Légkezelő berendezések automatizálása
2006/12. lapszám | netadmin | 5905 |
Figylem! Ez a cikk 20 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Légkezelő berendezések automatizálása Irodaházak, üzemek, kiállítótermek, színházak, uszodák, éttermek, közösségi terek stb. fűtött-hűtött szellőztetését leggyakrabban légkezelő berendezésekkel oldják meg. A berendezéseket a gyártó/kereskedő cége...
Irodaházak, üzemek, kiállítótermek, színházak, uszodák, éttermek, közösségi terek stb. fűtött-hűtött szellőztetését leggyakrabban légkezelő berendezésekkel oldják meg. A berendezéseket a gyártó/kereskedő cégek az esetek többségében villamos elosztó és vezérlő automatika nélkül, "építőelemenként" szállítják, amit a gépészkivitelező cég a helyszínen épít össze.
A gépészeti tervek alapján egyedileg készülnek az erősáramú és automatika-kiviteli
tervek, majd a villamos kivitelező cég elvégzi a villamos erőátviteli elosztó
gyártását és helyszíni szerelését, az automatikát szállító szakcég szállítja
az automatika elosztót. Az erőátviteli berendezések, ventilátorok, szivattyúk
stb. a hozzájuk tartozó vezérléskapcsolókkal, zárlat- és motorvédelemmel, valamint
az alapvető reteszfeltételek kiépítésével az erőátviteli elosztóba, az automatikaelemek,
hőmérsékletérzékelők, motoros szabályozószelepek stb. pedig az automatikaelosztóba
kerülnek beépítésre, ill. bekötésre. Szerencsésebb esetben az automatika és
az erőátvitel egy elosztóba kerül, így nincs szükség "felesleges" kábelezésre
a két elosztó között, és elkerülhetők az összekötésből adódó hibalehetőségek.
Ebben a cikkben szeretném bemutatni, hogy egy átlagos felépítésű, viszonylag
egyszerű légtechnikai berendezés vezérlésérénél, szabályozásánál milyen szempontokat
érdemes figyelembe venni. Nem térünk ki a több fűtési regiszteres, levegő párásítására,
ill. nedvességének kicsapatására alkalmas légkezelőkre, valamint a frekvenciaváltós
ventilátorhajtásokra, ezekről egy későbbi számban írok. A cikk elsősorban DDC/PLC-programozásban
jártas szakembereknek szól, de azok számára, akik most ismerkednek a szabályozástechnikával,
néhány funkciót kicsit részletesebben körbeírok, ezért a profiktól elnézést
kérek. Mielőtt a vezérlés részletes ismertetésébe kezdenék, nézzük meg, hogy
egy átlagos, nagy számban használt légkezelő berendezés felépítése a levegő
áramlási irányát véve milyen részekből áll (ábra). Befúvó ág: 1. fagyvédelmi
zsalu, 2. frisslevegő-szűrő, 3. hővisszanyerő, 4. levegőszűrő, 5. fűtési regiszter,
6. hűtési regiszter, 7. befúvó ventilátor. Elszívó ág: 8. kidobottlevegő-szűrő,
9. elszívó ventilátor, 10. hővisszanyerő, 11. kidobottlevegő-zsalu. A korrekt
vezérléshez az alábbi automatikaelemekre van szükség: 12. zsalumozgató motor,
13., 15. szűrő differenciál-nyomáskapcsoló, 14. hővisszanyerő by-pass zsalu,
16. fűtési regiszter szabályozó motoros szelep, 17. fűtési regiszter keringető
szivattyú, 18. fagyvédelmi termosztát, 19. hűtési regiszter szabályozó motoros
szelep, 20. hűtési regiszter keringető szivattyú, 21. befúvó ventilátor differenciál-nyomáskapcsoló,
22. befújt levegő hőmérsékletérzékelő, 23. elszívott levegő hőmérsékletérzékelő,
24. szűrő differenciál nyomáskapcsoló, 23. elszívó ventilátor differenciál
nyomáskapcsoló, 25. deresedésvédő differenciál nyomáskapcsoló, 26. zsalumozgató
motor, 27. külső hőmérsékletérzékelő.
Most nézzük sorban a legfontosabb funkciókat, és hogy hogyan kell működtetnünk
az egyes elemeket.
