Автоматизация холодильной установки и системы кондиционирования воздуха

Автоматизация холодильной установки и системы кондиционирования воздуха

Температура Воздуха в грузовых трюмах и танках (отсеках) специализированных судов (рефрижераторов), в провизионных камерах и специальных холодильных шкафах судов транспортного и технического флота должна поддерживаться на определенном уровне в зависимости от вида продуктов и сроков их хранения. Для поддержания в том или ином помещении температуры ниже температуры окружающей среды необходимо отводить от него теплоту, которую вносят в охлаждаемое помещение средства вентиляции, электроосвещение, люди, свежая порция неохлажденных продуктов и т. д. В основу получения низких температур в холодильных агрегатах положен процесс кипения рабочего тела. При определенных условиях этот процесс изменения агрегатного состояния тела сопровождается отбором теплоты от охлаждаемой среды.

Комплекс механизмов, теплообменных аппаратов и трубопроводов, включенных в холодильный агрегат, образуют замкнутую систему, по которой прокачивается жидкость (хладагент), обладающая свойством переходить в парообразное состояние при низких температурах и давлениях. Для перехода жидкого тела в парообразное состояние к нему, как известно, должно быть подведено определенное количество теплоты. Хладагент в процессе парообразования отбирает теплоту от окружающего теплообменный аппарат воздуха, что и приводит к снижению температуры в охлаждаемых помещениях. В качестве холодильных агентов используют вещества, кипящие при низкой температуре и атмосферном давлении, безопасные для жизни и здоровья человека, инертные по отношению к конструкционным материалам, обладающие химической стойкостью, противопожарными, взрывобезопасными свойствами и другими характеристиками. Чаще всего в качестве хладагентов холодильных агрегатов используют аммиак (NH3), дифтордихлорметан (CFC12) И дифтормонохлорметан (CHF2CI). На рефрижераторных судах в качестве хладагента применяют, как правило, аммиак или дифтордихлорметан (хладон 12), а на судах транспортного и технического флота — хладон 12 и дифтормонохлорметан (хладон 22).

Кондиционерах воздух подогревается паровыми, водяными или электрическими калориферами. При нагревании относительная влажность воздуха уменьшается. Увлажнение воздуха достигается добавлением в него распыленной воды или пара. Для этого служит увлажнитель. Более широкое применение из-за простоты исполнения, надежности и эффективности получило увлажнение воздуха паром. Паровой увлажнитель представляет собой

заглушенную с одного конца трубу с отверстиями. На трубах воздухоохладителя при работе кондиционера оседают капельки воды. Поток воздуха захватывает их и уносит в каналы СКВ. Чрезмерное насыщение воздуха влагой нежелательно, так как она вызывает интенсивную коррозию воздухопроводов и приводит к выходу из строя доводочных воздухораспределителей. Поэтому кондиционеры оборудуют отделителями влаги (элиминаторами) из гофрированных зигзагообразных пластин. Воздушный поток, проходя по извилистым каналам элиминатора, совершает многократный поворот, и капли влаги отбрасываются на поверхность гофрированных пластин. Задержанная влага стекает по пластинам в поддон, откуда периодически удаляется. На подводящих магистралях воздухоохладителя, калорифера и увлажнителя смонтированы соответственно клапаны, которые через специальные реле обеспечивают автоматическое регулирование температуры и влажности воздуха.

На пассажирских судах чехословацкой постройки проекта ОЛ-400 типа «В. Куйбышев» смонтирована центрально-местная высокоскоростная одноканальная система кондиционирования, включающая три хладоновых холодильных агрегата, паровой котел, девять центральных кондиционеров, каждый из которых обслуживает определенную группу помещений, каютные доводочные воздухораспределители, средства автоматизации и другое оборудование. Из кондиционируемых помещений воздух удаляется через специальные вытяжные шкафчики с помощью девяти вытяжных станций.

