Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции

Раздел: Кондиционирование

Наряду с системами регулирования в комплекс автоматизации входит и ряд других. Система контроля позволяет измерять ряд основных параметров, характеризующих режим работы СКВ и вентиляции и ее отдельных элементов. Система защиты и блокировки производит необходимые переключения, обеспечивает безаварийную работу в заданных режимах. Диспетчеризация (операторский контроль) дает наиболее важную информацию диспетчеру, который может вмешаться в процессы обработки воздуха. Для технической реализации дается краткая характеристика основных приборов автоматизации, приводятся методы их настройки и область использования.

8.1. Функциональныз схемы контроля параметров в системах кондиционирования и вентиляции

Система контроля параметров является средством оценки фактических (эксплуатационных) режимов работы систем и сравнения с теоретически необходимыми. Располагая данными о параметрах наружного воздуха, параметрах состояния воздуха в характерных точках системы, концентрации вредного вещества в воздухе поме щения, информацией о расходах воздуха в различных частях си стемы, параметрах тепло- и хладоносителя, можно построит в / — d-диаграмме последовательные процессы обработки воздуха оценить их целесообразность и эффективность, сравнить н: с оптимальными, выявить возможные причины несоответствия усовершенствовать «технологию» обработки воздуха. По резуль татам замеров можно составить балансовые уравнения, определит] мгновенные (часовые) нагрузки помещений, фактические значени! регулируемых параметров, положение регулирующих органов Без полноценной системы контроля специалист по наладке и экс плуатации систем не может объективно оценить работу системы работает как бы «вслепую».

Термодинамическое состояние воздуха в различных точках си стемы, если пренебречь некоторым изменением атмосферного давле ния, однозначно определяется двумя параметрами. Обычно опре деляют температуру сухого и мокрого термометров, поэтому дл$ построения точек состояния воздуха и процессов его обработка в каждой точке измеряют два параметра. Применяемые условные обозначения не учитывают, какую температуру (по сухому ил1 мокрому термометрам) должен показывать прибор контроля. Учитывая эту особенность обозначений, условимся, что один из прибороЕ показывает температуру (сухой термометр), а другой —влажность (мокрый термометр).

Определим требования к местам измерения параметров в системе контроля. Как и в системе автоматической стабилизации точка замера должна быть информативной, т. е. позволять оценивать параметр, работу отдельного аппарата, системы в целом и т. д. С этих позиций требуется производить замер до и после каждого тепломассообменного аппарата, до и после помещения. Однако принцип выбора точек замера часто наталкивается на такое препятствие, как распределенность параметров в поперечном сечении центральных кондиционеров и приточных вентиляционных камер. Неравномерность температур по высоте после воздухонагревателя, например, может достигать десятка (или нескольких десятков) градусов. Измерить среднюю по площади, т. е. балансовую, температуру без специальных мер в этих условиях невозможно. Если же измерение средней температуры оказывается необходимым, то применяют разные способы. Один из них основан на установке ряда датчиков контроля (например, термометров сопротивления)' и их последовательно-параллельном соединении, что позволяет контролировать температуру, приближающуюся к средней. Если же требуется местный контроль, то в поперечном сечении устанавливают много равноотстоящих друг от друга показывающих термометров, а их показания записывают и усредняют. В лабораторных замерах используют проводник большой длины, размещаемый в той плоскости, где нужно замерить среднюю температуру.

Учитывая распределенность параметров, приборы контроля термодинамических параметров на участке от камеры смешения до

приточного вентилятора обычно без специальных мер устанавливать нецелесообразно. Состояние воздуха после обработки измеряют после приточного вентилятора, когда неравномерность существенно уменьшается. Большая скорость потока воздуха делает минимальной инерционность первичных преобразователей (датчиков). Измерение параметров воздуха в помещении, где подвижность воздуха мала, характеризуется значительной инерционностью во времени (см.  3.17) и определенной неравномерностью параметров в пространстве.

Требования к объему и содержанию системы контроля параметров изложены в нормах проектирования СНиП II-33—75. Приборы контроля принято делить на дистанционные и местные. Дистанционный контроль рекомендуется применять для тех параметров, которые характеризуют работу системы в целом. К таким параметрам следует отнести: параметры наружного воздуха, определяющие исходное мгновенное состояние воздуха на входе в систему, параметры приточного, внутреннего (в обитаемой или рабочей зоне), уходящего из помещения и рециркуляционного воздуха. Если в системе рециркуляционный воздух не используется, то его параметры не измеряют. При использовании утилизации теплоты уходящего воздуха следует предусматривать дистанционный контроль параметров до и после аппарата, утилизирующего теплоту (или холод). Температура мокрого термометра наружного воздуха при отрицательных температурах не может измеряться. Точка исходного состояния наружного воздуха в / — d-диаграмме ставится приближенно, по температуре сухого термометра.

Схема размещения приборов дистанционного контроля параметров в системе показана на  8.1. Поскольку основные точки замеров практически не меняются, то эта схема мало зависит от вида системы: кондиционирования или вентиляции. Дистанционный контроль позволяет, не уходя с пульта управления и контроля, оперативно оценить поддержание заданных параметров, тепловую и влажностную нагрузки помещения, характеристику процесса, режим работы системы, сравнить фактический режим с режимом теоретически оптимальным. В то же время оценить режим работы отдельных аппаратов из-за неоднородности параметров затруднительно, для этого требуются дополнительные сведения о расходах воздуха в системе, расходе тепло- и хладоносителя. Дистанционный контроль наиболее эффективен при наличии в объекте большого количества систем и их значительной удаленности друг от друга.

Местный контроль применяется для определения всех характерных значений параметров, когда оператор находится в непосредственной близости от установки кондиционирования воздуха или приточной вентиляционной камеры. В качестве показывающих приборов используются термометры расширения и жидкостные манометры. В каждом сечении требуется установка двух термометров: сухого и мокрого. Приборы местного контроля в воздухе устанавливают, как правило, в тех же точках системы, что и приборы дистанционного контроля (см.  8.1). Кроме того, контролируют перепад давлений на воздушном фильтре, что характеризует состояние (загрязнение) фильтрующей поверхности.

Местный контроль предусматривает определение параметров тепло- и хладоносителя на входе и выходе из аппаратов системы. Обычно измеряют давление воды перед аппаратом, температуру воды до и после аппарата. Интересную информацию для составления двустороннего баланса аппаратов дает применение расходомеров для аппаратов систем. О соблюдении графика теплоносителя можно судить по сочетаниям замеренных температур теплоносителя — горячей воды и наружного воздуха. Опасным по условиям замерзания воды в трубках воздухонагревателя, управляемого расходом воды, является превышение температурного графика теплоносителя (это объясняется в п. 8.2). Температура воды в поддоне оросительной камеры позволяет оценить предельное состояние обрабатываемого воздуха; перепад температур воды до и после камеры — охлаждающую способность воды и протекающий процесс (изоэнтальпийный или политропный).

