Fabrika havalandırmasının matematiksel modellemesi. Endüstriyel binaların havalandırma sürecinin matematiksel modeli, otomasyon ekipmanı ve kontrollerinin seçimi ve tanımı Havalandırma sistemlerinin matematiksel modeli

İyi çalışmalarınızı bilgi tabanına gönderin basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, yüksek lisans öğrencileri, bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan genç bilim adamları size çok minnettar olacaktır.

Benzer Belgeler

Sistem temelleri otomatik kontrol besleme ve egzoz havalandırması, yapısı ve matematiksel açıklaması. Teçhizat teknolojik süreç. Regülatörün seçimi ve hesaplanması. ATS stabilite çalışması, kalitesinin göstergeleri.

dönem ödevi, 16/02/2011 eklendi

Genel özellikleri ve amaç, besleme ve egzoz havalandırması için otomatik kontrol sisteminin pratik uygulama alanları. Düzenleme sürecinin otomasyonu, ilkeleri ve uygulama aşamaları. Fon seçimi ve ekonomik gerekçeleri.

tez, eklendi 04/10/2011

Mevcut tipik havalandırma otomasyon şemalarının analizi üretim mağazaları. Havalandırma işleminin matematiksel modeli endüstriyel tesisler, otomasyon araçları ve kontrollerinin seçimi ve açıklaması. Bir otomasyon projesinin maliyetinin hesaplanması.

tez, eklendi 06/11/2012

Karşılaştırmalı analiz soğutma kulelerinin standart tasarımlarının teknik özellikleri. Su temin sistemlerinin elemanları ve sınıflandırılması. Su geri dönüşüm sürecinin matematiksel modeli, otomasyon ekipmanı ve kontrollerinin seçimi ve tanımı.

tez, eklendi 09/04/2013

Petrol boru hattının genel özellikleri. Alanın iklimsel ve jeolojik özellikleri. Pompa istasyonunun ana planı. Ana pompalama ve rezervuar parkı PS-3 "Almetyevsk". Pompa atölyesinin besleme ve egzoz havalandırma sisteminin hesaplanması.

tez, eklendi 04/17/2013

Dekoratif bir baston için bir tasarım projesinin gelişiminin analizi. Armaların incelenmesiyle ilgilenen özel bir disiplin olarak armalar. Balmumu modelleri için takım yapma yöntemleri. Eritme bölümü için tedarik ve egzoz havalandırmasının hesaplanması aşamaları.

tez, eklendi 01/26/2013

Bir otomasyon nesnesi olarak kurulumun tanımı, teknolojik süreci iyileştirme seçenekleri. Kompleksin elemanlarının hesaplanması ve seçimi teknik araçlar. Otomatik kontrol sisteminin hesaplanması. Uygulama geliştirme yazılım.

tez, eklendi 24.11.2014

Bu bölümde, kontrol sistemini oluşturan ana unsurları açıklayacağız, onlara teknik bir tanım ve matematiksel bir tanım vereceğiz. Geliştirilen sisteme daha yakından bakalım. otomatik düzenlemeısıtıcıdan geçen besleme havasının sıcaklığı. Eğitimin ana ürünü hava sıcaklığı olduğundan, mezuniyet projesi çerçevesinde, matematiksel modellerin inşası ve sirkülasyon ve hava akışı süreçlerinin modellenmesi ihmal edilebilir. Ayrıca, ACS PVV'nin işleyişinin bu matematiksel doğrulaması, bina mimarisinin özellikleri nedeniyle ihmal edilebilir - dış hazırlıksız havanın atölyelere ve depolara yuvalar ve boşluklar yoluyla akışı önemlidir. Bu nedenle, herhangi bir hava akış hızında, bu atölyedeki işçiler arasında “oksijen açlığı” durumu pratik olarak imkansızdır.

Bu nedenle, odadaki termodinamik bir hava dağılımı modelinin inşasını ve ayrıca ACS'nin hava akışı açısından matematiksel tanımını, uygunsuzluklarından dolayı ihmal ediyoruz. Besleme havası sıcaklığı ACS'nin gelişimi üzerinde daha ayrıntılı duralım. Aslında, bu sistemüfleme havası sıcaklığına bağlı olarak hava savunma damperi konumunun otomatik olarak kontrol edilmesini sağlayan bir sistemdir. Düzenleme, değerlerin dengelenmesi yöntemiyle orantılı bir yasadır.

ACS'de yer alan ana unsurları sunalım, onlara vereceğiz özellikler, yönetimlerinin özelliklerini ortaya çıkarmaya olanak tanır. Ekipman seçimi ve otomasyon araçlarının seçimiyle yönlendiriliyoruz. teknik pasaportlar ve eski sistemin önceki mühendislik hesaplamaları ile deney ve testlerin sonuçları.

Besleme ve egzoz santrifüj fanları

Geleneksel bir santrifüj fan, dönüş sırasında girişten giren havanın kanatlar arasındaki kanallara girdiği ve merkezkaç kuvvetinin etkisi altında bu kanallardan hareket ettiği, spiral bir kasada bulunan çalışma bıçaklarına sahip bir tekerlektir. muhafazası ve çıkışına yönlendirilmiştir. Muhafaza ayrıca dinamik kafayı statik kafaya dönüştürmeye de hizmet eder. Basıncı arttırmak için kasanın arkasına bir difüzör yerleştirilmiştir. Şek. 4.1, bir santrifüj fanın genel bir görünümünü gösterir.

Geleneksel bir santrifüj tekerlek, bıçaklardan, bir arka diskten, bir göbekten ve bir ön diskten oluşur. Tekerleği mile oturtmak için tasarlanmış dökme veya tornalanmış bir göbek arka diske perçinlenir, vidalanır veya kaynaklanır. Bıçaklar diske perçinlenmiştir. Bıçakların ön kenarları genellikle ön halkaya takılır.

Spiral muhafazalar çelik sacdan yapılmıştır ve fanların yanında bağımsız desteklere monte edilmiştir. düşük güç yataklara bağlanırlar.

Tekerlek döndüğünde motora verilen enerjinin bir kısmı havaya aktarılır. Tekerleğin oluşturduğu basınç, havanın yoğunluğuna bağlıdır, geometrik şekil bıçakların uçlarında bıçaklar ve çevresel hız.

Santrifüj fanların kanatlarının çıkış kenarları öne, radyal ve geriye doğru bükülebilir. Yakın zamana kadar, bıçakların kenarları esas olarak öne eğildi, çünkü bu, küçülmeyi mümkün kıldı. boyutlar hayranlar. Günümüzde, geriye eğik kanatlı çarklar sıklıkla bulunur, çünkü bu, verimliliği artırmaya izin verir. fan.

Pirinç. 4.1

Fanları kontrol ederken, darbesiz giriş sağlamak için çıkış (hava yönünde) kanat kenarlarının her zaman çarkın dönüş yönünün tersi yönde bükülmesi gerektiği unutulmamalıdır.

Aynı fanlar, dönüş hızını değiştirirken, yalnızca fanın özelliklerine ve dönüş hızına değil, aynı zamanda bunlara bağlı hava kanallarına da bağlı olarak farklı bir beslemeye sahip olabilir ve farklı basınçlar geliştirebilir.

Fan özellikleri, çalışmasının ana parametreleri arasındaki ilişkiyi ifade eder. Tam karakteristik sabit bir şaft hızındaki fan (n \u003d const), Q beslemesi ve P basıncı, N gücü ve verimlilik arasındaki bağımlılıklarla ifade edilir P (Q), N (Q) ve T (Q) bağımlılıkları genellikle aynı grafik. Bir hayran seçerler. Karakteristik testler temelinde oluşturulmuştur. Şek. 4.2, uygulama sahasında besleme fanı olarak kullanılan VTS-4-76-16 santrifüj fanının aerodinamik özelliklerini gösterir.

Pirinç. 4.2

Fan kapasitesi 70.000 m3/h veya 19.4 m3/s'dir. Fan mili hızı - 720 rpm. veya 75.36 rad/s, sürücü gücü endüksiyon motoru fan 35 kW'dır.

Fan açık havada esiyor atmosferik havaısıtıcının içine. Hava ile hava arasındaki ısı alışverişi sonucunda sıcak su eşanjörün borularından geçirilerek geçen hava ısıtılır.

VTS-4-76 No. 16 fanının çalışma modunu düzenleme şemasını düşünün. Şek. 4.3 verildi fonksiyonel diyagram hız kontrolü olduğunda fan ünitesi.

Pirinç. 4.3

Fanın transfer fonksiyonu, fanın aerodinamik özelliklerine göre belirlenen bir kazanç olarak temsil edilebilir (Şekil 4.2). Çalışma noktasındaki fan amplifikasyon faktörü 1.819 m3/s'dir (mümkün olan minimum, deneysel olarak belirlenmiştir).

Pirinç. 4.4

deneysel uygulamak için bulundu gerekli modlar fanın çalışması, kontrol frekans dönüştürücüsüne aşağıdaki voltaj değerleri sağlanmalıdır (Tablo 4.1):

Tablo 4.1 Besleme havalandırması çalışma modları

Aynı zamanda hem besleme hem de egzoz bölümlerinin fanlarının elektrik motorunun güvenilirliğini artırmak için çalışma modlarını maksimum performansla ayarlamaya gerek yoktur. Deneysel çalışmanın görevi, aşağıda hesaplanan hava değişim oranı normlarının gözlemleneceği bu tür kontrol voltajlarını bulmaktı.

Egzoz havalandırması, VC-4-76-12 (n=350 rpm'de 28.000 m3/sa kapasiteli, asenkron sürücü gücü N=19.5 kW) ve VC-4-76-10 (kapasitesi 20.000 m3/sa) olmak üzere üç santrifüj fan ile temsil edilir. n=270 rpm, asenkron sürücü gücü N=12,5 kW). Havalandırmanın egzoz dalı beslemesine benzer şekilde, kontrol voltajlarının değerleri deneysel olarak elde edildi (Tablo 4.2).

Atölyelerde "oksijen açlığı" durumunu önlemek için, seçilen fan çalışma modları için hava değişim oranlarını hesaplıyoruz. Şu koşulu sağlamalıdır:

Tablo 4.2 Egzoz havalandırmasının çalışma modları

Hesaplamada binanın mimarisinin (duvarlar, tavanlar) yanı sıra dışarıdan gelen besleme havasını da ihmal ediyoruz.