Одноканальной центрально-местной высоко- и низкоскоростной СКВ оборудованы и суда проекта 301 постройки ГДР типа «Владимир Ильич». Низкоскоростная СКВ обслуживает столовую и общественные помещения. Воздух из центральных кондиционеров по магистральным воздухопроводам поступает в каюты через доводочные эжекционные воздухораспределители, температуру воздуха в которых регулируют вручную.

Автоматизация системы вентиляции и кондиционирования производственного цеха на заводе «Пластик» (г. Тула) — УКЦ

В 2010 году российский холдинг «Сибур», в рамках реализации крупных инвестиционных проектов, приступил к реконструкции входящего в него предприятия ОАО «Пластик». Этот химический комплекс — единственный в России изготовитель АБС-пластика, крупнейший поставщик полимерного ­сырья и изделий из него. Он выпускает высококачественный стирол, фенопласт, детали для автомобильной промышленности и машиностроения, товары бытового назначения.

Проект реконструкции систем вентиляции, кондиционирования, холодоснабжения и их автоматизации для ОАО «Пластик» выполнил один из старейших проектных институтов России — ОАО «ГИПРОИВ». Поставку климатической техники и изготовление систем автоматики взяло на себя ООО «Вентрейд».

Реконструированная система вентиляции производственного цеха выполнена на базе четырех центральных кондиционеров серии AirTwin TR500 производства Wesper c общим расходом воздуха 165 000 м3/ч. В качестве холодильных машин для секций охлаждения используются два моноблочных чиллера наружной установки SLS3002 (рис. 1). Об этой серии подробно рассказывалось в журнале «Мира климата» № 63.

Согласно проекту, в цехе необходимо круглогодично поддерживать температуру воздуха, равную 18 °C, и относительную влажность 50 %. Для выполнения этих требований центральные кондиционеры оснащены системой автоматики VentLogic производства ООО «Вентрейд» (рис. 2), принципиальная схема которой представлена на рисунке 3. Рассмотрим алгоритм ее работы.

Рис. 2. Шкаф автоматического управления

Вентиляция в цехе работает в двух сезонных режимах — «Зима» и «Лето». По показаниям датчиков температуры ТЕ5 и влажности МЕ1 наружного воздуха посредством преобразователя, установленного в шкафу автоматики, рассчитывается энтальпия. Если ее значение превышает 42 кДж/кг, система переключается в режим охлаждения («Лето»), если же оно меньше 40 кДж/кг — в режим адиабатного увлажнения и последующего догрева («Зима»).

Регулирование теплопроизводительности водяных нагревателей осуществляется двухходовыми клапанами Y2 и Y4, установленными на обратном трубопроводе. Там же установлен трехходовый клапан Y3, регулирующий холодопроизводительность водяного охладителя. Степень открытия клапанов определяется электрическим сигналом напряжением от 0 до 10 В, поступающим от программируемого логического контроллера (ПЛК).

Фактическая температура и влажность в производственном помещении измеряются датчиком ТМЕ1. По его показаниям осущест­вляется корректировка настроек регулятора, управлющего приводом водяного клапана Y7 второго нагревателя.

При сигнале пожарной тревоги выключается приточный вентилятор П1 и закрывается воздушная заслонка приточного воздуха Y1. Чтобы предотвратить замерзание теплообменника, в режиме «Зима» циркуляционный насос на водяном калорифере продолжает работать, обеспечивая подачу теплоносителя. Обратная температура регулируется степенью открытия водяного клапана Y2.

Если фильтр приточного воздуховода засорится, сработает дифференциальное реле давления PDS1. Реле PDS2 сработает при обрыве ремня вентилятора П1. На случай засорения системы дренажа увлажнителя и возможного перелива воды в поддоне установлен поплавковый датчик уровня LE1.

Рис. 3. Принципиальная схема автоматики

Замерзание и «залипание» входной воздушной заслонки Y1 предотвращает греющий термокабель, периодически включающийся, когда система не работает. Если система включена, то после открытия воздушной заслонки Y1 термокабель отключается.