Приборы местного контроля показаны на схеме  8.1. В зависимости от технологической схемы системы и применяемых аппаратов для обработки воздуха объем средств контроля меняется. Наряду с термодинамическими параметрами, в объектах с выделениями вредных веществ, особенно токсичных, нестационарных во времени и распределенных в объеме помещения, может потребоваться контроль газового состава, т. е. концентрации в воздухе выделяющихся вредных веществ. Для этого используют газоанализаторы разных типов и конструкций. Концентрация характеризует санитарно- гигиенический эффект работы системы вентиляции или кондиционирования. Контролю концентрации при проектировании обычно уделяют недостаточное внимание.

В системе местного и дистанционного контроля необходимо предусматривать информацию об основном аэродинамическом параметре — расходе воздуха в той или иной точке системы. Этому уделялось недостаточно внимания, так как системы чаще работают при постоянной производительности. В зависимости от вида системы может потребоваться разная информация о расходах. В наиболее общем случае центральной многозональной системы переменной производительности имеется три уровня управления расходами (см. п. 6.1), поэтому нужно определять производительность вентиляторов, расходы наружного, рециркуляционного и выбросного воздуха, а также расходы воздуха в зонах регулирования. К сожалению, применяемые средства контроля не позволяют непосредственно определять расход воздуха в каждой точке системы. О величине расхода воздуха можно судить только косвенно и приближенно по положению исполнительного механизма соответствующего регулирующего органа (воздушного клапана или направляющего аппарата). Для каждого регулирующего органа требуется иметь регулировочную характеристику как зависимость расхода воздуха от положения ИМ. Эта характеристика в большей или меньшей мере нелинейна, особенно если клапан поставлен без расчета. Кроме того, нужно помнить, что расход воздуха зависит не только от его положения, но и от производительности вентилятора, которая в общем случае переменна. Данные о положении исполнительного механизма нужно передавать на щит управления и контроля.

Показания приборов системы контроля используются для оценки фактических режимов работы системы, ее элементов и выявления тех или иных недостатков. Так, построение в I —d-диаграмме ряда точек последовательных состояний воздуха дает представление о режиме работы системы. Сравнение фактического и оптимального режимов характеризует возможные резервы совершенствования системы. Отдельные процессы характеризуют эффективность работы тех или иных элементов и узлов системы. Большой нагрев приточного или рециркуляционного воздуха свидетельствует о негерметичности соединения воздуховодов, о подсосах воздуха, о низком качестве теплоизоляции. Сравнение температур воздуха в рабочей зоне и уходящего из помещения характеризует эффект распределения воздуха в помещении. Если, например, температура уходящего воздуха ниже, чем в рабочей зоне, то это характеризует возможность перетекания приточных струй в вытяжные отверстия.

Системы контроля создаются для эксплуатации систем в контролируемом режиме, повышения ее эффективности. Известно, что уровень эксплуатации часто остается недостаточным, поэтому следует адресовать несколько строк персоналу, эксплуатирующему системы. Для каждой системы должна быть построена расчетная схема термодинамического состояния системы (в I — ^-диаграмме) с указанием области наружного климата, возможных режимов работы систем, их границ (в том числе переменных), последовательности процессов обработки воздуха в каждом режиме. Только при этом условии можно наложить и сравнить фактические и расчетные процессы при данных (мгновенных) значениях наружных параметров и нагрузок помещения, для чего в основном и нужна система контроля.

8.2. Схемы блокировки, защиты оборудования и сигнализации в системах кондиционирования и вентиляции

Устройства блокировки, защиты оборудования и сигнализации выполняют следующие функции:

обеспечение перевода из одного крайнего положения в другое (реверса) клапанов наружного, рециркуляционного и выбросного воздуха по величине энтальпии наружного воздуха в режиме работы системы с потреблением холода;

 синхронизацию управления совместно работающих воздушных клапанов, направляющих аппаратов, а также водяных клапанов;

перевод воздушных клапанов, соединяющих систему с наружной средой, и направляющих аппаратов вентиляторов в положение «закрыто» при выключении системы (вентиляторов); при отрицательных /нар эта мера уменьшает опасность замерзания воды;

автоматическую защиту воздухонагревателей первого подогрева, управляемых преимущественно расходом воды, от замерзания воды в рабочее время (при превышении графика температуры теплоносителя) и в нерабочее;

автоматический трехминутный прогрев воздухонагревателя (Вн) первого подогрева перед пуском двигателя приточного вентилятора;

блокировку пуска оборудования: вентиляторов, насоса, фильтра и клапанов;

блокировку пуска систем местной вентиляции с работой технологического оборудования, а также блокировку пуска систем аварийной вентиляции при превышении концентрации вредных и взрывоопасных веществ в воздухе помещения;

сигнализацию о превышении концентрации вредных и взрывоопасных веществ;

сигнализацию о необходимости включения в работу холодильной установки и др.

Таким образом, требуемые решения по блокировке, защите оборудования и сигнализации, вытекающие из анализа технологических режимов работы системы, разнообразны. Рассмотрим некоторые решения более подробно.

Реверс воздушных клапанов наружного, рециркуляционного и выбросного воздуха обеспечивает в соответствии с теорией работу систем в зависимости от термодинамического потенциала наружного воздуха с максимальным (при /нар < /р) и минимальным (при /нар > /р) расходом наружного воздуха. Таким образом, реверс клапанов требуется производить по энтальпии наружного воздуха, сравниваемой с известной энтальпией рециркуляционного воздуха. Эффект, возникающий при использовании реверса клапанов, зависит от распределения повторяемости энтальпии наружного воздуха, численных значений /р и /к, соотношения расходов наружного GHmin и приточного Gnp воздуха. В определенных условиях реверс клапанов приводит к сокращению годового расхода холода на несколько тысяч ватт в расчете на 1 кг часовой производительности системы.

Функциональная схема, обеспечивающая автоматический реверс воздушных клапанов, изображена на  8.3. В канале наружного воздуха установлен датчик энтальпии или температуры мокрого термометра. Двухпозиционный регулятор настроен на энтальпию /р (или fp. м). Если энтальпия или температура наружного воздуха по мокрому термометру наружного воздуха ниже заданной (/р, /р.м). т0 клапаны наружного и выбросного воздуха полностью

открыты, а клапан рециркуляционного воздуха, наоборот, полностью закрыт. Если энтальпия /нар превысит /р, то клапаны переходят в другое крайнее положение, при этом клапан наружного воздуха пропускает расход в количестве GHapmln, а клапан выбросного воздуха — еще меньший расход (на величину объема, удаляемого местными отсосами и теряемого в неплотностях воздуховодов и ограждений помещения).