Havalandırma amaçlı odaların boyutları: 150x40x10 m, odanın toplam hacmi 60.000 m3'tür. Gerekli besleme havası hacmi 66.000 m3 / s'dir (1.1 katsayısı için, dışarıdan hava girişi dikkate alınmadığından minimum olarak seçilmiştir). Besleme fanının seçilen çalışma modlarının ayarlanan koşulu sağladığı açıktır.

Toplam egzoz havası hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.

Egzoz dalını hesaplamak için "acil durum çıkarma" modları seçilir. 1.1 düzeltme faktörü dikkate alındığında (acil durum çalışma modu mümkün olan en az olarak alındığından), egzoz havasının hacmi 67,76 m3 / saate eşit olacaktır. Bu değer, (4.2) koşulunu, izin verilen hatalar ve önceden kabul edilen rezervasyonların sınırları dahilinde karşılar, bu, seçilen fan çalışma modlarının hava değişim oranını sağlama görevi ile başa çıkacağı anlamına gelir.

Ayrıca fanların elektrik motorlarında aşırı ısınmaya karşı yerleşik bir koruma (termostat) vardır. Motor sıcaklığı yükseldiğinde termostat röle kontağı motoru durduracaktır. Fark basınç sensörü, elektrik motorunun durduğunu kaydedecek ve kontrol paneline bir sinyal verecektir. PVV'nin ACS'sinin fan motorlarının acil durdurmasına yanıt vermesini sağlamak gerekir.

Belgelendirme komitesinin sevgili üyeleri, amacı üretim atölyelerinin tedariği ve egzoz havalandırması için bir otomatik kontrol sisteminin geliştirilmesi olan nihai kalifikasyon çalışmasını dikkatinize sunuyorum.

Otomasyonun bunlardan biri olduğunu biliyoruz. kritik faktörler verimlilik artışı endüstriyel üretim, ürün ve hizmet kalitesini artırmak. Otomasyon kapsamının sürekli genişlemesi, endüstrinin ana özelliklerinden biridir. bu aşama. Geliştirilen mezuniyet projesi, gelişen "akıllı" binalar, yani insan yaşamının koşullarının teknik yollarla kontrol edildiği nesneler inşa etme konseptini devralma fikirlerinden biridir.

Tasarımda çözülmesi gereken ana görevler, uygulama sahasındaki - VOMZ OJSC'nin üretim atölyeleri - mevcut havalandırma sisteminin verimliliğini sağlamak için modernizasyonu (enerji ve ısı tüketiminde tasarruf, sistem bakım maliyetlerinin azaltılması, arıza süresinin azaltılması) , çalışma alanlarında rahat bir mikro iklim ve hava temizliği sağlamak, çalışabilirlik ve stabilite, acil/kritik modlarda sistemin güvenilirliği.

Bitirme projesinde ele alınan sorun, PVV'nin mevcut kontrol sisteminin eskimesi ve teknik eskimesinden (aşınma ve yıpranma) kaynaklanmaktadır. IPV'nin yapımında kullanılan dağıtılmış ilke, merkezi kontrol olasılığını (durumun başlatılması ve izlenmesi) hariç tutar. Açık bir sistem başlatma/durdurma algoritmasının olmaması da sistemi insan hataları nedeniyle güvenilmez hale getirir ve acil durum çalışma modlarının olmaması, çözülmekte olan görevlerle ilgili olarak sistemi kararsız hale getirir.

Diploma tasarımı sorununun önemi, çalışanların solunum yolu ve soğuk algınlığı insidansındaki genel artıştan, emek verimliliğindeki genel düşüşten ve bu alandaki ürünlerin kalitesinden kaynaklanmaktadır. Yeni bir ACS PVV'nin geliştirilmesi, doğrudan fabrikanın kalite politikası (ISO 9000) ve ayrıca fabrika ekipmanlarının modernizasyonu ve atölyeler için yaşam destek sistemlerinin otomasyonu programları ile ilgilidir.

Sistemin merkezi kontrol elemanı, pazarlama araştırması sonuçlarına göre seçilen mikrodenetleyici ve ekipmana sahip bir otomasyon kabinidir (poster 1). Pek çok pazar teklifi var, ancak seçilen ekipman en az muadilleri kadar iyi. Önemli bir kriter, ekipmanın maliyeti, enerji tüketimi ve koruyucu performansıydı.

IPV'nin otomasyonunun fonksiyonel şeması çizim 1'de gösterilmektedir. ACS'nin tasarımında merkezi yaklaşım, sistemin gerektiğinde karma bir yaklaşıma göre mobil olarak uygulamaya getirilmesine izin veren ana yaklaşım olarak seçilmiştir. bu, diğer endüstriyel ağlarla gönderme ve iletişim olasılığını ima eder. Merkezi yaklaşım oldukça ölçeklenebilir, yeterince esnektir - tüm bu kalite özellikleri, seçilen mikrodenetleyici - WAGO I / O Sistemi ve kontrol programının uygulanması tarafından belirlenir.

Tasarım sırasında otomasyon elemanları seçildi - yürütme mekanizmaları, sensörler, seçim kriteri işlevsellik, kritik modlarda çalışma kararlılığı, parametrenin ölçüm / kontrol aralığı, kurulum özellikleri, sinyal çıkış formu, çalışma modlarıydı. Ana Matematiksel modeller ve üç yollu vananın damperinin konumunun kontrolü ile hava sıcaklığı kontrol sisteminin çalışmasını simüle etti. Simülasyon, VisSim ortamında gerçekleştirilmiştir.

Düzenleme için, kontrollü değerler alanında "parametre dengeleme" yöntemi seçilmiştir. Kontrol yasası olarak orantısal seçilmiştir, çünkü hiçbir yüksek talepler sistemin doğruluğuna ve hızına ve giriş/çıkış değerlerinin aralıkları küçüktür. Kontrolör işlevleri, kontrol programına uygun olarak kontrolör portlarından biri tarafından gerçekleştirilir. Bu bloğun simülasyon sonuçları poster 2'de sunulmuştur.

Sistem çalışma algoritması çizim 2'de gösterilmiştir. Bu algoritmayı uygulayan kontrol programı, fonksiyonel bloklardan, bir sabitler bloğundan, standart ve özel fonksiyonlardan oluşur. Sistemin esnekliği ve ölçeklenebilirliği hem programatik (FB'lerin, sabitlerin, etiketlerin ve geçişlerin kullanımı, programın kontrolör belleğinde kompaktlığı) hem de teknik olarak (giriş/çıkış portlarının ekonomik kullanımı, yedekli portlar) sağlanmaktadır.

Acil durum modlarında (aşırı ısınma, fan arızası, hipotermi, filtre tıkanması, yangın) programlı olarak sistem eylemleri sağlar. Sistemin yangından korunma modunda çalışmasının algoritması çizim 3'te gösterilmiştir. Bu algoritma, tahliye süresi ve yangın güvenliği önlemleri için standartların gereksinimlerini dikkate alır. Genel olarak, bu algoritmanın uygulanması etkilidir ve testlerle kanıtlanmıştır. Yangın güvenliği açısından davlumbazların modernizasyonu sorunu da çözüldü. Bulunan çözümler öneri olarak değerlendirilmiş ve kabul edilmiştir.

Tasarlanan sistemin güvenilirliği, tamamen yazılımın ve bir bütün olarak kontrolörün güvenilirliğine bağlıdır. Geliştirilen kontrol programı, hata ayıklama, manuel, yapısal ve fonksiyonel test süreçlerine tabi tutulmuştur. Otomasyon ekipmanı garantisi ile güvenilirliği ve uyumluluğu sağlamak için yalnızca önerilen ve sertifikalı birimler seçilmiştir. Garanti yükümlülüklerine uygunluğa tabi olarak seçilen otomasyon kabini için üretici garantisi 5 yıldır.

Ayrıca, sistemin genelleştirilmiş bir yapısı geliştirildi, sistem çalışmasının bir saat siklogramı yapıldı, bir bağlantı ve kablo işaretleri tablosu, bir ACS kurulum şeması oluşturuldu.

Projenin organizasyonel ve ekonomik kısımda benim tarafımdan hesaplanan ekonomik göstergeleri 3 No'lu afişte gösterilmiştir. Aynı poster, tasarım sürecinin bir şerit şemasını göstermektedir. Kontrol programının kalitesini değerlendirmek için GOST RISO/IEC 926-93'e göre kriterler kullanıldı. Kalkınmanın ekonomik verimliliğinin değerlendirilmesi, bir SWOT analizi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Açıkçası, tasarlanan sistemin düşük bir maliyeti (maliyet yapısı - poster 3) ve oldukça hızlı geri ödeme süreleri (kullanarak hesaplarken) vardır. minimum değerler tasarruf). Böylece, kalkınmanın yüksek ekonomik verimliliği hakkında sonuca varabiliriz.

Ek olarak, sistemin işçi koruması, elektrik güvenliği ve çevre dostu olması sorunları çözüldü. İletken kabloların, hava kanalı filtrelerinin seçimi doğrulanmıştır.

Böylece tez sonucunda, belirlenen tüm gereksinimlere göre optimal olan bir modernizasyon projesi geliştirilmiştir. Bu projenin, tesis ekipmanının modernizasyonu şartlarına uygun olarak uygulanması tavsiye edilir.

Projenin maliyet etkinliği ve kalitesi onaylanırsa Deneme süresi, sevk memuru seviyesinin işletmenin yerel ağını kullanarak uygulanması ve kalan endüstriyel tesislerin havalandırmasını tek bir endüstriyel ağda birleştirmek için modernize etmesi planlanmaktadır. Buna göre, bu aşamalar, dispeçer yazılımının geliştirilmesini, sistem durumunun, hataların, kazaların (DB) günlüğe kaydedilmesini, otomatik bir işyerinin veya bir kontrol noktasının (CCP) organizasyonunu içerir. Kontrol problemlerini çözmek için tasarım çözümlerini dağıtmak mümkündür. Hava perdeleri atölyeler. çalışmak da mümkün zayıflıklar arıtma ünitelerinin modernizasyonu gibi mevcut sistemin yanı sıra bir dondurma mekanizmalı hava giriş valflerinin tamamlanması.

dipnot

Diploma projesi bir giriş, 8 bölüm, bir sonuç, bir referans listesi, uygulamalar içerir ve 141 sayfa resimli daktilo metnidir.

İlk bölüm, üretim atölyelerinin besleme ve egzoz havalandırması (ACS PVV) için bir otomatik kontrol sistemi tasarlama ihtiyacına ilişkin bir genel bakış ve analiz, otomasyon kabinlerinin bir pazarlama çalışmasıdır. değerlendiriliyor tipik şemalar diploma tasarımı problemlerinin çözümünde havalandırma ve alternatif yaklaşımlar.