На электродвигателях приточных вентиляторов установлены устройства плавного пуска.

Теперь подробнее о каждом режиме:

Режим «Зима»

При подаче сигнала на включение центрального кондиционера в режиме «Зима» двухходовой клапан Y2 на первом нагревателе открывается на 100 %, прогревая теплообменник и канал приточного воздуховода. После этого включается греющий термокабель заслонки приточного воздуха Y1. Через 5 минут включается приточный вентилятор П1 и открывается воздушная заслонка Y1.

Защита от замерзания водяного калорифера выполнена на базе термостата TS1 с капиллярной трубкой и датчика температуры в обратном трубопроводе TE1. Если температура воздуха на выходе опускается ниже 6 °C или обратная вода становится холоднее 30 °C, полностью открывается водяной клапан Y2 первого водяного нагревателя и останавливается приточный вентилятор П1. При неработающей системе и закрытой заслонке наружного воздуха Y1 регулируется степень открытия водяного клапана Y2, поддерживая температуру обратной воды.

Если при неработающей установке температура воздуха перед первым водяным нагревателем опускается ниже 3°C, то для предотвращения замораживания теплообменника клапан Y2 полностью открывается.

В режиме «Зима» воздух подогревается первым водяным нагревателем, а затем увлажняется адиабатным увлажнителем. Его точка росы регулируется степенью открытия водяного клапана Y2 по сигналу датчика температуры TE3, расположенного за увлажнителем. Увлажненный воздух подогревается до установленной температуры вторым нагревателем. Его производительность зависит от показаний канального датчика температуры TE4.

Режим «Лето»

В режиме «Лето» сигнал на включение центрального кондиционера открывает заслонку приточного воздуха Y1 и включает приточный вентилятор П1.

Воздух в этом режиме охлаждается и осушается водяным охладителем методом переохлаждения воздуха и подогревается до комфортных значений вторым водяным нагревателем. Точка росы устанавливается путем регулирования степени открытия водяного клапана Y3 на охладителе по датчику средней температуры TE3. Производительность водяного нагревателя регулируется клапаном Y4 по датчику температуры TE4 в канале воздуховода.

При изготовлении шкафа автоматического управления (ШАУ) компания ООО «Вентрейд» использует комплектующие ведущих мировых производителей: автоматы и контакторы ABB , реле Finder, частотные преобразователи и устройства плавного пуска Schneider Electric, приводы Belimo, датчики температуры Regin, насосы Wilo.

Контроллер Pixel, установленный в шкафах VentLogic, несмотря на низкую стоимость, является полноценным мозговым центром для управления установкой — в нем есть таймер, журнал аварий и другие полезные функции.

Все щиты в обязательном порядке тестируются на стенде, где контролируется правильность сборки и работы алгоритма. Благодаря этому компания уверена в надежности своей продукции, качество которой проверено временем. До сих пор ни один контроллер не вышел из строя по вине производителя.

Э4 — Холодильная, криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения

В 2021 году кафедра Э4 проводит набор
— по специальности 16.05.01 «Специальные системы жизнеобеспечения»;
— по направлению подготовки 16.03.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения» (бакалавр);
— на магистерские программы по направлению подготовки 16.04.03 «Холодильная, криогенная техника и системы жизнеобеспечения»:
— «Холодильная техника и технологии»,
— «Криогенная техника и технологии»,
— «Системы кондиционирования воздуха»,
— «Регулирование и автоматизация холодильных установок и систем кондиционирования»,
— «Системы жизнеобеспечения».

В начале XX века в России появляется практический интерес к искусственному охлаждению, а для наиболее дальновидных умов проясняется задача необходимости зарождения отечественной холодильной промышленности. На II Международном конгрессе по холоду, состоявшемся в Вене в 1910 г. с участием России, было принято решение о необходимости подготовки инженеров по холодильной технике.