Схема реверса клапанов несколько видоизменится, если система работает при переменной производительности приточного и рецир- куляционно-вытяжного вентиляторов, что приводит к изменению расходов наружного, рециркуляционного и выбросного воздуха. Такое положение обычно оказывается нежелательным, ибо минимальный расход наружного воздуха обычно задан некоторым числом (GHapmln); задан и минимальный расход выбросного воздуха (GBbj6pmln). Постоянное минимальное значение этих расходов при переменной производительности вентиляторов можно обеспечить только специальными мерами. Одним из возможных решений в режиме при /нар > /р является отсоединение от управления и прикрытие клапанов наружного и выбросного воздуха и синхронизация управления ИМ рециркуляционным клапаном и направляющим аппаратом приточного вентилятора.

При работе и управлении системой часто возникает требование синхронизации управления двумя или тремя ИМ. Синхронизация реализует определенную взаимосвязь положений нескольких исполнительных механизмов, благодаря этому достигается управление температурой воды или воздуха в аппаратах систем за счет смешения двух расходов без существенного изменения характеристик нагнетателей (вентиляторов и насосов). Кроме того, синхронизация позволяет получить требуемую взаимосвязь расходов в разных элементах и частях систем, которые должны работать совместно. Кроме рассмотренного такая синхронизация требуется для управления зональными клапанами на притоке и вытяжке в многозональных системах переменной производительности; для управления производительностью приточного и рециркуляционно-вытяжного вентиляторов в однозональных системах переменной производительности; для управления расходами воды в оросительных камерах, воздухонагревателях и других аппаратах путем изменения перед ними температуры воды.

Для синхронизации управления двумя ИМ используется реостатная обратная связь. Из двух ИМ один выбирается ведущим, другой — ведомым. В общем случае учитывают разный ход исполнительных механизмов, что достигается введением корректирующих сопротивлений. По сигналу регулятора приходят в движение ведущий и ведомый ИМ, последний останавливается при остановке ведущего. Балансировка схемы, включающей реостаты обратной связи ИМ, производится с помощью специальных приборов — балансных реле.

Автоматическая защита воздухонагревателей первого подогрева и калориферных установок от замерзания воды из-за широкого распространения в отечественной практике управления расходом воды имеет большое значение. Сначала остановимся на причинах, приводящих к замерзанию воды в трубках. Физическая причина связана с ламинарным режимом движения воды в трубках (при Re = = w dTVIv< 2300) при отрицательной температуре наружного воздуха, плохим перемешиванием потоков наружного и рециркуляционного воздуха перед теплообменником, переохлаждением воды в аппарате. При диаметре трубки теплообменника dTP = 0,022 м ламинарный режим достигается при скоростях воды меньше 0,1 м/с. В этом режиме эпюра скоростей неравномерна, перемешивание отсутствует и скорость у стенок близка к нулю. Из-за малого термического сопротивления стенки (6А) температура воды у стенки приближается к температуре воздуха. Наиболее реально замерзание воды в первом ряду трубок со стороны потока наружного воздуха.

Несмотря на множество фактов замерзания воды, их можно связать с тремя основными причинами (по И. И. Зингерману).

1. Ошибки, допущенные при проектировании и связанные с неправильным выбором поверхности нагрева, обвязок по теплоносителю и способа управления. Следствием этого является опасность замерзания и работа защиты, что недопустимо в рабочее время при отсутствии аварийных причин. Опасны большой запас поверхности, приводящий к снижению расхода и скорости воды, параллельные обвязки по воде и управление процессом нагревания изменением расхода воды. Последнее здесь не рассматривается, так как изложено в п. 5.2. Термин «запас поверхности» нестрог и возникает только в том случае, если ошибочно полагать температуру охлажденной воды (twк) известной, а не искомой величиной. Тогда «запас» характеризует, в какой мере эта желаемая температура tWK будет отличаться от фактической. Чем больше запас поверхности, тем ниже tWK по отношению к желаемой и тем меньше фактический расход теплоносителя. Таким образом, увеличение запаса поверхности равносильно снижению twк, расхода воды и скорости в трубках, а это как раз и приводит к опасности замерзания.

Обвязки теплообменников (калориферов) влияют на многое: на взаимное направление потоков воздуха и теплоносителя в аппарате; возникающие при этом локальные"перепады температур, что изме*

няет расчетный расход, скорость воды в трубках, гидравлическое сопротивление и температуру охлажденной воды, неравномерность температур воздуха на выходе из теплообменного аппарата. Не рассматривая подробно все возможные обвязки, отметим, что предпочтение нужно отдавать последовательно-параллельным обвязкам в пределах одной секции аппарата и параллельным между секциями. Такая схема показана на  8.4. При управлении расходом воды каждая секция имеет отдельный регулирующий орган при последовательном управлении ИМ. Сначала управляют последней по ходу воздуха секцией, при ее закрытии — предпоследней и т. д. Обычно не обращают внимания на происходящее расслоение температур, так как в /—^-диаграмме изображают средние (балансовые) состояния воздуха. Например, средняя температура воздуха перед его нагреванием /ц. ср = = +7 °С вовсе не характеризует того, что замерзание не произойдет, так как внизу может идти наружный воздух с отрицательной температурой. Из-за опасности замерзания сложно рассчитывать процесс при малом нагреве воздуха; в этом случае даже минимальная поверхность нагрева может оказаться чересчур большой и поэтому потребуется очень малый расход воды. В этом весьма характерном случае можно избежать замерзания, применив другой способ управления— температурой воды. Пример расчета такого процесса приведен в п. 5.2. \ 2. Превышение температуры горячей воды по сравнению с графиком теплоносителя является аварийной причиной замерзания— в таком случае применяется автоматическая защита. Если процесс нагревания управляется изменением расхода воды, то при превышении ее графика происходит перегрев воздуха и регулятор уменьшает расход воды, что снижает скорость в трубках и создает опасность замерзания. Превышение графика часто наблюдается в весенний период («перетоп») при температурах наружного воздуха около нуля.

3. Замерзание воды вследствие недостатков конструкции аппарата, приводящих к скоплению воздуха и нарушению циркуляции воды. Кроме того, опасность замерзания может возникать в нерабочее время при перетекании холодного воздуха из-за негерметичности клапана наружного воздуха и при полном закрытии плунжера водяного клапана (без утечек через клапан). В этом режиме многое зависит от уровня эксплуатации систем, очистки воды в системе теплоснабжения, работы защиты от замерзания.

