłownik przepustnicy nawiewu
• XD/2-02 – siłownik przepustnicy wyciągu
• XD/2-03 – siłownik przepustnicy wymiennika krzyŜowego
• DPS/2-01 – presostat filtra nawiewu
• DPS/2-02 – presostat wentylatora nawiewu
• DPS/2-03 – presostat wentylatora wyciągu
• DPS/2-04 – presostat filtra wyciągu
• DPS/2-05 – presostat wymiennika krzyŜowego
• XV/2-01 – zawór 3-drogowy nagrzewnicy
• TS/2-01 – termostat przeciwzamroŜeniowy
• XM/2-01 – silnik wentylatora nawiewu
• XM/2-02 – silnik wentylatora wyciągu
• TT/2-01 – kanałowy czujnik temperatury
• TT/2-02 – pomieszczeniowy czujnik temperatury
Zasada działania centrali:
Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC.
Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02
otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał czujników temperatury
regulator steruje stopniem odzysku wymiennika krzyŜowego przy pomocy
siłownika przepustnicy XD/2-02 i gdy ustawi maksymalny przepływ przez
wymiennik krzyŜowy, a temperatura będzie za niska, otwarty zostanie zawór
10
przy pomocy siłownika XV/2-01. Kanałowy czujnik temperatury TT/2-01
ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast
pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę
wentylowanego pomieszczenia. Gdy temperatura za nagrzewnicą spadnie
poniŜej 5 ºC termostat przeciwzamroŜeniowy TS/2-01 wyłączy pracę centrali,
zamknie przepustnice i otworzy dopływ wody grzewczej do nagrzewnicy. Gdy
centrala nie pracuje, a temperatura za nagrzewnicą spadnie, otworzy się tylko
zawór nagrzewnicy. Presostat DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym
zanieczyszczeniu filtra. Presostat DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŜu na
wentylatorze wyłączy pracę instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie
oszronienia wymiennika krzyŜowego wyłączy przepływ zimnego powietrza
przez wymiennik do czasu jego odszronienia.
6. Układ automatyki centrali nawiewno-wyciągowej z nagrzewnicą
elektryczną i wymiennikiem krzyŜowym:
11
Elementy automatyki centrali:
• XD/2-01 – siłownik przepustnicy nawiewu
• XD/2-02 – siłownik przepustnicy wyciągu
• XD/2-03 – siłownik przepustnicy wymiennika krzyŜowego
• TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3 – termostaty zabezpieczające
• DPS/2-01 – presostat filtra nawiewu
• DPS/2-02 – presostat wentylatora nawiewu
• DPS/2-03 – presostat wentylatora wyciągu
• DPS/2-04 – presostat filtra wyciągu
• DPS/2-05 – presostat wymiennika krzyŜowego
• XM/2-01 – silnik wentylatora nawiewu
• XM/2-02 – silnik wentylatora wyciągu
• TT/2-01 – kanałowy czujnik temperatury
• TT/2-02 – pomieszczeniowy czujnik temperatury
Zasada działania centrali:
Pracą centrali klimatyzacyjnej steruje rozdzielnica elektryczna RC.
Siłowniki przepustnicy nawiewu XD/2-01 i przepustnicy wyciągu XD/2-02
otwierają się po włączeniu centrali do pracy. Na sygnał czujników temperatury
regulator steruje stopniem odzysku wymiennika krzyŜowego przy pomocy
siłownika przepustnicy XD/2-03 i gdy ustawi maksymalny przepływ przez
wymiennik krzyŜowy, a temperatura będzie za niska, włączone zostanie
zasilanie grzałek elektrycznych nagrzewnicy. Kanałowy czujnik temperatury
TT/2-01 ustawia minimalną temperaturę nawiewanego powietrza, natomiast
pomieszczeniowy czujnik temperatury TT/2-02 reguluje temperaturę
12
wentylowanego pomieszczenia. Termostaty TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3
zabezpieczają przed nadmiernym wzrostem temperatury nagrzewnicy. Presostat
DPS/2-01, DPS/2-04 informuje o nadmiernym zanieczyszczeniu filtra. Presostat
DPS/2-02, DPS/2-03 przy spadku spręŜu na wentylatorze wyłączy pracę
instalacji. Presostat DPS/2-05 w momencie oszronienia wymiennika
krzyŜowego wyłączy przepływ zimnego powietrza przez wymiennik do czasu
jego odszronienia.
7. Zabezpieczenia nagrzewnicy elektrycznej przed nadmiernym wzrostem
temperatury:
Do zabezpieczenia nagrzewnicy przed przegrzaniem wykorzystane są
termostaty: TS/1, TS/2-1, TS/2-2, TS/3.
• Termostat oznaczony symbolem TS/1 i nastawiony na temperaturę 40 ºC,
przy wzroście temperatury wyłącza zasilanie wszystkich stopni
nagrzewnicy, a po ostygnięciu włącza je ponownie.
• Termostat oznaczony symbolem TS/3 blokuje moŜliwość wyłączenia
wentylatorów, gdy temperatura nagrzewnicy wzrośnie powyŜej 75 ºC.
• Termostaty oznaczone symbolami TS/2-1 i TS/2-2, wyłączają pracę
wszystkich stopni nagrzewnicy przy wzroście temperatury nagrzewnicy
do 90 ºC. Stan ten jest sygnalizowany lampką „Awaria nagrzewnicy”.
Ponowne włączenie do pracy moŜe nastąpić po ręcznym skasowaniu
alarmu.
8. Literatura:
• Bonca Z., „Automatyka chłodnicza i klimatyzacyjna’’ Gdynia 1993
• Recknagel…, „Poradnik Ogrzewanie+Klimatyzacja” Gdańsk 1994
• Katalog firmowy VBW Clima Engineering
13