İkinci bölümde, teknolojik bir süreç olarak, uygulama amacı olan OAO VOMZ'deki mevcut PVW sisteminin bir açıklaması verilmektedir. genelleştirilmiş yapısal şema hava hazırlamanın teknolojik süreci için otomasyon.

Üçüncü bölümde, mezuniyet tasarımı problemlerinin çözümü için genişletilmiş bir teknik öneri formüle edilmiştir.

Dördüncü bölüm, kendinden tahrikli silahların geliştirilmesine ayrılmıştır. Otomasyon ve kontrol unsurları seçilir, teknik ve matematiksel açıklamaları sunulur. Besleme havası sıcaklığını kontrol etmek için bir algoritma açıklanmıştır. ACS'nin odadaki hava sıcaklığını korumak için çalışmasının bir modeli oluşturulmuş ve simülasyonu yapılmıştır. Seçilmiş ve haklı elektrik tesisatı. Sistem çalışmasının bir saat siklogramı oluşturulmuştur.

Beşinci bölüm, programlanabilir mantık denetleyicisi (PLC) WAGO I/O Sisteminin teknik özelliklerini içerir. PLC portlu sensörlerin ve aktüatörlerin bağlantı tabloları, dahil olmak üzere verilmiştir. ve sanal.

Altıncı bölüm, işleyen algoritmaların geliştirilmesine ve bir PLC kontrol programının yazılmasına ayrılmıştır. Programlama ortamının seçimi doğrulanmıştır. Sistem tarafından acil durumları çözmek için blok algoritmaları, fonksiyonel blokların blok algoritmaları, problem çözme başlatma, kontrol ve düzenleme. Bu bölüm, PLC kontrol programını test etme ve hata ayıklama sonuçlarını içerir.

Yedinci bölüm, projenin güvenliği ve çevre dostu olması ile ilgilidir. Tehlikeli analiz ve zararlı faktörler ACS PVV'nin işletilmesi sırasında, işgücünün korunması ve projenin çevre dostu olmasının sağlanması konusunda bir karar verilir. Sistemin acil durumlardan korunması, dahil olmak üzere geliştirilmektedir. yangından korunma açısından sistemin güçlendirilmesi ve acil durumlarda çalışma kararlılığının sağlanması. Otomasyonun geliştirilmiş temel fonksiyonel diyagramı, spesifikasyonlarla birlikte sunulmaktadır.

Sekizinci bölüm, gelişmenin örgütsel ve ekonomik gerekçesine ayrılmıştır. Maliyet, verimlilik ve geri ödeme süresinin hesaplanması verilir tasarım geliştirme, dahil. uygulama aşaması göz önüne alındığında. Proje geliştirme aşamaları yansıtılır, işin emek yoğunluğu tahmin edilir. Geliştirmenin bir SWOT analizi kullanılarak projenin ekonomik verimliliğinin bir değerlendirmesi verilir.

Sonuç olarak, bitirme projesi ile ilgili sonuçlar verilmiştir.

Tanıtım

Otomasyon, endüstriyel üretimde işgücü verimliliğinin artmasındaki en önemli faktörlerden biridir. Otomasyonun büyüme oranını hızlandırmak için sürekli bir koşul, teknik otomasyon araçlarının geliştirilmesidir. Otomasyonun teknik araçları, kontrol sistemine dahil edilen ve bilgi almak, iletmek, depolamak ve dönüştürmek ve ayrıca teknolojik kontrol nesnesi üzerinde kontrol ve düzenleyici eylemler uygulamak için tasarlanmış tüm cihazları içerir.

Teknolojik otomasyon araçlarının geliştirilmesi, bir yandan otomatik tüketici üretiminin çıkarlarına ve diğer yandan imalat işletmelerinin ekonomik yeteneklerine dayanan karmaşık bir süreçtir. Geliştirme için birincil teşvik, üretimin verimliliğini artırmaktır - tüketiciler, yeni teknolojinin tanıtılması yoluyla ancak şu durumlarda uygun olabilir: hızlı geri ödeme maliyetler. Bu nedenle, yeni araçların geliştirilmesi ve uygulanmasına ilişkin tüm kararların kriteri toplam olmalıdır. ekonomik etki, geliştirme, üretim ve uygulama için tüm maliyetleri dikkate alarak. Buna göre, geliştirme için, her şeyden önce, maksimum toplam etki sağlayan teknik araçlar için bu seçenekler alınmalıdır.

Otomasyon kapsamının sürekli genişlemesi, bu aşamada endüstrinin ana özelliklerinden biridir.

Üretimde endüstriyel ekoloji ve iş güvenliği konularına özel önem verilmektedir. Tasarım yaparken modern teknoloji, ekipman ve yapılar, işin güvenliğinin ve zararsızlığının gelişimini bilimsel olarak doğrulamak gerekir.

Üzerinde şimdiki aşama gelişim Ulusal ekonomiülkenin temel görevlerinden biri, bilimsel ve teknolojik süreç ve tüm rezervlerin tam kullanımı temelinde toplumsal üretimin verimliliğini artırmaktır. Bu görev, amacı sermaye yatırımlarının verimliliğini artırmak, geri ödeme sürelerini azaltmak ve harcanan ruble başına üretimde en büyük artışı sağlamak için gerekli ön koşulları oluşturmak olan tasarım çözümlerini optimize etme sorunuyla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır. İşgücü verimliliğinin artması, kaliteli ürünlerin üretilmesi, işçiler için çalışma ve dinlenme koşullarının iyileştirilmesi, tesislerde gerekli mikro iklimi ve hava kalitesini yaratan havalandırma sistemleri ile sağlanmaktadır.

Diploma projesinin amacı, üretim atölyelerinin besleme ve egzoz havalandırması (ACS PVV) için otomatik bir kontrol sisteminin geliştirilmesidir.

Bitirme projesinde ele alınan sorun, JSC "Vologda Optik ve Mekanik Tesisi"ndeki PVV'nin otomatik ekipman sisteminin aşınma ve yıpranmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca sistem, merkezi yönetim ve izleme olasılığını ortadan kaldıran dağıtık olarak tasarlanmıştır. Enjeksiyon kalıplama alanı (yangın güvenliği için B kategorisi) ve bitişiğindeki tesisler - CNC makinelerinin yeri, planlama ve sevk bürosu, depolar, uygulamanın amacı olarak seçildi.

Bitirme projesinin görevleri, ACS PVV'nin mevcut durumunun incelenmesinin bir sonucu olarak formüle edilir ve analitik bir inceleme temelinde, Bölüm 3 "Teknik teklif" içinde verilmiştir.

Kontrollü havalandırmanın kullanılması, yukarıdaki sorunları çözmek için yeni olanaklar sunar. Geliştirilen otomatik kontrol sistemi, belirlenen işlevleri yerine getirme açısından optimal olmalıdır.

Yukarıda belirtildiği gibi, gelişimin alaka düzeyi, hem mevcut kendinden tahrikli silahların eskimesi hem de sayıdaki artıştan kaynaklanmaktadır. onarım işi havalandırma "yolları" ve çalışanların solunum yolu ve soğuk algınlığı insidansındaki genel artış, uzun çalışma sırasında daha kötü hissetme eğilimi ve sonuç olarak emek verimliliğinde ve ürün kalitesinde genel bir düşüş. Mevcut yangın kontrol sisteminin, bu tür bir üretim için kabul edilemez olan yangın otomatiği ile bağlantılı olmadığı gerçeğine dikkat etmek önemlidir. Yeni bir ACS PVV'nin geliştirilmesi, doğrudan fabrikanın kalite politikası (ISO 9000) ve ayrıca fabrika ekipmanlarının modernizasyonu ve atölyeler için yaşam destek sistemlerinin otomasyonu programları ile ilgilidir.

Bitirme projesi İnternet kaynaklarını kullanır (forumlar, dijital kütüphaneler, makaleler ve yayınlar, elektronik portallar) ve ayrıca gerekli konu alanı ve standart metinleri (GOST, SNIP, SanPiN) ile ilgili teknik literatür. Ayrıca, ACS PVV'nin geliştirilmesi, mevcut kurulum planları, kablo yolları, hava kanalı sistemleri temelinde uzmanların önerileri ve tavsiyeleri dikkate alınarak gerçekleştirilir.

Bitirme projesinde ortaya çıkan sorunun askeri-sanayi kompleksinin hemen hemen tüm eski fabrikalarında yer aldığını belirtmekte fayda var, atölyelerin yeniden donatılması, son tüketici için ürün kalitesinin sağlanması açısından en önemli görevlerden biri. Böylece, diploma tasarımı, benzer türde üretime sahip işletmelerde benzer sorunları çözme konusunda birikmiş deneyimi yansıtacaktır.

1. Analitik inceleme

1.1 ACS PVV tasarlama ihtiyacının genel analizi

Önemli ölçüde ısı ve elektrik enerjisi tüketen büyük endüstriyel binaların ısı temini için harcanan yakıt ve enerji kaynaklarından tasarruf etmenin en önemli kaynağı, modern başarıların kullanımına dayalı tedarik ve egzoz havalandırma (SVV) sisteminin verimliliğinin artmasıdır. bilgisayar ve kontrol teknolojisi.

Genellikle, havalandırma sistemini kontrol etmek için yerel otomasyon araçları kullanılır. Böyle bir düzenlemenin ana dezavantajı, binanın gerçek hava ve ısı dengesini ve gerçek hava koşullarını dikkate almamasıdır: dış hava sıcaklığı, rüzgar hızı ve yönü, atmosfer basıncı.

Bu nedenle, yerel otomasyonun etkisi altında, havalandırma sistemi kural olarak optimum modda çalışmaz.

Sistemler bir dizi uygun donanım ve yazılım aracının kullanımına dayalı olarak optimum şekilde kontrol edilirse, besleme ve egzoz havalandırma sisteminin verimliliği önemli ölçüde artırılabilir.

oluşum termal rejim rahatsız edici ve düzenleyici faktörlerin etkileşimi olarak temsil edilebilir. Kontrol eylemini belirlemek için, giriş ve çıkış parametrelerinin özellikleri ve sayısı ile ısı transfer işleminin devam etmesi için koşullar hakkında bilgiye ihtiyaç vardır. Havalandırma ekipmanlarının kontrol edilmesinin amacı, binaların çalışma alanlarında minimum enerji ile gerekli hava ortam koşullarını sağlamak olduğundan ve malzeme maliyetleri, daha sonra bir bilgisayar yardımıyla bulmak mümkün olacak en iyi seçenek ve bu sistem üzerinde uygun kontrol eylemleri geliştirin. Sonuç olarak, uygun donanım ve yazılım formlarına sahip bir bilgisayar otomatik sistem binaların termal rejiminin yönetimi (ACS TRP). Aynı zamanda, bilgisayarın altında hem PVV'nin kontrol panelini hem de PVV'nin durumunu izleme panelini ve ayrıca PVV'nin durumunu izleme panelini anlayabileceğine de dikkat edilmelidir. basit bilgisayar ACS PVV'yi modellemek, sonuçları işlemek ve bunlara dayalı operasyonel yönetim için bir program ile.