Хотя основной причиной замерзания является малая скорость движения воды в трубках, схему автоматической защиты до сих пор не удается связать со скоростью. Место, где будет минимальной

температура, переменно и не совпадает с местом, где минимальна скорость. Датчики на малые скорости воды (0,2 м/с и меньше) серийно не выпускаются, а конструктивное размещение его в трубке сложно. Применяемые решения по автоматической защите следует предусматривать для аварийных ситуаций и нерабочего времени. Решения, приводящие к включению защиты в рабочее время, недопустимы, так как приводят к отклонению регулируемых параметров. Таким образом, выбор поверхности нагрева, обвязки и способа управления должен полностью исключить возможность включения защиты.

Схема автоматической защиты ( 8.5) обычно~основана на использовании двухпозиционных терморегуляторов, датчики которых установлены в воздухе перед аппаратом, где температура воздуха наинизшая, и в трубопроводе охлажденной воды. Опасность замерзания связывают с понижением температуры воздуха перед аппаратом (ta < 3 °С) и одновременным понижением температуры охлажденной воды, например twa < < 25 °С. Если обе температуры будут ниже указанных значений, то в схеме открывается водяной клапан, происходит прогрев воздухонагревателя, в основных вариантах останавливают приточный вентилятор. В нерабочее время схему видоизменяют: нагрев используется, чтобы повысить температуру воздуха перед воздухонагревателем до tH > >• 3 °С и после этого нагрев прекращается. Регулятор как бы заботится о том, чтобы температура малоподвижного воздуха перед Вн не оказалась отрицательной. Если аппарат управляется переменной температурой воды и водяной клапан на обратной воде имеет утечку в закрытом положении плунжера, то применение автоматической защиты не требуется.

Сходную задачу выполняет и блокировка, называемая автоматическим трехминутным прогревом Вн. Перед включением в работу приточного вентилятора подается сигнал на открытие клапана на теплоносителе и Вн прогревается. Спустя три минуты по сигналу реле времени включается вентилятор, и холодный наружный воздух приходит в движение. Однако вода в аппарате замерзать не будет, так как трубки предварительно прогреты. По результатам наладки [19] оказалось, что при использовании пропорционального регулятора температуры, управляющего Вн, с зоной пропорциональности 2—3° могут возникнуть такие неполадки: после прогрева датчик может иметь температуру выше заданной, и регулятор дает команду на прикрытие водяного клапана, что создает условия замерзания воды, поэтому рекомендуется использовать астатическую импульсную систему регулирования Вн.

Блокировка пуска оборудования обеспечивает последовательное включение и останов основного оборудования системы: двигателей

вентиляторов и насоса, фильтра, направляющего аппарата, клапанов наружного и выбросного воздуха. Наряду с блокировкой предусматривается индивидуальный пуск оборудования.

8.3 Операторское управление (диспетчеризация) систем кондиционирования и вентиляции

В современных автоматизированных производствах управление технологическими процессами осуществляется, как правило, из пунктов управления, называемых операторскими или диспетчерскими пунктами. При этом строгой границы разграничения понятий «операторский» или «диспетчерский» пункт, «оператор» или «диспетчер» не существует. Различие между ними состоит в масштабе и сложности выполняемых задач.

Традиционно для систем кондиционирования воздуха и вентиляции принят термин «диспетчеризация». Так, в СНиП II-33—75 говорится о диспетчеризации систем кондиционирования воздуха и вентиляции. Термин «диспетчеризация» применен также в справочнике проектировщика [34]. В настоящее время можно выделить два основных подхода к диспетчеризации систем кондиционирования воздуха и вентиляции на промышленных предприятиях и в общественных зданиях.

Для систем технологического кондиционирования воздуха, т. е. систем, для которых требования к точности и поддержанию параметров установлены технологическими картами на технологический процесс, главное назначение диспетчеризации — способствовать обеспечению заданных параметров микроклимата, в том числе и в случаях, когда авторегуляторы не в состоянии обеспечить поддержание параметров (переходные периоды года, резкие возмущения в зонах, отклонения от нормы параметров теплоносителя, хладоно- сителя или орошающей воды и т. п.).

Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха общего назначения основная задача диспетчеризации состоит в улучшении условий эксплуатации систем и сокращении при этом обслуживающего персонала, чему способствует Централизация органов включения-отключения систем, органов управления воздушными и водяными клапанами, сигнализация работы и аварийного останова систем, а также централизация контроля параметров микроклимата в некоторых обслуживаемых зонах. Установки кондиционирования рассматриваются как разновидность энергетических объектов предприятия наряду с установками общеобменной вентиляции и другими объектами. При этом функции диспетчера в отношении установок кондиционирования, как и в отношении других объектов, ограничиваются включением-отключением установок и контролем положения их пусковых устройств. Поддержание климатических параметров полностью возлагается на авторегулирующие устройства. В таких случаях установки кондиционирования рассматриваются как простые двухпозиционные объекты управления и контроля

работы, не имеющие специфических особенностей. Исходя из этого, при наличии на предприятии систем диспетчеризации энергообъектов в ряде случаев (ВАЗ, КамАЗ) управление установками кондиционирования, так же как и установками общеобменной вентиляции, вводится в эту единую систему.

Исходя из изложенного, целесообразно разграничить понятия «диспетчеризация систем технологического кондиционирования» и «диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования общего (не технологического) назначения».

Диспетчеризация систем кондиционирования воздуха — это централизация контроля микроклиматических параметров; централизация органов воздействия на исполнительные устройства установок кондиционирования; централизация контроля работы агрегатов установок кондиционирования; централизация органов включения-отключения установок (в обоснованных случаях).

Диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования воздуха общего (не технологического) назначения — это централизация органов включения-отключения установок и (в надлежащих случаях) органов управления воздушными клапанами; централизация контроля работы установок; централизация контроля параметров микроклимата (в обоснованных случаях) с целью улучшения условий эксплуатации систем и сокращения обслуживающего персонала.

С учетом введенных понятий целесообразно рассмотреть функции, оперативные возможности, объем и вид информации, представляемые диспетчеру.

В системах кондиционирования воздуха (технологического) в ряде случаев авторегуляторы по различным причинам (в основном при отклонении параметров энергоносителей и наружного воздуха за допустимые пределы; в переходных процессах, а также при выходе регуляторов из строя) не могут при расчетных настройках обеспечить поддержание параметров в допустимых пределах. При этом энергоносители, тепломассообменные аппараты и диапазон действия исполнительных устройств могут обеспечить поддержание параметров. В таких случаях переход на ручное регулирование позволяет привести параметры к норме.

Указанное положение является материальной предпосылкой для предоставления диспетчеру микроклимата в качестве оперативной функции перехода от автоматического регулирования на ручное. Естественно, при ручном регулировании диспетчеру необходимо иметь информацию о положении регулирующих органов.

