Заманауи HVAC жүйелерінің электр жабдықтары мен автоматтандырылуы
Заманауи HVAC жүйелері бүгінде өзара тығыз біріктірілген электрлік компоненттер мен автоматтандыру платформаларына сүйенеді. Контакторлар мен датчиктерден бастап ғимаратты басқару логикасына дейінг...
HVAC жай ғана механикалық жүйе болудан қалғанда
Заманауи HVAC жүйесі енді дербес механикалық инженерлік жүйе ретінде жұмыс істемейді. Ол электрлік коммутация, сезу және автоматтандыру жүйенің жұмысын компрессорлар мен жылу алмастырғыштар сияқты айқындайтын гибридті архитектураға айналды.
Ірі коммерциялық және өнеркәсіптік нысандарда басқару логикасы тиімділік нәтижелерін анықтайды. Электрлік үйлестіру мен кері байланыс жүйелері дәл болмаса, механикалық қуаттың өзі температураны тұрақты басқаруға кепілдік бере алмайды.
1-сурет. Электрлік коммутация элементтерінің механикалық салқындату жабдықтарымен қалай әрекеттесетінін көрсететін HVAC инфрақұрылымы.
Электрлік компоненттер басқаруды қай жерде қолға алады
Қуатты дәлдікпен коммутациялау
Контакторлар, релелер және артық жүктемеден қорғау құрылғылары HVAC жүктемелерінің іске қосылуы мен өшу тәртібін анықтайды. Компрессор механикалық құрылғы болып көрінгенімен, оның тұрақты жұмысы электрлік коммутацияның сенімділігіне байланысты.
Тозған контактор кернеудің тұрақсыздығына, шамадан тыс қызуға немесе үзілісті жұмысқа әкелуі мүмкін. Мұндай ақаулар толық істен шығуға дейін-ақ компрессорға түсетін жүктеменің артуына және жүйе тиімділігінің төмендеуіне себеп болады.
Датчиктерге негізделген кері байланыс контурлары
Температура, ылғалдылық және қысым датчиктері енді HVAC басқару логикасы үшін үздіксіз кері байланыс көзі ретінде қызмет етеді. Бұл сигналдар контроллерлер немесе ғимараттарды автоматтандыру платформалары ішіндегі нақты уақыттағы шешімдерді қалыптастырады.
Бұл өзгеріс HVAC жұмысын бекітілген циклдік логикадан жүктеме мен қоршаған орта жағдайларына қарай динамикалық түрде бейімделетін жауап үлгілеріне көшіреді.
Заманауи HVAC жүйелерінің негізіндегі басқару архитектурасы
Жергілікті релелерден таратылған автоматтандыруға дейін
Ескі HVAC жобалары көбіне жергілікті электромеханикалық логикаға сүйенді. Заманауи жүйелер басқаруды бағдарламаланатын контроллерлер мен желілік автоматтандыру деңгейлері арасында бөледі.
Бұл құрылым жүйенің жекелеген сигналдарына емес, жалпы жүйедегі жағдайларға жауап беретін аймақтарға бөлу стратегияларын, болжамды техникалық қызмет көрсету рәсімдерін және энергияны оңтайландыру алгоритмдерін іске асыруға мүмкіндік береді.
2-сурет. Жылу жабдығы мен автоматтандырылған басқару логикасының интеграциясын көрсететін қазандық жүйесі.
Ғимараттарды автоматтандыру жүйелері арқылы интеграциялау
BACnet сияқты хаттамалар мен IoT негізіндегі заманауи басқару платформалары HVAC ішкі жүйелерін бірыңғай ғимараттарды автоматтандыру ортасына біріктіреді. Бұл орталықтандырылған бақылау мен жүктемелерді үйлестіріп теңгеруге мүмкіндік береді.
Өнеркәсіптік нысандарда бұл интеграция бүкіл инженерлік желілер бойынша тиімділік үрдістерін бақылайтын энергия аналитикасы платформаларына дейін кеңейеді. PLC және PAC жүйелері HVAC цифрлық басқару архитектураларының негізгі өзегі ретінде барған сайын кеңінен қолданылады.
Электрлік сенімділік HVAC өнімділігін анықтайтын орындар
Қозғалтқыштарды басқару және жүктеме тұрақтылығы
Ауа өңдеу қондырғылары мен компрессор қозғалтқыштары тұрақты электрлік коммутацияға және қорғау тізбектеріне сүйенеді. Реленің аздап тозуының өзі циклдердің ретсіз қайталануына және механикалық тозуға әкелуі мүмкін.
Жүктемесі жоғары нысандарда кернеуді тұрақты жеткізу және қорғау жүйелерін үйлестіру үздіксіз жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін аса маңызды.
Қорғау және қауіпсіздік қабаттары
Автоматты ажыратқыштар, блокировкалар және ақауларды анықтау логикасы HVAC жүйелерінің артық жүктеме немесе ақау жағдайларында қауіпсіз болуын қамтамасыз етеді. Бұл компоненттер ақау туындағанға дейін көбіне үнсіз жұмыс істейді.
Дұрыс жобаланған жағдайда олар электрлік және механикалық ішкі жүйелердегі ақаулардың тізбекті түрде таралуына жол бермейді. DCS платформалары сияқты өнеркәсіптік деңгейдегі басқару экожүйелері аса маңызды нысандардағы ауқымды HVAC басқару жүйелерінде барған сайын кеңінен енгізілуде.
Саланың бағыты: HVAC деректер жүйесіне айналуда
HVAC саласы деректерге бағдарланған жұмыс үлгілеріне көшіп жатыр. Жүйе өнімділігі енді тек жылу шығару көрсеткішімен ғана емес, тиімділік метрикаларымен, ақауларды болжаумен және басқару реакциясының бейімділігімен де бағаланады.
Машиналық оқытуға негізделген оңтайландыру мен датчиктер деректерін біріктіру ірі нысандарда барған сайын жиі қолданылады. Бұл жүйелер энергия тұтынуды азайту және болжамды техникалық қызмет көрсетудің дәлдігін арттыру үшін тарихи жұмыс деректерін талдайды.
3-сурет. Нарықтың кеңеюі бүкіл әлемде интеллектуалды HVAC басқару жүйелерінің қолданысы артып келе жатқанын көрсетеді.
Жүйенің шынайы жағдайын бағалау
HVAC өнімділігі жекелеген жабдықты таңдауға қарағанда, электрлік интеграция сапасына көбірек тәуелді. Дұрыс жобаланбаған басқару қабаттары тіпті жоғары деңгейлі механикалық жүйелердің жұмысын әлсіретуі мүмкін.
Ғимараттар өзара көбірек байланысқан сайын, HVAC жүйелері қарапайым жылу машиналарына емес, таратылған автоматтандыру желілеріне көбірек ұқсай бастайды.
Қорытынды көзқарас
HVAC инженериясының болашағы электрлік сенімділік пен автоматтандыру интеллектінің тоғысында жатыр. Механикалық өнімділік маңызды болып қала береді, бірақ енді ол негізгі ерекшелендіруші фактор емес.
Мықты электрлік компоненттерді бейімделгіш басқару логикасымен біріктіретін жүйелер энергия тиімді инфрақұрылымның келесі буынын айқындайды.
Автор: Daniel Mercer – өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі тілші
Тәжірибесі: өнеркәсіптік автоматтандыру және ғимараттар жүйелерін интеграциялау саласында 14 жыл; Siemens, Schneider Electric және Emerson негізіндегі басқару архитектураларын қамтитын жобаларда жұмыс істеген.