Otomatik kontrol sistemi, etkileşimi belirli bir programa göre sürecin otomatik akışını sağlayan bir kontrol nesnesi (kontrollü bir teknolojik süreç) ve kontrol cihazlarının bir kombinasyonudur. Bu durumda teknolojik süreç, hammaddeden bitmiş bir ürün elde etmek için yapılması gereken bir dizi işlem olarak anlaşılır. PVV durumunda, bitmiş ürün, servis edilen odadaki belirtilen parametrelerle (sıcaklık, gaz bileşimi vb.) ve hammaddeler dış ve egzoz havası, ısı taşıyıcılar, elektrik vb.

ACS PVV'nin işleyişinin temeli, herhangi bir kontrol sistemi gibi, temel alınmalıdır. geri bildirim(OS): nesne üzerine kurulu veya dağıtılmış sensörler kullanılarak elde edilen nesne hakkındaki bilgilere dayalı kontrol eylemlerinin geliştirilmesi.

Her özel ACS, giriş hava akışını işlemek için belirli bir teknoloji temelinde geliştirilmiştir. Çoğu zaman, besleme ve egzoz havalandırma sistemi, kontrol otomasyonunun tasarımına da yansıyan bir klima (hazırlık) sistemi ile ilişkilidir.

Uygulandığında çevrimdışı cihazlar veya tamamlandı teknolojik tesisler hava işleme ACS'leri, ekipmana yerleşik olarak sağlanır ve genellikle aşağıdaki bölümlerde ayrıntılı olarak açıklanan belirli kontrol işlevleriyle birleştirilir. teknik döküman. Bu durumda, ayar servis bakımı ve bu tür kontrol sistemlerinin çalışması, belirtilen belgelere tam olarak uygun olarak gerçekleştirilmelidir.

analiz teknik çözümlerönde gelen şirketlerin modern PVV'si - havalandırma ekipmanı üreticileri, kontrol fonksiyonlarının iki kategoriye ayrılabileceğini göstermiştir:

Klima santrali teknolojisi ve ekipmanı tarafından belirlenen kontrol fonksiyonları;

Çoğunlukla hizmet fonksiyonu olan ek fonksiyonlar, firmaların know-how'ı olarak sunulur ve burada dikkate alınmaz.

AT Genel görünüm hava işleme ekipmanının kontrolünün ana teknolojik işlevleri aşağıdaki gruplara ayrılabilir (Şekil 1.1).

Pirinç. 1.1 - PVV kontrolünün ana teknolojik işlevleri

Şekil 2'de gösterilen PWV fonksiyonlarının ne anlama geldiğini açıklayalım. 1.1.

1.1.1 "Parametreleri izleme ve kaydetme" işlevi

SNiP 2.04.05-91 uyarınca zorunlu kontrol parametreleri şunlardır:

Ortak beslemedeki sıcaklık ve basınç ve dönüş boru hatları ve her bir ısı eşanjörünün çıkışında;

Dışarıdaki havanın sıcaklığı, ısı eşanjöründen sonra gelen havanın yanı sıra odadaki sıcaklık;

MPC normları zararlı maddeler odadan çıkarılan havada (gazların varlığı, yanma ürünleri, toksik olmayan toz).

Besleme ve egzoz havalandırma sistemlerindeki diğer parametreler talep üzerine kontrol edilir özellikler ekipman veya çalışma koşulları.

Teknolojik sürecin ana parametrelerini veya diğer kontrol işlevlerinin uygulanmasında yer alan parametreleri ölçmek için uzaktan kontrol sağlanır. Bu kontrol, kontrol cihazının (kontrol paneli, bilgisayar monitörü) göstergesi veya ekranında ölçülen parametrelerin çıkışı (gerekirse) olan sensörler ve ölçüm dönüştürücüleri kullanılarak gerçekleştirilir.

Diğer parametreleri ölçmek için genellikle yerel (taşınabilir veya sabit) aletler kullanılır - termometreleri, basınç göstergelerini, cihazları gösteren Spektral analiz hava bileşimi, vb.

Yerel kontrol cihazlarının kullanılması, kontrol sistemlerinin temel prensibini - geri besleme prensibini ihlal etmez. Bu durumda ya bir kişinin yardımıyla (operatör veya servis personeli) veya mikroişlemcinin belleğine "bağlı" bir kontrol programı yardımıyla.

1.1.2 "Çalışma ve program kontrolü" işlevi

"Başlangıç sırası" gibi bir seçeneğin uygulanması da önemlidir. PVV sisteminin normal şekilde başlatılmasını sağlamak için aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

Fanları çalıştırmadan önce hava damperlerinin ön açılması. Bunun nedeni, kapalı durumdaki tüm damperlerin fan tarafından oluşturulan basınç farkına dayanamaması ve damperin elektrikli tahrik tarafından tam olarak açılma süresinin iki dakikaya ulaşmasıdır.

Elektrik motorlarını çalıştırma anlarının ayrılması. Asenkron motorlar genellikle büyük başlangıç akımlarına sahip olabilir. Fanlar, damper sürücüleri ve diğer sürücüler aynı anda çalıştırılırsa, üzerindeki büyük yük nedeniyle elektrik ağı bina, voltaj keskin bir şekilde düşecek ve elektrik motorları çalışmayabilir. Bu nedenle, özellikle elektrik motorlarının başlaması yüksek güç, zamana yayılmalıdır.

Isıtıcının ön ısıtılması. Su ısıtıcısı önceden ısıtılmamışsa, düşük dış ortam sıcaklıklarında donma koruması etkinleştirilebilir. Bu nedenle, sistemi başlatırken, besleme havası damperlerini açmak gerekir, üç yönlü vana su ısıtıcısı ve ısıtıcıyı ısıtın. Kural olarak, bu fonksiyon dış sıcaklık 12 °C'nin altında olduğunda etkinleştirilir.

Tersi seçenek “kapatma sırasıdır” Sistemi kapatırken şunları göz önünde bulundurun:

Elektrikli ısıtıcılı ünitelerde besleme havası fanının gecikmesini durdurun. Elektrikli ısıtıcıdan voltajı kestikten sonra, besleme havası fanını kapatmadan bir süre soğutulmalıdır. Aksi durumda bir ısıtma elemanıısıtıcı (termal elektrikli ısıtıcı- TEN) başarısız olabilir. Diploma tasarımının mevcut görevleri için, bir su ısıtıcısı kullanılması nedeniyle bu seçenek önemli değildir, ancak not edilmesi de önemlidir.

Böylece, işletim ve program kontrolü için seçilen seçenekler temelinde, hava işleme cihazlarının cihazlarının açılması ve kapatılması için tipik bir program sunmak mümkündür.

Pirinç. 1.2 - Bir su ısıtıcısı ile ACS PVV çalışmasının tipik siklogramı

Tüm bu döngü (Şekil 1.2) sistem otomatik olarak çalışmalı ve ayrıca, ayarlama ve önleyici bakım sırasında gerekli olan ekipmanın bireysel olarak başlatılması sağlanmalıdır.

Kış-yaz modunun değiştirilmesi gibi program kontrolünün işlevleri de aynı derecede önemlidir. Bu işlevlerin uygulanması özellikle aşağıdakilerle ilgilidir: modern koşullar enerji kaynaklarının kıtlığı. Düzenleyici belgelerde, bu işlevin performansı doğası gereği tavsiye niteliğindedir - "kamu, idari, konut ve endüstriyel binalar için, kural olarak, ısı tüketiminde bir azalma sağlamak için parametrelerin programlı olarak düzenlenmesi sağlanmalıdır."

En basit durumda, bu işlevler, klimanın belirli bir zamanda genel olarak kapatılmasını veya ortamdaki ısı yüklerindeki değişikliklere bağlı olarak kontrollü bir parametrenin (örneğin sıcaklık) ayar değerinde bir azalma (artış) sağlar. servis odası.

Daha verimli, ancak uygulanması daha zor olan, klima sisteminin yapısında otomatik değişiklik sağlayan ve yalnızca geleneksel kış-yaz modunda değil, aynı zamanda geçiş modlarında da çalışması için algoritmayı sağlayan yazılım kontrolüdür. EWP'nin yapısının analizi ve sentezi ve çalışmasının algoritması genellikle termodinamik modelleri temelinde gerçekleştirilir.

Bu durumda, ana motivasyon ve optimizasyon kriteri, kural olarak, muhtemelen, sermaye maliyetleri, boyutlar vb. Kısıtlamalarla minimum enerji tüketimini sağlama arzusudur.

1.1.3 "Koruyucu işlevler ve kilitler" işlevi

Otomasyon sistemleri ve elektrikli ekipman için ortak olan koruyucu işlevler ve kilitler (koruma kısa devre, aşırı ısınma, hareket kısıtlamaları vb.) bölümler arası normatif belgeler. Bu tür işlevler genellikle ayrı cihazlar (sigortalar, cihazlar) tarafından gerçekleştirilir. koruyucu kapatma, limit anahtarları, vb.). Kullanımları, elektrik tesisatlarının (PUE) kurulumuna ilişkin kurallar, kurallar yangın Güvenliği(PPB).

Donmayı önleme. İşlev otomatik koruma Eksi 5 ° C ve altındaki soğuk dönem için tahmini dış sıcaklık olan alanlarda dondan korunmalıdır. İlk ısıtmanın (şofben) ve (varsa) reküperatörlerin ısı eşanjörleri korumaya tabidir.

Genellikle, ısı eşanjörlerinin antifriz koruması, aparatın akış aşağısındaki hava sıcaklığının sensörleri veya sensör röleleri ve dönüş boru hattındaki ısı taşıyıcının sıcaklığı temelinde gerçekleştirilir.

Donma tehlikesi, cihazın önündeki hava sıcaklığı tarafından tahmin edilir (tн<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.