На ряде производств имеется необходимость по технологическим причинам изменять параметры микроклимата. В этих случаях функция изменения задания регуляторам является оперативной и должна быть предоставлена диспетчеру.

При редких включениях-отключениях систем кондиционирования (при круглосуточной работе) функция включение-отключение не является оперативной и, естественно, представление ее диспетчеру не требуется. Вместе с тем при регулярных включениях-отключениях систем (сменная работа) эта функция становится оперативной

функцией диспетчера Предоставление диспетчеру возможности дистанционного пуска агрегатов установок кондиционирования предопределяет организацию информации диспетчеру об исполнении команд.

В части представляемой информации диспетчер в первую очередь должен быть обеспечен сведениями о параметрах, поддерживаемых системами кондиционирования в обслуживаемых зонах.

Важной является форма предоставления диспетчеру информации. Опыт эксплуатации централизованных систем управления показывает, что сведения об абсолютных текущих значениях параметров, поддерживаемых системой управления, не имеют оперативной ценности, если эти параметры находятся в допустимых пределах. Сведения об абсолютных значениях таких параметров могут быть полезны диспетчеру только при выходе их за допустимые пределы. Отсюда следует, что контроль параметров «по вызову» не имеет практического смысла, должен предусматриваться непрерывный контроль с сигнализацией отклонений поддерживаемых параметров за допустимые пределы. Контроль «по вызову» с выводом на показывающий прибор может быть применен для облегчения работы оператора в режиме ручного регулирования при использовании для непрерывного контроля многоточечных приборов.

Для принятия оптимального решения по воздействию на отклонившийся климатический параметр диспетчеру необходимо оценить ряд факторов. Важнейшим из них является динамика нарастания отклонения, которая предопределяет организацию непрерывной записи информации о параметрах в форме диаграммы.

Периодический просмотр диаграмм может помочь диспетчеру предотвратить выход параметров за допустимые пределы. Таким образом, диспетчеру должны быть предоставлены следующие оперативные возможности и информация.

1.         Возможность перехода с автоматического регулирования параметров на ручное (всегда).

2.         Возможность изменения задания регуляторам (в обоснованных случаях).

3.         Возможность диспетчеризации включения-отключения установок кондиционирования (при частых включениях-отключениях — сменная работа).

Диспетчеру должна предоставляться информация двух видов: о состоянии оборудования, о параметрах.

0          состоянии оборудования должна предоставляться следующая информация: о положении регулирующих органов, о нарушении работы агрегатов (в собирательной форме, с расшифровкой сигнала по месту), об исполнении команд включить-отключить (при наличии дистанционного управления). Информацию строят по принципу «темного щита»

О параметрах должна предоставляться следующая информация: о поддерживаемых системами кондиционирования и вентиляции параметрах в обслуживаемых зонах; при косвенном поддержании в зонах влажности — информация о параметрах воздуха после камеры орошения, о параметрах наружного воздуха, о параметрах энергоносителей, измеренных в характерных точках: а) температуре и давлении тепло- и хладоносителей в подающих магистралях, б) температуре и давлении горячей и холодной воды для камер орошения; в многозональных системах с переменным расходом воздуха— информация о давлении воздуха в камере статического давления.

Информация о поддерживаемых параметрах должна представляться непрерывно с записью в форме диаграммы, с сигнализацией об отклонении параметров за допустимые пределы (сигналы об отклонении параметров целесообразно сводить на интегральный индикатор).

В системах вентиляции и кондиционирования воздуха общего (не технологического) назначения основными функциями диспетчера являются: включение и отключение систем по графику или по указанию уполномоченных на то лиц цеха ОВ и производственных цехов; управление распределительными клапанами в общих распределительных воздуховодах; перевод приточных систем на режим дежурного отопления; отключение систем KB и В при возникновении пожара в обслуживаемых ими помещениях с производствами категорий А, Б, В и Е; наблюдение по информационной модели за исправностью установок; контроль (в необходимых случаях) за температурой воздуха в обслуживаемых зонах и изменение задания регуляторам температуры воздуха в помещениях, обслуживаемых комфортными системами кондиционирования воздуха и вентиляции (в обоснованных случаях); контроль за температурой и давлением теплоносителя, поступающего от ТЭЦ или котельной; оперативное руководство аварийно-ремонтными службами по устранению аварий и неисправностей в установках.

Внедрение систем автоматизации технологических процессов и уровень этой автоматизации (частичная или комплексная автоматизация, централизованное диспетчерское или оперативное управление, автоматизированные системы управления АСУТП и т. д.) определяются тем эффектом (техническим, технико-экономическим, социально-экономическим), который при этом может быть достигнут.

Говоря об эффективности автоматизации и диспетчеризации систем вентиляции и кондиционирования воздуха, необходимо отметить следующее: согласно СНиП II-33—75 применение систем кондиционирования воздуха и вентиляции обусловлено необходимостью достижения нормируемых условий воздушной среды; технологическими требованиями производства; возможностью достижения оптимальных или близких к ним гигиенических условий, если это оправдано экономически. Применение диспетчеризации систем вентиляции и кондиционирования воздуха должно дать:

экономический эффект, усиливающий эффект от применения собственно систем вентиляции и КВ и их автоматизации за счет сокращения времени, в течение которого параметры воздуха не соответствуют заданным, дополнительной экономии теплоты, холода, электроэнергии и т. д.;

дополнительный эффект, связанный с улучшением условий эксплуатации, уменьшением ремонтных сроков, сокращением обслуживающего персонала и т. д.;

расчет полного экономического эффекта Гвозможен лишь после проведения расчета экономической эффективности внедрения собственно кондиционирования воздуха и вентиляции и их автоматизации.

Богуславский (МИСИ) обратил внимание на то, что диспетчеризация систем вентиляции и кондиционирования воздуха промышленного объекта дает возможность сократить перерасход теплоты и электроэнергии, а также заработной платы обслуживающего персонала, неизбежных при пуске и установке систем вручную. Срок окупаемости- дополнительных капитальных затрат на диспетчеризацию вычисляют с учетом вышеизложенных статей экономии. Включение вентиляционных систем и систем кондиционирования воздуха должно быть закончено к началу работы цеха, а выключение — после окончания работы цеха. Затраты времени^на |включение приточной системы оценивают'в 0,05—0,08 ч/на включение вытяжной — 0,03— 0,05 ч, на выключение приточной и вытяжной систем — 0,03—0,05 ч. Расход и стоимость перерасходованной теплоты и электроэнергии определяют по известным формулам (см. п. 4.6). Согласно данным проектов, капитальные затраты на диспетчеризацию одной вентиляционной системы составляют в среднем 120 руб.

