طراحی سیستم کنترلی HVAC

تعداد بازدید: 3266
چهارشنبه 03 دي 1393

طراحی سیستم کنترلی HVAC

کنترل اتوماتیک سیستم تهویه مطبوع معمولا شامل کنترل دما، رطوبت، فشار و نرخ دبی آب و هوا می باشد. کنترل اتوماتیک با استفاده از برق، مکانیک، الکترونیک و یا کنترل مستقیم دیجیتال می تواند عملیاتی برای پاسخگویی به نیازهای بار به منظور ارائه تجهیزات بی خطر در ساختمان باشد. کنترل خودکار نه تنها به کارکرد بهتر سیستم های مکانیکی کمک می کند از طرف دیگر از زیر بار ماندن و صدمه دیدن تجهیزات نیز جلوگیری به عمل می آورد.

انواع سیستم

سیستم های پنوماتیکی، الکترونیکی یا کنترل مستقیم، سیستم های دیجیتالی دارای لوپ های فیزیکی متفاوتی می باشند (به طور مثال کنترل دمای محیط یا کویل های گرمایش سرمایش). سیستم های DDC به راحتی می توانند مقدار سنسور را با اشتراک گذاری چند حلقه محرک یا انتخابی فعال کنند. DDC اطلاعاتی مانند وضعیت سیستم و آلارم در سیستم مرکزی HVAC را جمع آوری کرده و از طریق یک پروتکل ارتباطی مشترک سطح صرفه جویی در انرژی را بالا می برد. اطلاعات بیشتر ASHRAE Guideline 13 and standard 135

سیستم گرمایش

می دانیم سیستم های گرمایش شامل بویلرها، محفظه های احتراق، کوره های حرارت مستقیم و گرم کن های الکتریکی می باشند. حرارت مورد نیاز این سیستم ها روی میزان بارشان تاثیر می گذارد. این نرخ با کنترل خاموش و روشن کننده در منبع تعدیل می شود. سیستم پکیج کنترلی در بویلر یا DDC می تواند این فرمان ها را به عملگرها ارسال نماید.

طراح سیستم کنترلی تصمیم می گیرد که تحت چه شرایطی برای حفظ دیگ ها و در چه دما و فشاری آن ها باید خاموش یا روشن شوند.

بویلرهای آب داغ و بخار  

سیستم های کنترلی در دیگ های آب داغ شامل دمای آب بویلر، مبدل، تنظیم مجدد درجه حرارت و کنترل پمپ های مدار گردش آب می باشد. سایر کنترل ها عبارت است از 1) حداقل دمای آب بویلر 2) حفاظت از بویلر در برابر شوک حرارتی و تشکیل کندانسه روی مبدل ها 3) تشخیص دمای پایین دیگ اگر منابع گرما چندگانه باشد ( به طور مثال بازیاب حرارتی، گرمایش خورشیدی). لازم به ذکر است استراتژی باید شامل شرایط بهینه اقتصادی نیز باشد.

شکل زیر بار کنترلی یک دیگ بخار با سوخت فسیلی در حال کار نشان می دهد. سیستم ایمنی بویلر معمولا روی آن نصب می شود که اگر درست نصب گردد در تمام حالت ها ایمنی سیستم را تضمین می کند. در اغلب موارد دمای آب بویلرها توسط ترموستات کنترل می شود مگر در ماه هایی از سال که سیستم خاموش است و برای مصارف بهداشتی استفاده نمی شود.

شکل 1 سیستم، ریست متناسب با هوای بیرون را نشان می دهد، با سیستم DDC ریست می تواند بر اساس تقاضای هر منطقه تنظیم شود و عملکرد کل را در هر زون بهبود بخشد. برای به حداقل رساندن کندانسه های حاصل از گاز و آسیب دیدگی بویلر، درجه حرارت آب نباید به کمتر از 60 درجه سانتی گراد (بنا بر پیشنهاد سازنده) برسد تا خوردگی های ناشی از تشکیل کندانسه کمتر شود.

           کنترل بویلر

شکل1

با تشکیل کندانسه در گازهای خروجی از دودکش، دمای کاری پایین آمده و حرارت نهان افزایش می یابد. طبق AZME(2004) برای دیگ های بخار با ظرفیت های بالا یک سوییچ دستی در بیرون از موتورخانه قرار می دهند تا بتواند دیگ را کنترل کرد.