Çalışma saatleri dışında, donmaya karşı korumalı sistemlerde, dış hava damperi kapalıyken vana hafif açık (%5-25) kalmalıdır. Sistem kapatıldığında daha fazla koruma güvenilirliği için, bazen dönüş boru hattındaki su sıcaklığının otomatik düzenlenmesi (stabilizasyon) işlevi uygulanır.

1.1.4 "Teknolojik ekipmanın ve elektrikli ekipmanın korunması" işlevi

1. Filtre kirlenme kontrolü

Filtre tıkanma kontrolü, bir diferansiyel basınç sensörü tarafından ölçülen filtre boyunca basınç düşüşü ile değerlendirilir. Sensör, filtreden önceki ve sonraki hava basıncı farkını ölçer. Filtre boyunca izin verilen basınç düşüşü pasaportunda belirtilmiştir (veri sayfasına göre fabrika hava yollarında sunulan basınç göstergeleri için - 150-300 Pa). Bu fark, diferansiyel sensörde (sensör ayarı) sistemin devreye alınması sırasında belirlenir. Ayar noktasına ulaşıldığında, sensör filtrenin maksimum tozluluğu ve bakım veya değiştirme ihtiyacı hakkında bir sinyal gönderir. Toz limit sinyali verildikten sonra belirli bir süre içinde (genellikle 24 saat) filtre temizlenmezse veya değiştirilmezse, sistemin acil olarak kapatılmasının sağlanması tavsiye edilir.

Fanlara benzer sensörlerin takılması önerilir. Fan veya fan tahrik kayışı arızalanırsa, sistem acil durum modunda kapatılmalıdır. Bununla birlikte, bu tür sensörler, gelecekte sistem tanılama ve sorun gidermeyi büyük ölçüde karmaşıklaştıran ekonomik nedenlerle genellikle ihmal edilir.

2. Diğer otomatik kilitler

Ek olarak, aşağıdakiler için otomatik kilitler sağlanmalıdır:

Fanlar açılıp kapatıldığında (damper) dış hava valflerinin açılıp kapanması;

Sistemlerden birinin arızalanması durumunda tamamen veya kısmen değiştirilebilirlik için hava kanallarıyla bağlanan havalandırma sistemlerinin açma ve kapama valfleri;

Gazlı yangın söndürme tesisatı ile korunan odalar için havalandırma sistemlerinin vanaları, bu odaların havalandırma sistemlerinin fanları kapatıldığında;

Değişken debili sistemlerde minimum dış hava akışının sağlanması vb.

1.1.5 Kontrol fonksiyonları

Düzenleyici işlevler - ayarlanan parametrelerin otomatik bakımı, değişken akış, hava devridaimi, hava ısıtma ile çalışan besleme ve egzoz havalandırma sistemleri için tanım gereği ana işlevlerdir.

Bu işlevler, geri besleme ilkesinin açık bir biçimde mevcut olduğu kapalı kontrol döngüleri kullanılarak gerçekleştirilir: sensörlerden gelen nesne hakkındaki bilgiler, kontrol cihazları tarafından kontrol eylemlerine dönüştürülür. Şek. 1.3, kanallı bir klimadaki besleme havası sıcaklık kontrol döngüsünün bir örneğini gösterir. Hava sıcaklığı, içinden soğutucunun geçtiği bir su ısıtıcısı tarafından korunur. Isıtıcıdan geçen hava ısınır. Su ısıtıcısından sonraki hava sıcaklığı bir sensör (T) tarafından ölçülür, ardından değeri ölçülen sıcaklık değeri ve ayar noktası sıcaklığının karşılaştırma cihazına (US) beslenir. Ayar noktası sıcaklığı (Tset) ile ölçülen sıcaklık değeri (Tmeas) arasındaki farka bağlı olarak, kontrol cihazı (P) aktüatöre etki eden bir sinyal üretir (M - üç yollu vana elektrikli tahrik). Aktüatör, üç yollu vanayı hatanın olduğu bir konuma açar veya kapatır:

e \u003d Tust - Tism

minimal olacaktır.

Pirinç. 1.3 - Su ısı eşanjörlü hava kanalındaki besleme havası sıcaklık kontrol devresi: T - sensör; ABD - karşılaştırma cihazı; P - kontrol cihazı; M - yürütme cihazı

Böylece, doğruluk gereksinimlerine ve çalışmasının diğer parametrelerine (kararlılık, salınım, vb.) dayalı bir otomatik kontrol sisteminin (ACS) yapımı, yapısının ve elemanlarının seçimine ve ayrıca belirlenmesine indirgenir. kontrolör parametreleri. Genellikle bu, klasik kontrol teorisi kullanılarak otomasyon uzmanları tarafından yapılır. Yalnızca kontrolör ayarlarının, kontrol nesnesinin dinamik özellikleri ve seçilen kontrol yasası tarafından belirlendiğini belirteceğim. Regülasyon kanunu, regülatörün giriş (?) ve çıkış (Ur) sinyalleri arasındaki ilişkidir.

En basiti, orantılı düzenleme yasasıdır, hangisinde? ve Ur sabit bir Kp katsayısı ile birbirine bağlıdır. Bu katsayı, P-regülatörü olarak adlandırılan böyle bir kontrolörün ayar parametresidir. Uygulanması, hem ek bir enerji kaynağı ile hem de onsuz çalışabilen ayarlanabilir bir yükseltme elemanının (mekanik, pnömatik, elektrik vb.) kullanılmasını gerektirir.

P-kontrolör çeşitlerinden biri, Kp'de bir orantısal kontrol kanunu uygulayan ve iki veya üç konumlu kontrolörlere karşılık gelen iki veya üç gibi belirli sayıda sabit değere sahip bir çıkış sinyali Ur oluşturan konumsal kontrolörlerdir. Bu tür denetleyicilere, grafik özelliklerinin bir röleninkilerle benzerliğinden dolayı bazen röle denetleyicileri denir. Bu tür regülatörlerin ayar parametresi, ölü bölge De'nin değeridir.

Havalandırma sistemlerinin otomasyon teknolojisinde, basitlikleri ve güvenilirlikleri nedeniyle açma-kapama kontrolörleri, sıcaklığın (termostatların), basıncın (basınç anahtarlarının) ve proses durumunun diğer parametrelerinin kontrolünde geniş uygulama alanı bulmuştur.

İki konumlu regülatörler, ekipman çalışma modlarının otomatik koruma, bloke edilmesi ve değiştirilmesi sistemlerinde de kullanılır. Bu durumda, işlevleri sensör röleleri tarafından gerçekleştirilir.

P-regülatörlerinin bu avantajlarına rağmen, büyük bir statik hataya (küçük Kp değerleri için) ve kendi kendine salınım eğilimine (büyük Kp değerleri için) sahiptirler. Bu nedenle, doğruluk ve kararlılık açısından otomasyon sistemlerinin düzenleyici işlevleri için daha yüksek gereksinimlerle, örneğin PI ve PID yasaları gibi daha karmaşık kontrol yasaları da kullanılır.

Ayrıca, hava ısıtma sıcaklığının düzenlenmesi, dengeleme ilkesine göre çalışan bir P-regülatörü ile gerçekleştirilebilir: değeri ayarlanan değerden düşük olduğunda sıcaklığı artırın ve bunun tersi de geçerlidir. Kanunun bu yorumu, yüksek doğruluk gerektirmeyen sistemlerde de uygulama bulmuştur.

1.2 Üretim atölyelerinin otomatik havalandırması için mevcut tipik şemaların analizi

Her biri bir takım avantaj ve dezavantajlara sahip olan besleme ve egzoz havalandırma sisteminin otomasyonunun bir dizi standart uygulaması vardır. Birçok standart şema ve geliştirmenin varlığına rağmen, uygulandığı üretime göre ayarlar açısından esnek olacak böyle bir ACS yaratmanın çok zor olduğunu not ediyorum. Bu nedenle, hava ve havalandırma için bir ACS tasarımı için, mevcut havalandırma yapısının kapsamlı bir analizi, üretim döngüsünün teknolojik süreçlerinin bir analizi ve ayrıca işgücü koruma, ekoloji, elektrik ve elektrik gereksinimlerinin bir analizi. yangın güvenliği gereklidir. Ayrıca, sıklıkla tasarlanan ACS PVV, uygulama alanıyla ilgili olarak uzmanlaşmıştır.

Her durumda, aşağıdaki gruplar genellikle ilk tasarım aşamasında tipik başlangıç verileri olarak kabul edilir:

1. Genel veriler: nesnenin bölgesel konumu (şehir, ilçe); nesnenin türü ve amacı.

2. Bina ve tesisler hakkında bilgiler: zemin seviyesine göre tüm boyutları ve yükseklikleri gösteren planlar ve kesitler; yangın güvenliği standartlarına göre bina kategorilerinin (mimari planlarda) belirtilmesi; boyutlarının belirtildiği teknik alanların mevcudiyeti; mevcut havalandırma sistemlerinin yeri ve özellikleri; enerji taşıyıcılarının özellikleri;

3. Teknolojik süreç hakkında bilgi: teknolojik ekipmanın yerleşimini gösteren teknolojik projenin (planlarının) çizimleri; kurulu kapasiteleri gösteren ekipmanın özellikleri; teknolojik rejimin özellikleri -- vardiya sayısı, vardiya başına ortalama işçi sayısı; ekipman çalışma modu (eşzamanlı çalışma, yük faktörleri vb.); havaya zararlı emisyon miktarı (zararlı maddelerin MAC'si).

PVV sisteminin otomasyonunu hesaplamak için ilk veriler olarak şunları çıkarırlar:

Mevcut sistemin performansı (güç, hava değişimi);

Düzenlenecek hava parametrelerinin listesi;

Düzenleme sınırları;

Diğer sistemlerden sinyal alırken otomasyonun çalışması.

Bu nedenle, otomasyon sisteminin yürütülmesi, normlar ve kurallar ile genel ilk veriler ve şemalar dikkate alınarak kendisine verilen görevlere göre tasarlanır. Havalandırma otomasyon sistemi için şemanın hazırlanması ve ekipman seçimi ayrı ayrı gerçekleştirilir.

Mevcut tipik besleme ve egzoz havalandırma kontrol sistemleri şemalarını sunalım, bunlardan bazılarını mezuniyet projesinin sorunlarını çözmek için kullanma olasılığı ile ilgili olarak tanımlayacağız (Şekil 1.4 - 1.5, 1.9).