Таким образом, можно сделать следующие выводы: количественная оценка целесообразности диспетчеризации систем вентиляции и КВ должна базироваться на объективных критериях, учитывающих как технико-экономические, так и социально-экономические аспекты диспетчеризации. Эти критерии должны'учитывать эффективность диспетчеризации как с учетом эффективности собственно вентиляции и кондиционирования воздуха и их автоматизации, так и с учетом дополнительного эффекта. Разработка объективных критериев целесообразности диспетчеризации должна явиться предметом специальных научно-исследовательских работ как часть работ по разработке методологических основ и рекомендаций по определению эффективности систем кондиционирования воздуха и вентиляции и их автоматизации. С учетом сказанного, на данном этапе можно говорить лишь о качественной оценке целесообразности диспетчеризации, имея в виду рекомендуемую (на основании опыта) область применения диспетчеризации и ее объема.

Применение диспетчеризации для систем технологического кондиционирования определяется сочетанием следующих факторов: наличия жестких требований к поддержанию микроклимата в производственных помещениях (необходимое условие), рассредоточен- ности установок кондиционирования, в частности, размещения их на различных этажах здания; значительного количества установок кондиционирования (порядка 10 и более).

На решение вопроса о целесообразности диспетчеризации систем вентиляции и кондиционирования воздуха общего (не технологического) назначения влияют следующие факторы:

рассредоточенность систем на большой площади, а также расположение их на различных отметках (этажах); значительное количество систем; необходимость периодического включения-отключения систем, например, при одно- или двухсменной работе предприятия; необходимость периодического перехода приточных систем на режим дежурного отопления; необходимость (в соответствии с п. 1.7 СНиП II-33—75) централизованного отключения систем вентиляции и кондиционирования воздуха, обслуживающих здания и помещения с производствами категории А, Б, В и Е при возникновении в них пожара.

При наличии на производстве диспетчеризации другого инженерного оборудования и (или) энергетических служб (электроснабжения, тепло- и холодоснабжения) диспетчеризация систем KB и В в зависимости от конкретных условий может или должна быть совмещена с этой диспетчеризацией. В этом случае диспетчеризация систем KB и В может оказаться целесообразной и при незначительном количестве систем.

8.4. Основные сведения о приборах контроля и регулирования параметров воздуха в системах кондиционирования и вентиляции

Основное оборудование для обработки воздуха в системах кондиционирования и вентиляции является теплотехническим и поэтому при автоматизации систем могут применяться практически все выпускаемые промышленностью для теплоэнергетики приборы контроля и регулирования. Но есть и специфика в автоматизации систем. Она заключается в том, что кроме температуры, расхода и давления, характерных для теплоэнергетики, требуется измерять и регулировать такие специфические параметры, как влажность, влагосодержание, энтальпию воздуха, а в вентилируемых производственных помещениях — концентрацию вредных веществ разных наименований.

Приборы контроля и регулирования для теплоэнергетических объектов выпускаются в течение многих лет, постоянно модернизируются и поэтому обладают высокими техническими характеристиками и надежностью. Однако в силу традиционного, не всегда объективного, отношения к системам (KB и В) как к объектам автоматизации многие специалисты считают, что применение традиционных теплотехнических приборов и регуляторов нецелесообразно из- за их относительно высокой стоимости и некоторой сложности схем. Заметим, что цены приборов и регуляторов разных типов постепенно сближаются. В типовых проектах автоматизации систем используют, как правило, «простые» приборы и регуляторы, специально разрабатываемые для систем кондиционирования и вентиляции (например, терморегуляторы ПТР, РТ, РРТ и др.).

Известно, что проектированием автоматизированных систем кондиционирования и вентиляции в нашей стране занимается много отраслевых проектно-конструкторских организаций. Типовые проекты могут применяться без учета конкретных возможностей применяемой аппаратуры и особенностей технологического процесса. Приведем характерный пример. При автоматизации систем специалисты часто не разделяют статические и динамические отклонения параметра. Между тем, если серийный терморегулятор может обеспечить статическое отклонение 1 °С, то динамическое отклонение фактически оказывается большим. Это обычно вполне допустимо, так как время такого отклонения ограничено, а непосредственный объект не успевает воспринять отклонение температуры из-за инерционности процесса передачи теплоты. Чтобы избежать этой ошибки и не требовать от системы регулирования малого динамического отклонения, оно должно быть предварительно вычислено (см. п. 2.3 и 2.4).

При выборе тех или иных регуляторов не всегда уделяют внимание законам регулирования, которые эти регуляторы могут реализовать. В одних условиях допустимо регулирование со статической ошибкой, в других — она должна быть сведена к минимуму. При рассмотрении допустимых и возможных отклонений параметров нужно четко различать временное отклонение параметра, ликвидируемое в конкретной точке пространства системой стабилизации, и пространственную неравномерность, зависящую от системы распределения воздуха и источников. Исходя из этого, нельзя на систему стабилизации возлагать функции устранения неравномерности параметров в пространстве.

Приборы и регуляторы температуры достаточно хорошо отработаны. Сложное положение наблюдается при измерении и регулировании влажностных параметров. До последнего времени практически нет серийного влагомера, обладающего хорошими техническими характеристиками, как нет серийного датчика влажности для регуляторов и комплектных влагорегуляторов.

Возникшее в свое время решение (пригодное не во всех случаях) поддерживать влажность воздуха в помещении косвенно, стабилизируя температуру воздуха за оросительной камерой (при высокой относительной влажности, ср = 0,90-^0,95), стало привычным и удобным. Между тем такое решение применимо при вполне определенных условиях, в частности при условии (1.6). Кроме того, при таком решении точность поддержания влажности невысока, так как один градус температуры соответствует примерно 4 % относительной влажности. Учитывая неравномерность параметров в сечении после оросительной камеры, на практике сложно выбрать точку измерения температуры. При засорении части форсунок в межремонтный период конечное влагосодержание воздуха уменьшается. Все это влияет на отклонение влажности воздуха в помещении при ее косвенном регулировании.

Привычка к традиционному косвенному поддержанию влажности является одной из причин трудностей, возникающих при внедрении датчиков влажности. Кроме того, при разработке датчиков-влагомеров не учитывают характеристики промышленных регуляторов. Разработкой и выпуском регуляторов влажности занимаются недостаточно. Применение влагомеров и влагорегуляторов ограничено из-за отсутствия средств поверки. Госстандарт СССР не включил измерители влажности в перечень приборов,Подлежащих государственной поверке службами Госстандарта. Согласно положению, эти приборы подлежат ведомственной поверке, но разработкой средств^и методов поверки ведомственные организации не занимаются.