Berendezések indítása
Az alapkiindulás az erőátviteli rész tervezésénél, hogy lehetőség szerint a
berendezés kézi üzemben is biztonságosan működtethető legyen. Ehhez szükséges,
hogy a ventilátorok és szivattyúk leágazásai a zárlat- és motorvédelmen túl
rendelkezzenek egy KÉZI-0-AUTOMATA üzemmód-választókapcsolóval, így lehetőség
van az egyes berendezések automatikától független kapcsolására. Ez különösen
fontos az olyan épületfelügyeleti rendszerre kötött DDC-vezérléseknél, ahol
a helyszínen nincs kezelőterminál. Hardveresen illik megoldani továbbá az
alapvető reteszfunkciókat is, mint pl. a fagyvédelmi reteszt és az ékszíjfelügyeletet.
A fagyvédelmi retesz
Nagyon fontos funkció, mert számtalan, szabályozástól független hiba miatt
(szabályozó szelep, fűtési szivattyú meghibásodása, fűtővíz-ellátás hiánya
stb.) a fűtési regiszterben a víz elfagyhat, és a regiszter tönkremehet.
Javítása, cseréje igen költséges, ezért érdemes nagyon odafigyelni. A fagyvédelmi
termosztátot a fűtési regiszter kilépő oldalára kell felszerelni. A kapillárcső
hosszának kiválasztásánál és a beépítésnél úgy járjunk el, hogy az lehetőség
szerint a fűtési regiszter teljes felületét lefedje. A kapható termosztátok
kapillárcsövének hossza általában 0,6-1,5-3-6 fm. A kapcsolási értéket +5
0C-ra kell beállítani. A termosztát kapcsolása esetén a ventilátorokat le
kell állítani, a fagyvédelmi zsalukat be kell zárni. Fontos, hogy a hibajelzés
öntartó legyen, csak nyugtázó gomb megnyomásával lehessen oldani, mert egyébként
a ventilátorok leállása után a termosztát visszamelegszik, és a rendszer
automatikusan újraindul. Így építhetünk könnyen ventilátorokkal csattogó
multivibrátort, ami pl. egy 15 kW-os ventilátornál már nem olyan vicces.
A relékkel kialakított reteszkörön túl a szabályozó automatikának is "tudnia
kell" a fagyveszélyről. A hibajel beérkezésére a fűtési szelepet 100%-ban
ki kell nyitni, és a fűtési szivattyút el kell indítani.
Néhány szó az indulási fagyvédelmi leállásokról, és ezek megakadályozásáról.
Egy korrekt, energiatakarékos szabályozás álló berendezés esetén a szabályozó
szelepeket lezárja, a szivattyúkat leállítja. Képzeljük el, mi történik -20
0C külső hőmérsékletnél, amikor elindítjuk a berendezést. A befújt és elszívott
hőmérséklet-érzékelő álló berendezésnél a gépház környezeti hőmérsékletét méri,
és amikor elindítjuk a készüléket, a szabályozó automatika még erre a hőmérsékletre
szabályoz. Az érzékelőkre ráfújt fagyos levegő hatására a szelepek ugyan nyitni
kezdenek, a szivattyú automatikusan elindul és keringteti a meleg vizet, de
az indulástól a regiszter felmelegedéséig akár percek is eltelhetnek. Természetesen
a fagyvédelmi termosztát ennél gyorsabban reagál, és leállítja a berendezést.
Ez nagyon bosszantó lehet, és az üzemeltetők sem fognak szeretni minket. Mit
tehetünk az ilyen esetek elkerülése érdekében? Először is szereljünk fel külső
hőmérsékletérzékelőt, és a vezérlő programot az alábbiak szerint írjuk meg.
Az automatikától érkező indítóparancs ne indítsa közvetlenül a befúvó ventilátort,
hanem kapcsoljon egy ún. előfűtési programot. Ez a befúvó ventilátor indítása
előtt a külső hőmérsékletnek megfelelően, bizonyos mértékben nyissa ki a fűtési
szelepet, és ezzel egy időben kapcsolja a fűtési szivattyút. A gyakorlatban
ez +10 0C-nál még 0%-os, -20 0C-nál már 100% szelepnyitást jelent, a két érték
között értelemszerűen lineárisan arányos értéket, pl. -5 0C-nál 50%-ot eredményez.