Pirinç. 1.4 - ACS doğrudan akışlı havalandırma

Bu otomasyon sistemleri fabrikalarda, fabrikalarda, ofis binalarında aktif kullanım bulmuştur. Buradaki kontrol nesnesi otomasyon kabini (kontrol paneli), sabitleme cihazları kanal sensörleridir, kontrol eylemi fan motorlarının motorları, damper motorları üzerindedir. Ayrıca bir ısıtma/soğutma ATS'si vardır. İleriye bakıldığında, Şekil 1.4a'da gösterilen sistemin, OAO Vologda Optik ve Mekanik Tesisi'nin enjeksiyon kalıplama bölümünde kullanılması gereken sistemin bir prototipi olduğu not edilebilir. Endüstriyel tesislerde hava soğutması, bu binaların hacmi nedeniyle etkisizdir ve ısıtma, hava işleme ekipmanının otomatik kontrol sisteminin doğru çalışması için bir ön koşuldur.

Pirinç. 1.5- Eşanjörlü ACS havalandırması

Isı geri kazanım üniteleri (reküperatörler) kullanan PVV için otomatik bir kontrol sisteminin inşası, aşırı elektrik tüketimi (elektrikli ısıtıcılar için), çevreye emisyon sorunlarının çözülmesine izin verir. Geri kazanımın anlamı, odada ayarlanmış bir sıcaklığa sahip olan odadan geri dönülmez bir şekilde uzaklaştırılan havanın, parametreleri kural olarak ayarlananlardan önemli ölçüde farklı olan gelen dış hava ile enerji alışverişinde bulunmasıdır. Onlar. kışın, çıkarılan sıcak egzoz havası dış besleme havasını kısmen ısıtır, yazın ise daha soğuk egzoz havası besleme havasını kısmen soğutur. En iyi durumda, geri kazanım, besleme havası arıtımı için enerji tüketimini %80 oranında azaltabilir.

Teknik olarak, besleme ve egzoz havalandırmasında geri kazanım, döner ısı eşanjörleri ve ara ısı taşıyıcılı sistemler kullanılarak gerçekleştirilir. Böylece hem havayı ısıtmada hem de damperlerin açılmasını azaltmada bir kazanç elde ederiz (damperleri kontrol eden motorların daha fazla boşta kalma süresine izin verilir) - tüm bunlar elektrik tasarrufu açısından genel bir kazanç sağlar.

Isı geri kazanım sistemleri umut verici ve aktiftir ve eski havalandırma sistemlerinin yerini almak üzere tanıtılmaktadır. Ancak, bu tür sistemlerin ek sermaye yatırımlarına mal olduğunu, ancak geri ödeme sürelerinin nispeten kısa olduğunu ve karlılıklarının çok yüksek olduğunu belirtmekte fayda var. Ayrıca, çevreye sürekli salınımın olmaması, böyle bir otomatik ekipman organizasyonunun çevresel performansını arttırır. Havadan ısı geri kazanımı (hava devridaimi) ile sistemin basitleştirilmiş çalışması Şekil 1.6'da gösterilmektedir.

Pirinç. 1.6 - Devridaimli hava değişim sisteminin çalışması (geri kazanım)

Çapraz akışlı veya plakalı ısı eşanjörleri (Şekil 1.5 c, d), iki hava akışının akışı için bir kanal sistemini temsil eden plakalardan (alüminyum) oluşur. Kanal duvarları, besleme ve egzoz havası için ortaktır ve aktarılması kolaydır. Geniş değişim yüzey alanı ve kanallardaki türbülanslı hava akışı nedeniyle, nispeten düşük bir hidrolik dirençle yüksek derecede ısı geri kazanımı (ısı transferi) elde edilir. Plakalı ısı eşanjörlerinin verimliliği %70'e ulaşır.

Pirinç. 1.7 - Plakalı ısı eşanjörlerine dayalı ACS PVV'nin hava değişiminin organizasyonu

Yalnızca egzoz havasının duyulur ısısı kullanılır, çünkü Besleme ve egzoz havası hiçbir şekilde karışmaz ve egzoz havasının soğutulması sırasında oluşan yoğuşma seperatör tarafından tutulur ve drenaj sistemi tarafından drenaj tavasından uzaklaştırılır. Düşük sıcaklıklarda (-15°C'ye kadar) kondensin donmasını önlemek için, otomasyon için ilgili gereksinimler oluşturulur: besleme fanının periyodik olarak kapatılmasını veya dış havanın bir kısmının ısıyı atlayarak baypas kanalına çıkarılmasını sağlamalıdır. eşanjör kanalları. Bu yöntemin uygulanmasındaki tek sınırlama, ACS'nin basit bir modernizasyonu durumunda bir takım zorluklar getiren tedarik ve egzoz dallarının tek bir yerde zorunlu geçişidir.

Ara soğutuculu geri kazanım sistemleri (Şekil 1.5 a, b), kapalı bir boru hattı ile birbirine bağlanan bir çift ısı eşanjörüdür. Bir ısı eşanjörü egzoz kanalında, diğeri ise besleme kanalında bulunur. Donmayan bir glikol karışımı kapalı bir devrede dolaşarak ısıyı bir ısı eşanjöründen diğerine aktarır ve bu durumda klima santrali ile egzoz ünitesi arasındaki mesafe çok önemli olabilir.

Bu yöntemle ısı geri kazanımının verimi %60'ı geçmez. Maliyet nispeten yüksektir, ancak bazı durumlarda bu, ısı geri kazanımı için tek seçenek olabilir.

Pirinç. 1.8 - Bir ara ısı taşıyıcı kullanarak ısı geri kazanımı ilkesi

Döner ısı eşanjörü (döner ısı eşanjörü, reküperatör) - yatay hava geçişi için kanalları olan bir rotordur. Rotorun bir kısmı egzoz kanalında, bir kısmı da besleme kanalındadır. Dönen rotor, egzoz havasından ısı alır ve bunu besleme havasına aktarır ve hem duyulur hem de gizli ısı ve nem iletilir. Isı geri kazanım verimi maksimumdur ve %80'e ulaşır.

Pirinç. 1.9 - Döner ısı eşanjörlü ACS PVV

Bu yöntemin kullanımına ilişkin sınırlama, öncelikle egzoz havasının %10'a kadarının besleme havası ile karıştırılması ve bazı durumlarda bu kabul edilemez veya istenmeyen (havada önemli düzeyde kirlilik varsa) olması nedeniyle uygulanır. . Tasarım gereksinimleri önceki versiyona benzer - egzoz ve besleme makineleri aynı yerde bulunur. Bu yöntem ilkinden daha pahalıdır ve nadiren kullanılır.

Genel olarak, kurtarmalı sistemler kurtarmasız benzer sistemlerden %40-60 daha pahalıdır, ancak işletim maliyetleri önemli ölçüde farklılık gösterecektir. Günümüzün enerji fiyatlarında bile, bir geri kazanım sisteminin geri ödeme süresi iki ısıtma mevsimini geçmez.

Enerji tasarrufunun da kontrol algoritmalarından etkilendiğini belirtmek isterim. Ancak, tüm havalandırma sistemlerinin bazı ortalama koşullar için tasarlandığı her zaman dikkate alınmalıdır. Örneğin, bir kişi için dış hava akış hızı belirlendi, ancak gerçekte oda kabul edilen değerin %20'sinden daha az olabilir, bu durumda elbette hesaplanan dış hava akış hızı açıkça aşırı olacaktır, aşırı modda havalandırma, makul olmayan bir enerji kaynağı kaybına yol açacaktır. Bu durumda, örneğin kış / yaz gibi çeşitli çalışma modlarını dikkate almak mantıklıdır. Otomasyon bu tür modları ayarlayabiliyorsa, tasarruf açıktır. Diğer bir yaklaşım, oda içindeki gaz ortamının kalitesine bağlı olarak dış hava akışının düzenlenmesi ile ilgilidir, yani. otomasyon sistemi, zararlı gazlar için gaz analizörleri içerir ve zararlı gazların içeriği izin verilen maksimum değerleri aşmayacak şekilde dış hava akışının değerini seçer.

1.3 Pazarlama araştırması

Şu anda, dünyanın önde gelen tüm havalandırma ekipmanı üreticileri, tedarik ve egzoz havalandırması için otomasyon pazarında geniş çapta temsil edilmektedir ve her biri belirli bir segmentte ekipman üretiminde uzmanlaşmıştır. Havalandırma ekipmanı pazarının tamamı aşağıdaki uygulama alanlarına ayrılabilir:

Ev ve yarı endüstriyel amaçlar için;

Endüstriyel amaçlı;

"Özel" amaçlar için havalandırma ekipmanı.

Bitirme projesi, endüstriyel tesislerin besleme ve egzoz sistemleri için otomasyon tasarımını dikkate aldığından, önerilen geliştirmeyi piyasada mevcut olanlarla karşılaştırmak için, tanınmış üreticilerin benzer mevcut otomasyon paketlerini seçmek gerekir.

Mevcut ACS PVV paketlerinin pazarlama araştırmasının sonuçları Ek A'da sunulmaktadır.

Bu nedenle, pazarlama araştırmasının bir sonucu olarak, farklı üreticilerin en sık kullanılan ACS PVV'lerinden bazıları dikkate alındı, teknik belgeleri incelenerek aşağıdaki bilgiler elde edildi:

İlgili ACS PVV paketinin bileşimi;

Kontrol parametrelerinin kaydı (hava kanallarındaki basınç, sıcaklık, temizlik, hava nemi);

Programlanabilir mantık denetleyicisinin ve donanımının markası (yazılım, komut sistemi, programlama ilkeleri);

Diğer sistemlerle bağlantıların mevcudiyeti (yangın otomatiği ile iletişim sağlanıyor mu, yerel alan ağı protokolleri için destek var mı);

Koruyucu tasarım (elektrik güvenliği, yangın güvenliği, toz koruması, gürültü bağışıklığı, nem koruması).

2. Otomatik kontrol nesnesi olarak üretim atölyesinin havalandırma ağının tanımı

Genel olarak, havalandırma ve hava hazırlama sistemlerinin otomasyonuna yönelik mevcut yaklaşımların analizinin sonuçlarına ve ayrıca tipik şemaların analitik incelemelerinin sonuçlarına dayanarak, bitirme projesinde ele alınan görevlerin ilgili olduğu sonucuna varılabilir. şimdiki zaman, aktif olarak düşünülmüş ve uzmanlaşmış tasarım büroları (SKB) tarafından incelenmiştir.

Havalandırma sistemi için otomasyonun uygulanmasına yönelik üç ana yaklaşım olduğunu not ediyorum:

Dağıtılmış yaklaşım: PVV'nin otomasyonunun yerel anahtarlama ekipmanı temelinde uygulanması, her fan ilgili cihaz tarafından kontrol edilir.