Многие разработчики приборов и проектировщики считают возможным и целесообразным использовать для регулирования (двух- и трехпозиционного) сигнальные контакты, имеющиеся в некоторых приборах. Такое решение является ошибочным, так как при этом отсутствуют, как правило, необходимые настройки: зона неоднозначности и зона нечувствительности. Эта ошибка в ряде случаев может дорого обходиться, приводить к перерасходам теплоты, холода или электроэнергии, к браку продукции.

При технологическом кондиционировании воздуха экономия на стоимости средств автоматизации за счет совмещения в одном приборе функций регулирования, показания и регистрации, т. е. совмещения регулятора и показывающего прибора, нецелесообразна. Особенно опасно (из-за отказа) применение многоточечных приборов, так как при неисправности одного прибора становится неуправляемым ряд параллельных контуров регулирования. В общем случае требования к объему применения средств автоматизации в комфортных и технологических системах должны выбираться на основе экономических обоснований различными.

В ряде объектов требуется стабилизировать концентрацию того или иного вредного вещества в воздухе рабочей зоны как параметра состава воздушной среды помещения. Особенно это важно для вентилируемых производственных помещений. Автоматическая стабилизация концентрации вредного вещества путем управления расходами наружного и выбрасываемого в атмосферу воздуха приводит к сокращению расходов теплоты и электроэнергии при удовлетворении санитарно-гигиенических требований. Реализация такого управления в значительной мере зависит от наличия серийно выпускаемых датчиков концентрации различных веществ и автоматических регуляторов.

Измерительные приборы позволяют контролировать такие параметры, как температура, влажность, расход и давление. Для измерения температуры применяют, как правило, мосты серии КСМ и логометры с термометрами сопротивления разных типов.

Потенциометры с термопарами из-за низких перепадов температур применения в системах не нашли. Для контроля расходов и давлений в зависимости от конкретных условий применяют как электронные приборы КСД с датчиками серии ДМ, МЭД, так и жидкостные дифманометры. Измерение относительной влажности можно производить серийным прибором ВВЧ (ср = 0,3-*-0,95), который имеет высокую стоимость и малую дистанционность. Аналогичными характеристиками обладает УДРОВ, но он выпускается мелкими сериями. Индикатор-сигнализатор ГП-215 с подогревным хлор исто- литиевым датчиком имеет класс 4,0, его применение ограничено из-за неудобной шкалы малого размера, высокой стоимости и отсутствия информации об их выпуске.

Прибор ГП-225 — комплекс приборов с подогревным хлористо- литиевым датчиком для измерения таких параметров, как относительная влажность, влагосодержание, температура точки росы и энтальпия. Он имеет трехпозиционное сигнальное устройство, может комплектоваться с регистрирующим потенциометром КСП, однако выпуск этих приборов весьма ограничен.

Для регулирования параметров в системе применяются в основном электронные регуляторы с электрическими исполнительными механизмами (ЭИМ) постоянной скорости. На некоторых предприятиях (например, текстильных, искусственных волокон) в силу сложившихся традиций применяется и пневматическая аппаратура автоматизации. Она же применяется и для автоматизации неавтономных кондиционеров (серии КНУ, КТН) в основном из-за отсутствия регулирующих клапанов с ЭИМ и малым условным проходом. В качестве терморегуляторов в соответствии с типовыми проектами чаще всего применяются двух- и трехпозиционные регуляторы температуры орловского ПО «Промприбор» (типа ПТР, РТ, РРТ и др. модификации), разработанные специально для применения в системах кондиционирования и вентиляции. Они имеют одинаковые технические характеристики и обеспечивают (в комплекте трехпози- ционного терморегулятора и импульсного прерывателя) шагово-аста- тическое регулирование. Для автоматизации приточных вентиляционных систем применяют те же регуляторы, но в модификации для пропорционального регулирования (ПТР-П, РТ-П) с обратной связью по положению исполнительного механизма. Регуляторы этих типов предназначены в основном для работы с медными термометрами сопротивления градуировки 23. В настоящее время на орловском ПО «Промприбор» в серийное производство внедряются регуляторы серий ТЭ и ТМ, имеющие аналогичные технические характеристики, но отличающиеся от прежних моделей наличием встроенного импульсного прерывателя (в трехпозиционных регуляторах) и искробез опасными входными и выходными цепями (регуляторы типа ТЭ).

Для технологических процессов, требующих повышенной точности поддержания параметров (например, для производства синтетических волокон, полупроводников и т. п.), в последние годы начали применять электронные регуляторы, обеспечивающие совместно с ЭИМ постоянной скорости пропорционально-интегральный закон регулирования. К ним относятся общепромышленные регуляторы типа Р.25, РП-2, РП-4 и некоторые другие. Эти регуляторы, предназначенные для использования прежде всего в теплоэнергет ике,

Наряду с электрическими регуляторами, для автоматизации систем применяются и пневматические, однако доля их в общем количестве невелика (меньше 10 %) и, как показал анализ, постоянно снижается. Применение пневматической системы регулирования определяется пожаро- и взрывоопасностью помещений, а такжэ наличием на предприятии станции подготовки воздуха. Из-за отсутствия воздуха нужной чистоты пневматические приборы быстро выходят из строя и их приходится в процессе эксплуатации менять на электрические, поэтому к применению пневматических систем регулирования_нужно подходить с учетом всего вышеизложенного.

Конечной целью автоматизации является поддержание заданных параметров. О качестве поддержания параметров принято судить по двум критериям. Первый из них — устойчивость процесса регулирования — является необходимым условием. Устойчивость оценивают по отношению амплитуд колебаний регулируемого параметра в переходном процессе. Переходный процесс считается устойчивым, если амплитуды уменьшаются, т. е. каждая последующая амплитуда меньше предыдущей. В противном случае переходный процесс является неустойчивым, автоколебательным, а это недопустимо. На стадии пуско-наладочных работ (иногда на стадии проектирования), зная характеристики синтезированного объекта, выбирают такие настройки регулятора, которые обеспечивают устойчивость процесса регулирования.

Вторым критерием выбора настроек автоматического регулятора является тип переходного процесса. Рассмотрим основные понятия и представления о качестве переходного процесса в замкнутой системе автоматического регулирования. При выборе переходного процесса в САР, соответствующего заданному качеству регулирования, все рассматриваемые возмущения необходимо приводить к скачкообразному возмущению на входе по каналу регулирующего воздействия, т. е. измерять их соответствующей величиной хим (в процентах хода исполнительного механизма). Для определенности в качестве регулируемого параметра будем рассматривать температуру t, отклонение ее обозначим At. Относительное отклонение регулируемого параметра можно записать так: х = At/(K0xlw), где Ко — коэффициент передачи объекта по каналу «регулируемый параметр — регулирующее воздействие». Ориентируясь на кривую затухающего переходного процесса, относительные амплитуды первого, второго и других отклонений, можно обозначить хъ хг, хп, а относительную статическую ошибку регулирования хст — — 6С1/(/Со*им). Время переходного процесса определяют от момента внесения возмущения до момента, когда относительная амплитуда уменьшится до х — 0,05.