Ha van hővisszanyerőnk, az elszívó ventilátort járassuk ebben a periódusban
(ezzel a módszerrel műtőknél, tisztatereknél csínján bánjunk!), hogy a hővisszanyerő
felülete is átmelegedjen. Az előfűtési periódus szintén a külső hőmérséklettel
arányos ideig tartson, azaz +10 0C-nál és felette ne, -20 0C-nál már 150 sec-ig
késleltessük a befúvó indítását. Az eredmény: indulásnál előmelegített fűtési
regiszter és hővisszanyerő, elmarad a fagyvédelmi leállás. Az előfűtés után
kapcsoljunk vissza normál szabályozásba.
Fagyvédelmi zsalumozgató
motorok vezérlése
A belépő és kilépő oldalon lévő zsalukra mindig áramkimaradásra záró, rugó-visszatérítéses
hajtóműveket szereljünk. Ez azért fontos, mert normál nyit-zár motorok használatánál
áramkimaradás esetén a zsaluk nyitva maradnak, és nagy hidegben ezeken keresztül
a regiszter szétfagyhat. Vezérlésük nagyon egyszerű, a ventilátorok indításával
egy időben nyissuk ki a zsalukat. Ez alól kivételt képeznek a nagy teljesítményű
berendezések, itt érdemes pozíció-visszajelző segédkontaktussal ellátott hajtóművet
választani, és indításkor előbb a zsalu nyitását megkezdeni, majd a zsalu 20-30%-os
nyitását jelző kontaktusról indítani a ventilátorokat. Másik jó megoldás, ha
a ventilátorokat időrelével késleltetjük a mozgatómotor futásidejének megfelelően.
Ez azért fontos, mert a zsalu minimális nyitásáig a ventilátor egy légtömör
"falat" szív, ill. fúj, ami nem biztos, hogy jót tesz neki.
Differenciál nyomáskapcsolók
Légkezelő berendezésknél a differenciál
nyomáskapcsolót három funkcióra lehet használni.
1. Szűrő szennyezettség-jelzésére. Ilyenkor nyomáskapcsoló "+" ágát - a levegő áramlási irányát figyelembe véve - a szűrő elé, a "-" ágát pedig után kössük. Amíg a szűrő tiszta, a levegő viszonylag szabadon áramlik át rajta, és nem alakul ki nyomáskülönbség. Szennyezett szűrőnél a szűrő előtt torlódik a levegő, és a két oldalán megnő a nyomáskülönbség, a kapcsoló zárja kontaktusát. A szűrő-szennyezettséget általában csak az elosztószekrényen lámpajelzéssel, illetve felügyeletre kötött vezérlések esetén a DDC-be is bekötve szokás jelezni. A nyomáskapcsoló beállítási értékét mindig a szűrő típusa határozza meg, adatlapján megtalálható, hogy milyen nyomáskülönbségnél tekinthető szennyezettnek. Általánosságban ez 200-250 Pa környékén szokott lenni.
2. Ékszíjfelügyelet ventilátoroknál. Ebben az esetben a nyomáskapcsoló "+" ágát a ventilátor után a nyomott ágba kell kötni, a "-" ágat pedig elé. Amíg a ventilátor szállítja a levegőt, van nyomáskülönbség, ékszíjszakadás vagy egyéb hiba esetén megszűnik, és a kapcsoló bontja a kontaktust. Természetesen az ékszíjfelügyeletet csak a ventilátor indítása után 10-20 mp-cel kell figyelni, induló ventilátornál nem alakul ki azonnal nyomáskülönbség. A hibajelzést öntartóvá kell tenni, és berendezést le kell állítani. Beállítási értékét üzembe helyezéskor kell megállapítani úgy, hogy járó ventilátornál fentről indítva kapcsolási értékig tekerjük le a beállító tárcsát, majd ezen pont fölé állítjuk 20-30 Pa-lal. Ezzel a módszerrel akár a csúszó ékszíj miatti csökkenő levegőszállítás is detektálni lehet. Felvetődhet a kérdés, miért kell az egész berendezést leállítani. Képzeljük el, ha pl. csak az elszívás marad üzemben, milyen depressziót okozhat egy műtőben vagy egy laborban.
3. A következő felhasználási terület a hővisszanyerő deresedés-felügyelete,
de erről később, a hővisszanyerők vezérlésénél beszélünk. (folytatjuk) Müller
István