Bu yaklaşım, daha fazla genişlemenin öngörülmediği nispeten küçük havalandırma sistemlerinin otomasyonunu tasarlamak için kullanılır. O en yaşlıdır. Yaklaşımın avantajları arasında, örneğin, kontrollü havalandırma kollarından birinde bir kaza olması durumunda, sistemin sadece bu bağlantı/bölümü acil durdurma yapması yer alır. Ek olarak, bu yaklaşımın uygulanması nispeten basittir, karmaşık kontrol algoritmaları gerektirmez ve havalandırma sistemi cihazlarının bakımını basitleştirir.

Merkezi yaklaşım: bir grup mantık denetleyicisine veya bir programlanabilir mantık denetleyicisine (PLC) dayalı otomatik havalandırma sisteminin uygulanması, tüm havalandırma sistemi programlanmış verilere göre merkezi olarak kontrol edilir.

Merkezileştirilmiş yaklaşım, dağıtılmış yaklaşımdan daha güvenilirdir. VVV'nin tüm yönetimi katıdır ve program temelinde gerçekleştirilir. Bu durum, hem program kodunun yazılması (acil durumlarda yapılacak işlemler de dahil olmak üzere birçok koşulun dikkate alınması gerekir) hem de kontrol PLC'sinin özel koruması için ek gereksinimler getirir. Bu yaklaşım, küçük idari ve endüstriyel kompleksler için uygulama bulmuştur. Ayarların esnekliği, sistemi makul sınırlara ölçeklendirme yeteneği ve sistemin karma bir organizasyon ilkesine göre mobil entegrasyonu olasılığı ile ayırt edilir;

Karma yaklaşım: büyük sistemlerin tasarımında kullanılır (büyük performansa sahip çok sayıda kontrollü ekipman), dağıtılmış ve merkezi bir yaklaşımın birleşimidir. Genel durumda, bu yaklaşım, bir kontrol bilgisayarı ve bağımlı "mikro bilgisayarlar" tarafından yönetilen bir seviye hiyerarşisini varsayar, böylece işletme ile ilgili olarak küresel bir kontrol üretim ağı oluşturur. Başka bir deyişle, bu yaklaşım sistem dağıtımı ile dağıtık-merkezi bir yaklaşımdır.

Mezuniyet tasarımında çözülmesi gereken görev açısından, en çok tercih edilen, PVV otomasyonunun uygulanmasına yönelik merkezi bir yaklaşımdır. Sistem küçük endüstriyel tesisler için geliştirildiğinden, daha sonra IPV'nin tek bir ACS'sine entegrasyonu amacıyla bu yaklaşımı diğer nesneler için kullanmak mümkündür.

Çoğu zaman, havalandırma kontrol kabinleri, bir bilgisayar monitöründe görüntülenen bilgilerle havalandırma sisteminin durumunun izlenmesine izin veren bir arayüz ile sağlanır. Bununla birlikte, bu uygulamanın, kontrol programının ek komplikasyonlarını, durumu izleyen ve sensör anketinden görsel olarak elde edilen verilere dayanarak operasyonel kararlar veren bir uzmanın eğitimini gerektirdiğini belirtmekte fayda var. Ayrıca, acil durumlarda her zaman bir insan hatası faktörü vardır. Bu nedenle, bu koşulun uygulanması, PVV otomasyon paketinin tasarımına daha çok ek bir seçenektir.

2.1 Üretim atölyelerinin besleme ve egzoz havalandırması için mevcut otomatik kontrol sisteminin tanımı

Havanın parametrelerinin ve bileşiminin kabul edilebilir sınırlar içinde tutulmasından oluşan üretim atölyelerinin temel havalandırma ilkesini sağlamak için, çalışanların bulunduğu yerlere temiz hava sağlanması ve ardından havanın odaya dağıtılması gerekir.

Aşağıda şek. 2.1, uygulama sahasında mevcut olana benzer tipik bir besleme ve egzoz havalandırma sisteminin bir çizimini göstermektedir.

Endüstriyel tesislerin havalandırma sistemi, fanlar, hava kanalları, dış hava girişleri, atmosfere giren ve atmosfere yayılan havayı temizleme cihazları ve bir hava ısıtma cihazından (şofben) oluşur.

Mevcut besleme ve egzoz havalandırma sistemlerinin tasarımı, SNiP II 33-75 “Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme” ve ayrıca GOST 12.4.021-75 “SSBT. Havalandırma sistemleri. Kurulum, devreye alma ve çalıştırma gereksinimlerini belirten Genel gereksinimler”.

Atmosfere yayılan kirli havanın arıtılması özel cihazlar - toz ayırıcılar (enjeksiyon kalıplama üretim sahasında kullanılır), hava kanalı filtreleri vb. ile gerçekleştirilir. Toz ayırıcıların ek kontrol gerektirmediği ve tetiklendiği dikkate alınmalıdır. egzoz havalandırması açıldığında.

Ayrıca çalışma alanından çekilen havanın temizliği toz çökeltme odalarında (sadece kaba tozlar için) ve elektrostatik çökelticilerde (ince tozlar için) yapılabilir. Zararlı gazlardan hava temizleme, filtrelere (filtre hücrelerinde) uygulananlar da dahil olmak üzere özel emici ve kirletici maddeler kullanılarak gerçekleştirilir.

Pirinç. 2.1 - Üretim atölyesinin besleme ve egzoz havalandırma sistemi 1 - hava giriş cihazı; 2 - ısıtma için ısıtıcılar; 3- besleme fanı; 4 - ana hava kanalı; 5 - kanalın dalları; 6 - besleme nozulları; 7 - yerel emiş; 8 ve 9 - usta. egzoz hava kanalı; 10 - toz ayırıcı; 11 - egzoz fanı; 12 - saflaştırılmış havanın atmosfere atılması için şaft

Mevcut sistemin otomasyonu nispeten basittir. Havalandırmanın teknolojik süreci aşağıdaki gibidir:

1. vardiyanın başlangıcı - besleme ve egzoz havalandırma sistemi başlatılır. Fanlar, merkezi bir marş motoru tarafından tahrik edilir. Başka bir deyişle, kontrol paneli iki yolvericiden oluşur - başlatma ve acil durdurma / kapatma için. Vardiya 8 saat sürer - bir saat ara ile yani çalışma saatleri içinde sistem ortalama 1 saat boşta kalır. Ek olarak, kontrolün bu tür "engellenmesi", aşırı elektrik tüketimine yol açtığı için ekonomik olarak verimsizdir.

Unutulmamalıdır ki, egzoz havalandırmasının sürekli çalışması için üretim ihtiyacı yoktur, hava kirlendiğinde açılması tavsiye edilir veya örneğin çalışma alanından fazla ısı enerjisinin uzaklaştırılması gerekir.

2. Hava giriş cihazlarının damperlerinin açılması da yerel çalıştırma ekipmanı tarafından kontrol edilir, dış ortam parametreleri (sıcaklık, saflık) ile hava, besleme fanı tarafından hava kanallarına çekilir. baskı yapmak.

3. Dış ortamdan alınan hava, şofbenden geçerek kabul edilebilir sıcaklık değerlerine kadar ısınır ve besleme nozulları vasıtasıyla hava kanallarından odaya üflenir. Şofben havanın önemli ölçüde ısınmasını sağlar, ısıtıcının kontrolü manueldir, elektrikçi damper damperini açar. Yaz dönemi için ısıtıcı kapatılır. Isı taşıyıcı olarak kazan dairesinden sağlanan sıcak su kullanılmaktadır. Otomatik hava sıcaklığı kontrol sistemi yoktur, bunun sonucunda büyük bir kaynak taşması vardır.

Benzer Belgeler

MS8.2 kontrol cihazına dayalı besleme havalandırma ünitesi kontrol sistemini kullanmanın özellikleri. Kontrolörün temel işlevselliği. MC8.2'ye dayalı bir şema için bir besleme havalandırma tesisatının otomasyonu için bir spesifikasyon örneği.

pratik çalışma, 05/05/2010 eklendi

Soğutma kulelerinin standart tasarımlarının teknik özelliklerinin karşılaştırmalı analizi. Su temin sistemlerinin elemanları ve sınıflandırılması. Su geri dönüşüm sürecinin matematiksel modeli, otomasyon ekipmanı ve kontrollerinin seçimi ve tanımı.

tez, eklendi 09/04/2013

Besleme ve egzoz havalandırması için otomatik kontrol sisteminin işleyişinin temelleri, yapısı ve matematiksel açıklaması. Teknolojik proses ekipmanları. Regülatörün seçimi ve hesaplanması. ATS stabilite çalışması, kalitesinin göstergeleri.

dönem ödevi, 16/02/2011 eklendi

Çimento betonu bazlı ürünlerin ısı-nem tedavisi sürecinin tanımı. Buhar odasının havalandırma sürecinin otomatik kontrolü. Diferansiyel basınç göstergesi tipinin seçimi ve daraltma cihazının hesaplanması. Otomatik potansiyometrenin ölçüm devresi.

dönem ödevi, 25/10/2009 eklendi

Sonsuz çarkı işlemek için teknolojik yolun haritası. Ürün işleme için ödeneklerin ve sınırlayıcı boyutların hesaplanması. Bir kontrol programının geliştirilmesi. Germe cihazının gerekçesi ve seçimi. Endüstriyel binaların havalandırmasının hesaplanması.

tez, eklendi 08/29/2012

Tasarlanan kompleksin özellikleri ve üretim süreçleri için teknoloji seçimi. Su temininin mekanizasyonu ve hayvanların sulanması. Teknolojik hesaplama ve ekipman seçimi. Havalandırma ve hava ısıtma sistemleri. Hava değişimi ve aydınlatmanın hesaplanması.

dönem ödevi, eklendi 12/01/2008

Tedarik havalandırma sistemi, iç yapısı ve elemanların ilişkisi, kullanımın avantaj ve dezavantajlarının değerlendirilmesi, ekipman gereksinimleri. Enerji tasarrufu için önlemler, enerji verimli havalandırma sistemlerinin kontrolünün otomasyonu.

dönem ödevi, eklendi 04/08/2015

Elektrikle ısıtılan bir zeminin otomasyonu için teknolojik bir planın geliştirilmesi. Otomasyon elemanlarının hesaplanması ve seçimi. Kontrol şemasındaki gereksinimlerin analizi. Güvenilirliğin ana göstergelerinin belirlenmesi. Otomasyon ekipmanı kurarken güvenlik önlemleri.

dönem ödevi, eklendi 30/05/2015

Katalitik reformun teknolojik süreci için donatım. Otomasyon pazarının özellikleri. Bir kontrol bilgisayar kompleksi seçimi ve saha otomasyonu araçları. Regülatör ayarlarının hesaplanması ve seçimi. Teknik otomasyon araçları.

tez, 23/05/2015 eklendi

Doymuş hidrokarbon gazlarının işlenmesini otomatikleştirmek için projenin yapısal şemasının teknolojik açıklaması. Otomasyonun işlevsel diyagramının incelenmesi ve tesisatın enstrümantasyon seçiminin mantığı. Kontrol döngüsünün matematiksel modeli.