Первые лекции по холодильным машинам были прочитаны в ИМТУ в 1910 г. профессором . В 1912 г. , выпускник ИМТУ, направляется в Германию для изучения зарубежного опыта в этой области. По возвращении в Россию (1913−1914 г.) он организует холодильную лабораторию ИМТУ. В начале 1920 г. организует кафедру холодильных машин, получает звание профессора по этой кафедре и становится ее заведующим. С этого года и отсчитывается время деятельности кафедры холодильной и криогенной техники. С самого начала работы кафедра быстро развивалась. В 1933 г. начал читать в МВТУ совершенно новый в то время курс «Глубокое охлаждение». Первый выпуск инженеров по этой специализации состоялся в 1934 г.

Перед Великой Отечественной войной занялся организацией в МВТУ лаборатории глубокого холода, которую удалось сформировать в самые тяжелые для страны дни войны. можно по праву считать создателем в МВТУ первой в нашей стране вузовской школы криогенщиков.

В 1944 г. была организована новая специализация по компрессоростроению и кафедра стала называться «Холодильные и компрессорные машины и установки» (ХКМ). На кафедре начал работать выдающийся конструктор и педагог .

В 1957 г. по инициативе профессора была создана специализация по кондиционированию воздуха, а несколько позднее — по микрокриогенной технике и системам жизнеобеспечения (профессор Г. И. Воронин). работал главным конструктором НПО «Наука» и заведующим кафедрой в 1963—1987 годах.

На кафедре обучают дисциплинам по темам: «Научные основы специальности», «Объемные компрессорные расширительные машины», «Турбомашины низкотемпературной техники», «Теоретические основы холодильной техники», «Основы теории кондиционирования», «Криогенные системы», «Системы ожижения и разделения газов», «Теория и расчет циклов криогенных систем», «Тепло и массообменные устройства», «Машины и аппараты криогенных установок», «Сверхпроводящие устройства» и др.

В число предприятий, на которых студенты кафедры проходят практики и стажировки, входят: ОАО МКБ «Факел» (г. Химки), ОАО «Остров» (г. Москва), НПО «Наука» (г. Москва), ОАО НПО «Криогенмаш» (г. Балашиха), ООО «Арсенал- Климат» (г. Москва), Институт механики (МГУ им. М.В. Ломоносова), Институт Физических проблем им. (г. Москва).

Студенты Э4 активно заняты в научно-исследовательской работе, среди тем исследования наиболее интересны «Энтропийный анализ низкотемпературных установок», «Системы получения редких газов», «Современные системы кондиционирования», «Исследование процессов в перспективных областях криогенной техники», «Низкотемпературные технологии для экологии», «Озонобезопасные хладагенты», «Специальные системы жизнеобеспечения», «Криомедицинский инструмент», «Холодильные технологии хранения и переработки пищевых продуктов», «Моделирование процессов тепломассообменов в низкотемпературных установках» и др.

Наши выпускники являются сотрудниками ведущих фирм в своих отраслях:

• Вентиляция и кондиционирование: (НПО «Наука», CIAT, DAICHI, Procter & Gamble, Ланта-вент);
• Криогенная техника: (ОАО «Криогенмаш», НПО «Наука», НПО «Гелиймаш», RedMountain Energy, ГУЗ «БСК ДЗМ», Консорциум «Альба», Криотрейд, Фермилаб (Fermilab), Linde, Air Liquide);
• Холодильная техника: (ОАО «Холодмаш», «JohnsonControls», Аврора-сервис (Weiss Umwelttechnik GmbH), ГНУ ВНИХИ. Россельхозакадемия (Холодтехсервис), ЗАО «Остров-комплект», «Керриер Рифриджерейшн», ООО «ОлексхолдингМ», НПО «Наука», Грассо).