گاهی به جای بویلر از مبدل های حرارتی آب داغ یا آب_ بخار استفاده می شود. این مبدل ها یک پکیج را تشکیل نمی دهند از این رو مهندس طراحی باید سیستم کنترلی آن را طراحی کند. شکل 2 شمایی از سیستم مبدل آب_بخار در فشار پایین و دمای 93  تا 180 درجه سانتی گراد را نشان می دهد. آب رفت توسط دو سنسور دوره ای به ترتیب 1/3 و 2/3 در مسیر آب داغ یا بخار قرار دارد. سنسور دمای بیرون می تواند برای تنظیم مجدد آب زمانی که بار سیستم کاهش یافت استفاده شود. سوییچ اختلاف فشار داخلی باید شیر دو طرفه آب داغ را زمانی که پمپ خاموش است بسته نگاه دارد. سیستم یکپارچه DDC فیدبکی را ازدریچه های نواحی گرم می فرستد که می توان برای توقف و شروع به کار پمپ آب گرم از آن استفاده نمود. زمانی که مبدل بخار یا آب داغ را در دمای بالا خاموش می کنید، شیرهای بخار را ببندید و اجازه دهید آب در مدار گردش کند تا رسوبات را برده و از باز ماندن شیر فشار شکن جلوگیری کنید.

کنترل مبدل آب _ بخار

شکل2

سیستم های توزیع آب داغ

سیستم انتشار آب به دو صورت توزیع می شود یکی با دبی متغیر و دیگری با دبی ثابت. در شکل 3 نمونه ای از توزیع آب با دبی ثابت نشان داده شده. سیستم دبی متغیر همانند توزیع آب سرد چیلر است که در شکل 4 نشان داده شده. برخی بویلرها نیاز به دبی ثابت یا حداقل دبی کمی برای کار دارند.  فلومتر در دیگ معمولا برای کنترل دریچه بای پس نصب می شود. بای پس همچنین می تواند حداقل آب بویلر را حفظ کند.

 

کنترل بار زون

شکل3

 

سیستم آب چیلر

شکل4

کویل گرم

کویل های گرمایی که نباید در معرض یخ زدگی قرار گیرند توسط شیرهای دو یا سه راهه کنترل می شود. توزیع بخار در کویل ها مستلزم اطمینان از سیستم کنترلی مناسب است. شیرهای کنترلی تخلیه هوا بر اساس دمای محیط و سیستم طراحی تنظیم می شوند. در نواحی سرد، شیرها طوری تنظیم می شوند تا در صورت قطع برق حرارت را از خود عبور دهند. کویل های گرم در هواسازهای مرکزی بر اساس شرایط آب و هوایی و حداقل دمای هوای بیرون هوا را پیش گرم، باز گرم یا گرم می کنند. آن ها همچنین می توانند با ارائه گرمایش محدود صبح ها سیستم را کمی گرمتر کنند. کویل های گرم با آب داغ و بخار باید محافظ هایی در برابر یخ زدگی داشته باشند. مگر حداقل مقدار هوا به حدی کم باشد تا درجه حرارت مخلوط هوا بیش از مقدار یخ زدگی شود. حتی هنگامی که متوسط درجه حرارت مخلوط هوا بالاتر از انجماد باشد، مخلوط ناکافی هوا در اطراف کویل می تواند منجر به یخ زدگی کویل ها گردد که در پایین دست جریان خطرات جدی به همراه خواهد داشت. کویل های پیش گرمایش در مناطق سرد باید 100% از یخ زدگی محافظت شوند.

کنترل آب داغ کویل

شکل 5

کویل های بخار پیش گرمایش باید دارای شیر دو طرفه و خلا شکن باشند تا از تشکیل کندانسه درون کویل جلوگیری به عمل آورند. زمانی که دمای مخلوط هوا زیر نقطه انجماد است شیر باید کاملا باز باشد. (شکل 6). دمپر بای پس باید به دقت انتخاب شود تا افت فشار مشابه در تمام شرایط دمپرها داشته باشد. آب داغ کویل ها باید حداقل سرعتی درون لوله ها داشته باشند (0.9 متر بر ثانیه) تا از یخ زدگی شان جلوگیری به عمل آید.

پیش گرمایش با دمپر

شکل 6

کویل بخار: کنترل کویل های بخار همانند آب داغ است. برای دستیابی به کنترل مناسب انتخاب نوع شیر با مشخصات هماهنگ با سیستم از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از آنجایی که دمای بخار ورودی بیشتر از آب داغ است لذا این کویل ها عکس العمل های سریع تری نشان می دهند.  در دماهای پایین تر همان طور که پیش از این توضیح داده شد کنترل دو وضعیته استفاده می شود. برای کویل های بلند شیرهای کنترلی باید 1/3 و 2/3 تنظیم شوند.

کویل گرمایی الکتریکی: این کویل ها نیز به طور دو وضعیته یا مدولار کنترل می شوند. در سیستم دو وضعیته نیاز به تایمر و کنتاکتور بوده تا با نیروی برق، آمپراژ کویل گرمایی کنترل شود. تایمر ها می تواند الکترومکانیکی باشد اما معمولا الکترونیکی است و برای زمان های 1 تا 5 دقیقه ست می شوند. مراحل کنترل می تواند تا 10 مرحله کنترل الکتریکی باشد که هر مرحله می تواند دارای کنتاکتور جدا باشد که بر اساس تنظیم ترموستات زمان بندی می شود. از آنجایی که نگه داری کنتاکتور ها مشکلاتی به همراه دارد لذا رله های حالت جامد پیشنهاد می شود. بنابراین نیاز به دمپرهای مقابل و بای پس نمی باشد. در شکل 7 شمایی از یک سیستم کنترل الکتریکی با رله حالت جامد آورده شده.