Выбор закона регулирования и расчет настроек производят на основе следующих типов переходных процессов в САР [33]:

1)        процесс с 20 %-ным перерегулированием, когда х%/хг — 0,2; -

2)        процесс без перерегулирования, когда х2 = 0;

3)        процесс с минимальным временем регулирования тр = min при данном законе регулирования;

С учетом свойств непосредственных объектов, требующих поддержания тех или иных параметров, оказывается, что предпочтительно выбирать настройки, обеспечивающие процесс с минимальной интегральной ошибкой (см. п. 4.5).

Рассмотрим настройки типовых регуляторов. Предварительно считается известным объект регулирования и его параметры Ко (коэффициент передачи), т0 (запаздывание), Т0 (постоянная времени). Методики выбора настроек основаны на описании объекта этими тремя параметрами.

Пропорциональный регулятор может быть применен в том случае, если допускается статическая ошибка регулирования. Это приемлемо для комфортных систем кондиционирования и систем вентиля

ции, где допустимое отклонение значительно (около 1 — 1,5°С) и больше, чем при техно/огическом кондиционировании. Принцип работы пропорционального регулятора температуры поясняет его схема ( 8.6). В мостовой схеме регулятора имеется четыре сопротивления. Одно из плеч моста — выносной чувствительный элемент, сопротивление которого зависит от температуры (Rt). Два другие плеча образуют переменные сопротивления, позволяющие менять задание регулятору (/?3aJ и его зону пропорциональности R3, п. Последняя есть разность значений регулируемого параметра, при которой исполнительный механизм переходит из одного крайнего положения в другое. Задание регулятора есть значение регулируемого параметра, при котором регулирующий орган находится в среднем положении. Четвертым плечом моста в пропорциональном регуляторе является переменное сопротивление (R0_ с) реостата обратной связи. Питание схемы подается в одну диагональ моста, а с другой диагонали снимается сигнал, поступающий на усилитель и управляющий исполнительным механизмом.

Пусть в силу изменения тепловой нагрузки помещения изменилась температура воздуха в помещении. Тогда изменится сопротивление Rt чувствительного элемента, разбалансируется мостовая схема регулятора. Сигнал рассогласования после усиления приведет в движение электрический исполнительный механизм. Его перемещение будет изменять сопротивление R0,c и в некотором положении ИМ равновесие мостовой схемы будет восстановлено, хотя температура вернется к заданному значению не точно, а со статической ошибкой. Ее можно свести к минимуму, если заменить переменное сопротивление /?0> с постоянным, тогда равновесие в мостовой схеме будет достигаться только при возвращении температуры к заданному значению. Такой регулятор, не имеющий статической ошибки, называют астатическим.

 8.6. Принципиальная схема пропорционального регулятора температуры

Характеристикой регулятора называют зависимость между положением исполнительного механизма (выход с регулятора) и значением регулируемого параметра (вход на регулятор) в установившемся процессе. Такая характеристика пропорционального регулятора показана на  8.7. Начало координат соответствует по определению заданному значению параметра и среднему положению ИМ. Линии на грачфике идут не из начала координат, что учитывает зону нечувствительности регулятора. Она характеризует отклонение параметра, в пределах которого регулятор не вырабатывает командного сигнала. Если пренебрегать зоной нечувствительности по сравнению с зоной пропорциональности, то последнюю можно связать с коэффициентом передачи регулятора: К — 100% хода им р зона пропорциональности'

Если задана статическая ошибка регулирования (6СГ), то можно определить минимально необходимый коэффициент передачи регулятора Кр = 50 %/6ст при условии, что в среднем положении

исполнительного механизма ^ статическая ошибка равна нулю.

Выбор настройки П-регулятора заключается в определении коэффициента передачи Кр по известным К0, т0 и Т0 с помощью графика  8.8 и установке зоны пропорциональности по шкале регулятора. На другой шкале устанавливают заданное значение регулируемого параметра. На горизонтальной оси графика откладывают известное отношение т0/Т0. Из этой точки проводят вертикальную линию до пересечения с кривой (2, 3 и 4), определяющей требуемое качество переходного процесса. Система с П-регулятором будет устойчива, если точки, определяемые сочетаниями Ко, и Т0 во всем диапазоне регулирования, будут расположены ниже кривой 1, являющейся границей устойчивости. Этому условию удовлетворяет точка А на  8.8, в которой известно произведение КРК0 и, кроме того, Ко- По этим данным легко вычислить Кр и соответствующую зону пропорциональности. Приведенные объяснения показывают, что без характеристик объекта нельзя найти настройку регулятора. Поясним методику выбора настройки П-регулятора примером.

Релейные регуляторы с постоянной скоростью (Рс-регуляторы) применяют для создания динамического температурного или скоростного режима, в особоточных (прецизионных) системах, для автоматизации автономных кондиционеров, тепломассообменные аппараты которых управляются включением-выключением. При непосредственной установке датчика регулятора в помещении должны

допускаться колебания параметра. При установке регулятора не в самом помещении, а в другом месте (например, в рециркуляционном воздуховоде, в «оболочке», окружающей кондиционируемое помещение, и других случаях) колебания могут возрастать или уменьшаться за счет естественного свойства теплоаккумуляции и затухания температурных колебаний. Для анализа процесса регулирования периодические колебания в квазистационарном процессе следует разложить в гармонический ряд. В достаточно общем и характерном случае экспоненциального изменения управляющего воздействия и регулируемого параметра удобно пользоваться специальными таблицами, приведенными в приложении к книге [31 ].

Рассмотрим характеристику релейного трехпозиционного регулятора ( 8.9). Такой регулятор можно представить как два двух- позиционных регулятора. Основной настройкой трехпозиционного регулятора является зона нечувствительности, которую можно изменять. Например, для терморегуляторов регулируемая зона нечувствительности может составлять от 0,5 до 5 °С. Другим параметром (но нерегулируемым) является зона неоднозначности, характеризующая, что срабатывание и отпускание происходит не при одном и том же, а при несколько разных значениях параметра. Трехпозиционный релейный регулятор имеет три интервала характеристики. В пределах зоны нечувствительности («норма») регулятор не вырабатывает командного сигнала. При отклонении параметра, большем, чем зона нечувствительности («больше» или «меньше»), регулятор подает сигнал, и исполнительный механизм переходит в одно из крайних положений (не обязательно «открыто» или «закрыто»). В отличие от трехпозиционного двухпозиционный регулятор имеет два положения («больше» или «меньше») и регулируемую зону неоднозначности.