В настоящее время ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по темам: «Разработка научных методов и технология получения изотопов инертных газов с целью создания их промышленного производства для биомаркеров нового поколения» (Проект фонда Сколково); «Интенсификация процессов тепло- и массопереноса в криогенных разделительных аппаратах за счет применения контактных поверхностей нового поколения» (Sultzer Cemtech); «Разработка и создание методов энтропийно- статистического анализа установок ожижения природного газа»; «Микрокриогенные газовые машины»; «Фундаментальные исследования аномалий теплопроводности ниобия при температурах ниже 2К».

Автоматизация систем кондиционирования

Сущность современной установки кондиционирования воздуха. Классификация типов систем кондиционирования. Основные узлы и устройство кондиционера. Автоматизация систем кондиционирования. Этапы разработки технологических систем кондиционирования воздуха.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	доклад
Язык	русский
Дата добавления	08.06.2012
Размер файла	46,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизация систем кондиционирования

Автоматизация систем кондиционирования

Кондиционирование воздуха относится к наиболее современным и технически совершенным способам создания и поддержания в помещении комфортных для человека условий и оптимальных параметров воздушной среды для производственных процессов, обеспечения длительной сохранности ценностей культуры и искусства в общественных зданиях и т.п. Кондиционирование воздуха является большим достижением науки и техники в деле создания искусственного климата в закрытых помещениях.

Кондиционемр — это устройство для поддержания оптимальных климатических условий в квартирах, домах, офисах, автомобилях, а также для очистки воздуха в помещении от нежелательных частиц. Предназначен для снижения температуры воздуха в помещении при жаре, или (реже) — повышении температуры воздуха в холодное время года в помещении.

Современная установка кондиционирования воздуха представляет собой комплекс технических средств, служащих для приготовления, перемещения и распределения воздуха, автоматического регулирования параметров, дистанционного контроля и управления.

Кондиционера подразделяются на:

· Мобильные — кондиционеры, не требующие монтажа; для использования достаточно вывести гибкий шланг или особый блок из помещения для отвода тёплого воздуха. Конденсат обычно скапливается в поддоне в нижней части мобильного кондиционера.

· Моноблочный кондиционер — новый тип кондиционеров, для использования необходимо два отверстия в стене. Преимущества: простой монтаж и обслуживание, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы, низкий уровень шума. Недостаток: высокая цена

· Оконные — состоящие из одного блока; монтируются в окне, стене и прочее. Недостатки: высокий уровень шума, уменьшение освещённости помещения из-за сокращения площади оконного проёма. Преимущества: дешевизна, лёгкость монтажа и последующего обслуживания, отсутствие разъёмных соединений во фреоновой магистрали и, как следствие, отсутствие утечки фреона, максимально возможный коэффициент полезного действия, длительный срок службы.

· Сплит-системы (англ. split — расщепление) — состоят из двух блоков, внутреннего и наружного размещения, соединённых между собой трассой фреонопровода (обычно используются медные трубки). Наружный блок содержит (подобнохолодильнику) компрессор, конденсатор, дроссель и вентилятор; внутренний блок — испаритель и вентилятор. Различаются по типу исполнения внутреннего блока: настенный, канальный, кассетный, напольно-подпотолочный (универсальный тип), колонный и другие.

· Мульти-сплит системы — состоят из наружного блока и нескольких, чаще двух, внутренних блоков, связанных между собой трассой фреонопровода. Как и обычные, сплиты различаются по типу исполнения внутренних блоков.

Основными узлами любого местного автономного кондиционера (как и любой холодильной установки) являются:

· компрессор — сжимает рабочую среду — хладагент (как правило, фреон) и поддерживает его движение по холодильному контуру;

· конденсатор — радиатор, расположенный во внешнем блоке. Название отражает процесс, происходящий при работе кондиционера — переход фреона из газообразной фазы в жидкую (конденсация). Для высокой эффективности и длительной эксплуатации преимущественно изготавливается из меди и алюминия;

· испаритель — радиатор, расположенный во внутреннем блоке. В испарителе фреон переходит из жидкой фазы в газообразную (испарение). Также в основном изготавливается из меди и алюминия;

· (терморегулирующий вентиль) — трубопроводный дроссель, который понижает давление фреона перед испарителем;

· вентиляторы — создают поток воздуха, обдувающего испаритель и конденсатор. Используются для более интенсивного теплообмена с окружающим воздухом.