Hizmet verilen alanlarda termal rejimi tahmin etmek çok faktörlü bir iştir. Termal rejimin ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemleri yardımıyla oluşturulduğu bilinmektedir. Ancak ısıtma sistemleri tasarlanırken diğer sistemlerin oluşturduğu hava akışlarının etkisi dikkate alınmaz. Bu kısmen, hava akışlarının termal rejim üzerindeki etkisinin, hizmet verilen alanlardaki normatif hava hareketliliği ile önemsiz olabileceği gerçeğiyle doğrulanır.

Radyant ısıtma sistemlerinin kullanımı yeni yaklaşımlar gerektirir. Bu, işyerlerinde insan maruziyeti standartlarına uyma ve bina zarflarının iç yüzeyleri üzerindeki radyan ısı dağılımını hesaba katma ihtiyacını içerir. Gerçekten de, radyan ısıtma ile, bu yüzeyler esas olarak ısıtılır, bu da sırayla odaya konveksiyon ve radyasyon yoluyla ısı verir. Bunun nedeni, iç havanın gerekli sıcaklığının korunmasıdır.

Kural olarak, çoğu bina türü için ısıtma sistemleri ile birlikte havalandırma sistemleri gereklidir. Bu nedenle, gazlı radyant ısıtma sistemleri kullanıldığında, odanın havalandırma sistemleri ile donatılması gerekir. Zararlı gazların ve buharların salınması ile binaların minimum hava değişimi SP 60.13330.12 tarafından şart koşulmuştur. Isıtma havalandırma ve klima ve en az bir kez ve 6 m'den fazla yükseklikte - 1 m2 zemin alanı başına en az 6 m3. Ek olarak, havalandırma sistemlerinin performansı da tesislerin amacına göre belirlenir ve ısı veya gaz emisyonlarının özümsenmesi veya yerel egzozların telafi edilmesi koşullarından hesaplanır. Doğal olarak, yanma ürünlerinin asimilasyon durumu için hava değişim miktarı da kontrol edilmelidir. Çıkarılan havanın hacimlerinin telafisi, besleme havalandırma sistemleri tarafından gerçekleştirilir. Aynı zamanda, hizmet verilen alanlarda termal rejimin oluşumunda önemli bir rol, besleme jetlerine ve bunların getirdiği ısıya aittir.

Araştırma yöntemi ve sonuçları

Bu nedenle, radyan ısıtmalı ve havalandırmalı bir odada meydana gelen karmaşık ısı ve kütle transferi süreçlerinin yaklaşık bir matematiksel modelinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Matematiksel model, odanın karakteristik hacimleri ve yüzeyleri için bir hava-ısı dengesi denklemleri sistemidir.

Sistemin çözümü, havalandırma sistemlerinin etkisini dikkate alarak radyant ısıtma cihazlarının yerleştirilmesi için çeşitli seçeneklerle hizmet verilen alanlardaki hava parametrelerinin belirlenmesini mümkün kılar.

Radyant ısıtma sistemi ile donatılmış ve başka ısı üretimi kaynaklarına sahip olmayan bir üretim tesisi örneğini kullanarak matematiksel bir modelin inşasını ele alacağız. Radyatörlerden gelen ısı akıları aşağıdaki gibi dağıtılır. Konvektif akışlar, tavanın altındaki üst bölgeye yükselir ve iç yüzeye ısı verir. Radyatörün ısı akışının radyan bileşeni, odanın dış çevre yapılarının iç yüzeyleri tarafından algılanır. Buna karşılık, bu yüzeyler iç havaya konveksiyon yoluyla ve diğer iç yüzeylere radyasyon yoluyla ısı verir. Isının bir kısmı, dış çevre yapılarından dışarıdaki havaya aktarılır. Isı transferinin hesaplama şeması, Şek. 1 A.

Radyant ısıtma sistemi ile donatılmış ve başka ısı yayma kaynaklarına sahip olmayan bir üretim tesisi örneğini kullanarak matematiksel bir modelin inşasını ele alacağız. Konvektif akışlar, tavanın altındaki üst bölgeye yükselir ve iç yüzeye ısı verir. Radyatörün ısı akışının radyan bileşeni, odanın dış çevre yapılarının iç yüzeyleri tarafından algılanır.

Ardından, hava akışı sirkülasyon şemasının yapısını düşünün (Şekil 1b). Hava değişimi "doldurma" organizasyonu şemasını kabul edelim. Hava miktar olarak verilir M pr servis verilen alan yönünde ve bir akış hızı ile üst bölgeden uzaklaştırılır M içinde = M vb. Hizmet verilen alanın üst seviyesinde, jet içindeki hava akışı M sayfa Besleme jetindeki hava akışındaki artış, jetten ayrılan dolaşımdaki hava nedeniyle oluşur.

Akışların koşullu sınırlarını tanıtalım - hızların yalnızca kendilerine normal bileşenlere sahip olduğu yüzeyler. Şek. 1b'de, akış sınırları kesikli bir çizgi ile gösterilmiştir. Ardından tahmini hacimleri seçiyoruz: hizmet verilen alan (kalıcı insanların kaldığı bir alan); besleme jeti ve duvara yakın konvektif akışların hacimleri. Duvara yakın konvektif akışların yönü, dış çevreleyen yapıların iç yüzeyinin sıcaklıkları ile ortam havasının oranına bağlıdır. Şek. Şekil 1b, düşen bir duvara yakın konvektif akışa sahip bir diyagramı göstermektedir.

Böylece, hizmet verilen alandaki hava sıcaklığı t wz, besleme jetlerinden gelen havanın, duvara yakın konvektif akışların ve zeminin ve duvarların iç yüzeylerinden gelen konvektif ısının karışmasının bir sonucu olarak oluşur.

Gelişmiş ısı transferi ve hava akışlarının sirkülasyonu şemalarını dikkate alarak (Şekil 1), tahsis edilen hacimler için ısı-hava dengesi denklemlerini oluşturacağız:

Burada ile— havanın ısı kapasitesi, J/(kg °C); Q gazlı radyant ısıtma sisteminin gücü, W; Q ile ve Q* c - servis verilen alan içindeki duvarın iç yüzeylerinden ve servis verilen alanın üzerindeki duvardan konvektif ısı transferi, W; t sayfa, t c ve t wz çalışma alanının girişindeki besleme jetindeki, duvara yakın konvektif akıştaki ve çalışma alanındaki hava sıcaklıklarıdır, °C; Q tp - odanın ısı kaybı, W, dış çevre yapılarından kaynaklanan ısı kayıplarının toplamına eşit:

Servis verilen alanın girişindeki besleme jetindeki hava akışı, M. I. Grimitlin tarafından elde edilen bağımlılıklar kullanılarak hesaplanır.

Örneğin, kompakt jetler oluşturan hava difüzörleri için jetteki akış hızı:

nerede m hız sönümleme faktörüdür; F 0 - hava dağıtıcısının giriş borusunun kesit alanı, m 2; x- hava dağıtıcısından servis alanına giriş yerine olan mesafe, m; İle n, izotermal olmama katsayısıdır.

Duvara yakın konvektif akıştaki hava akışı şu şekilde belirlenir:

nerede t c, dış duvarların iç yüzeyinin sıcaklığıdır, °C.

Sınır yüzeyleri için ısı dengesi denklemleri şu şekildedir:

Burada Q c , Q* c , Q pl ve Q pt - hizmet verilen alan içindeki duvarın iç yüzeylerinden konvektif ısı transferi - sırasıyla hizmet verilen alanın üzerindeki duvarlar, zemin ve kaplama; Q tp.s, Q* tp.s, Q mp.p., Q tp.pt - karşılık gelen yapılar yoluyla ısı kayıpları; W ile, W* c , W lütfen, W nm, emitörden bu yüzeylere ulaşan radyan ısı akılarıdır. Konvektif ısı transferi bilinen ilişki ile belirlenir:

nerede m J, yüzeyin konumu ve ısı akışının yönü dikkate alınarak belirlenen bir katsayıdır; F J yüzey alanıdır, m2; Δ t J, yüzey ile ortam havası arasındaki sıcaklık farkıdır, °C; J— yüzey tipi indeksi.

Isı kaybı Q tJ olarak ifade edilebilir

nerede t n, dış hava sıcaklığıdır, °C; t J, dış çevreleyen yapıların iç yüzeylerinin sıcaklığıdır, °C; R ve R n - dış çitin termal ve ısı transfer direnci, m 2 ° С / W.

Radyant ısıtma ve havalandırmanın birleşik etkisi altında ısı ve kütle transfer süreçlerinin matematiksel bir modeli elde edilmiştir. Çözümün sonuçları, havalandırma sistemleriyle donatılmış çeşitli amaçlar için binalar için radyan ısıtma sistemleri tasarlarken termal rejimin ana özelliklerini elde etmeyi mümkün kılar.

Radyant ısıtma sistemlerinin emitörlerinden yayılan ısı akışları wj yayıcıların ve çevreleyen yüzeylerin keyfi oryantasyonu yöntemine göre karşılıklı radyasyon alanları açısından hesaplanır:

nerede ile 0, kesinlikle siyah bir cismin emisyonudur, W / (m 2 K 4); ε IJ, ısı alışverişinde yer alan yüzeylerin azaltılmış emisyon derecesidir. İ ve J; H IJ, yüzeylerin karşılıklı radyasyon alanıdır İ ve J, m2 ; T I, radyatörün ısı dengesinden belirlenen, yayılan yüzeyin ortalama sıcaklığıdır, K; T J, ısı alan yüzeyin sıcaklığıdır, K.

Jetlerde ısı akışları ve hava akış hızları için ifadeleri değiştirerek, radyan ısıtmada ısı ve kütle transfer süreçlerinin yaklaşık bir matematiksel modeli olan bir denklem sistemi elde ederiz. Sistemi çözmek için standart bilgisayar programları kullanılabilir.