کنترل رله حالت جامد

منابع و پیوندها

Ashrae-2011-Hvac-Applications-Si, DESIGN AND APPLICATION OF CONTROLS

تهویه آشپزخانه صنعتی

افت فشار هود

سیستم اگزاست بخار

مطالب مربوط به تهویه مطبوع

مطالب مهندسی مکانیک

 

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلامانع است

لغات و اصطلاحات

 

کویل گرم الکتریکی

Electric heating coils

کویل بخار

Steam Coils

دمپر مقابل

Face Dampers

دمپر بای پس

Bypass Dampers

شیر سه راهه

Three way valve

کویل آب داغ

Hot-Water Coils

کنترل بویلر

Boiler Control

 
HVAC APPLICATION OF CONTROLS
سیستم کنترلی در تاسیسات
سیستم کنترلی HVAC
برچسب ها: توزیعتهویه
بیست و یکمین نمایشگاه بین المللی صنعت ساختمان اصفهان 97
بیست و یکمین نمایشگاه تخصصی ساختمان اصفهان 97   عنوا ...بیشتر
نمایشگاه صنعت ساختمان البرز 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان البرز 97   عنوان: نمایشگ ...بیشتر
اولین نمایشگاه تخصصی سونا و جکوزی قزوین 97
نمایشگاه تخصصی سونا، استخر و جکوزی قزوین 97   عنوان: ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97
هفدهمین نمایشگاه تخصصی ساختمان، سیستم های گرمایشی و سرمایشی اراک 97   ...بیشتر
هجدهمین نمایشگاه ساختمان و تاسیسات سرمایشی گرمایشی همدان 97
نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان،آسانسور، درب و پنجره، تجهیزات و تاسیسات سرمایشی و گر ...بیشتر
دوازدهمین نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97
نمایشگاه بین المللی ایران پلاست تهران 97   عنوان: نم ...بیشتر
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنندج 97
نمایشگاه ساختمان، درب، پنجره، یراق آلات، لوازم، تجهیزات و ماشین آلات ساختمان سنن ...بیشتر
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز شهر آفتاب تهران 97
اولین نمایشگاه بین المللی صنعت گاز تهران 97   عنوان: ...بیشتر
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97
شانزدهمین نمایشگاه تخصصی صنعت ساختمان کرمان 97   عنو ...بیشتر
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97
نمایشگاه تخصصی لوازم و تجهیزات خانه و آشپزخانه، حمام، سونا و استخر اصفهان 97 ...بیشتر
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبریز 97
هفدهمین نمایشگاه بین المللی تجهیزات پزشکی، دندان پزشکی، دارویی و آزمایشگاهی تبری ...بیشتر
راندمان بویلر
شاخص های مؤثر در محاسبات راندمان بویلر، یکی از اساسی ترین ضوابط مؤثر در ارتقا سط ...بیشتر
کتاب موتورخانه بخار شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: موتورخانه بخار/ ق ...بیشتر
مقررات ملّي ساختمان ايران مبحث نوزدهم
دانلود فایل PDF مقررات ملی ساختمان ایران-مبحث نوزدهم-صرفه جویی در مصرف انرژی ...بیشتر
راه اندازی سختی گیر نیمه اتوماتیک رزینی
دستور العمل راه اندازی سختی گیر های نیمه اتوماتیک رزینی سختی گیرهای رزینی از ...بیشتر
جانمایی بویلر در موتورخانه
براي عملکرد مناسب بويلرها و تجهيزات وابسته بايد فضاي کافي را در موتورخانه به آن ...بیشتر
کتاب انتخاب بویلر شرکت پاکمن
سرشناسه: میرزازاده، قربانعلی، 1325 عنوان و نام پدید آور: انتخاب بویلر/ قرب ...بیشتر
مراحل آموزش و نگهداری دیگ های بخار سیار
مقدمه از دیرباز استفاده از تجهیزات مولد بخار در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت ...بیشتر
معرفی کتابچه دیگ آبگرم شرکت پاکمن
راه اندازی آموزش و بهره برداری از   Hot Water Boilers   ...بیشتر
معرفی کتابچه موتور خانه استخر
نام مقاله: کتابچه موتور خانه استخر نام نویسنده: دپارتمان پژوهش شرکت پاکمن ...بیشتر
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار
دستور العمل نصب، نگهداری و راه اندازی بویلر بخار براي استفاده بهينه از بویلر ...بیشتر