1 — конденсатор 2 — терморегулирующий вентиль;3 — испаритель;4 — компрессор

Автоматизация систем кондиционирования

Автоматизация кондиционирования позволяет поддерживать с большой точностью стабильность среды, ее программное изменение, контроль, защиту, сигнализацию, а при необходимости — устранение аварийных ситуаций.

Автоматизация кондиционирования имеет свою специфику, так как состав воздуха зависит от химических и климатических параметров и может требоваться их регулирование в широком диапазоне. Различают летний и зимний режимы.

Систему кондиционирования воздуха можно представить как систему автоматического регулирования с последовательным включением отдельных звеньев, предназначенных для достижения одной цели — сохранения в помещениях температуры или относительной влажности, или все это одновременно. Важным способом автоматизации является правильный выбор места установки датчиков.

Создание системы обычно начинают с разработки технологического плана помещения и выделения различных зон, влияющих на микроклимат. Далее идет этап разработки технологии приготовления воздуха по заданным параметрам: подогрев до установленной температуры точки росы, фильтрация, увлажнение и догрев до требуемых параметров.

Особым условием кондиционирования является охлаждение воздуха в заданных пределах. Существует два способа охлаждения: сухой и мокрый. При первом способе охлаждение воздуха происходит путем пропускания холодной воды через калориферы. При этом влагосодержание остается неизменным. Второй способ заключается в охлаждении воздуха в оросительных камерах при одновременном повышении его влагосодержания. Хладоносителем может быть вода.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие кондиционера, история его появления и развития, классификация и разновидности исполнения. Основные узлы и принцип работы, этапы цикла охлаждения, контроль влажности воздуха. Характеристика современных систем кондиционирования для ресторанов.

контрольная работа [461,0 K], добавлен 18.02.2011

Классификация систем кондиционирования воздуха, принципиальная схема прямоточной системы. Тепловой баланс производственного помещения. Расчёт процессов обработки воздуха в системе кондиционирования. Разработка схемы воздухораспределения в помещении.

курсовая работа [3,9 M], добавлен 04.06.2011

Характеристика основных типов кондиционеров: бытовые, полупромышленные и системы промышленного кондиционирования и вентиляции. Расчет необходимой мощности кондиционера. Эксплуатация кондиционера и монтаж. Центральные системы кондиционирования воздуха.

контрольная работа [26,5 K], добавлен 08.12.2010

Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Определение углового коэффициента луча процесса в помещении. Выбор схем воздухораспределения. Определение допустимой, рабочей разности температур. Построение схемы процессов кондиционирования воздуха.

курсовая работа [39,6 K], добавлен 06.05.2009

Изучение истории кондиционирования. У.Х. Кэрриер – отец кондиционирования, который открыл рациональную психометрическую формулу, стоящую в основе всех основных расчетов в отрасли кондиционирования воздуха. История компании Carrier и типы оборудования.

реферат [501,6 K], добавлен 16.11.2010

Анализ основных требований к системам кондиционирования воздуха. Основное оборудование для приготовления и перемещения воздуха. Сведения о центральных кондиционерах и их классификация. Конструкция и принцип работы их основных секций и отдельных агрегатов.

дипломная работа [12,3 M], добавлен 01.09.2010

Расчет тепло- и влагопоступлений в летний и зимний периоды. Определение расхода воздуха и агрегатов центрального кондиционера: поверхностного воздухоохладителя, оросительной камеры, секции догрева. Регулирование параметров системы кондиционирования.