HVAC жүйесі дегеніміз не және басқару жүйелері тиімділікті қалай арттырады?

Әрбір жайлы ғимараттың артында басқару жүйесі бар

Заманауи кеңсе мұнарасына, ауруханаға, деректер орталығына немесе өндірістік нысанға кіргенде, бір нәрсе бірден байқалады: орта тұрақты сезіледі. Температура бақылануда, ауа ағыны теңгерімді, ал ылғалдылық қолайсыздық туғыза бермейді. Көзге көрінбейтін осы жайлылық қабатының артында үздіксіз жұмыс істейтін HVAC жүйесі тұр.

HVAC жылыту, желдету және ауаны кондиционерлеу дегенді білдіреді, бірақ заманауи HVAC инфрақұрылымы қарапайым климатты басқарудан әлдеқайда ауқымды. Бүгінде мұндай жүйелер жайлылық пен энергия тиімділігін оңтайландыру үшін интеллектуалды автоматтандыруды, сенсорлық желілерді, электрлік қорғаныс құрылғыларын және жетілдірілген басқару логикасын біріктіреді.

Ғимараттар ақылды бола түсіп, тұрақты даму мақсаттары қатаңдай берген сайын, HVAC жүйелері дербес механикалық жабдық болудан гөрі толықтай қосылған пайдалану платформаларына айналып келеді.

1-сурет. Заманауи HVAC инфрақұрылымы механикалық жабдықты автоматтандыру және ғимаратты орталықтандырылған басқару жүйелерімен біріктіреді.

Механикалық желдетуден интеллектуалды климатты автоматтандыруға дейін

HVAC жүйелерінің негізі бірнеше ғасыр бұрын қаланды. Электр энергиясы ғимарат инфрақұрылымын өзгерткенге дейін ежелгі өркениеттер пассивті салқындату әдістерін, еден астындағы жылыту жүйелерін және табиғи ауа ағынын басқаруды тәжірибеден өткізді.

Индустриялық дәуір зауыттар, кеңселер және ірі қоғамдық ғимараттар көлемі ұлғайған сайын орталықтандырылған жылыту мен желдетуге деген сұранысты жеделдетті. ХХ ғасырдың басында механикалық кондиционерлеу коммерциялық ортада температура мен ылғалдылықты дәл басқаруды енгізген кезде үлкен бетбұрыс болды.

Бастапқыда дербес жылыту және салқындату жабдықтары ретінде пайда болған жүйелер уақыт өте электрлік басқару элементтері, автоматтандыру жүйелері және орталықтандырылған бақылау платформалары қолдайтын біріктірілген HVAC желілеріне айналды.

HVAC неліктен автоматтандырудың негізгі саласына айналды

Энергия шығындары, тұрақты даму ережелері және ғимарат тұрғындарының жайлылыққа деген күтулері HVAC жобалау басымдықтарын түбегейлі өзгертті. Заманауи нысандар HVAC тиімділігін енді тек температуралық көрсеткіштермен өлшемейді. Операторлар тиімділікті, үздіксіз жұмыс уақытын, ішкі ауа сапасын, көміртек шығарындыларын азайтуды және болжамды техникалық қызмет көрсету мүмкіндіктерін бағалайды.

Бұл өзгеріс HVAC индустриясын өндіріс пен технологиялық процестерді басқару орталарында кеңінен қолданылатын өнеркәсіптік автоматтандыру технологияларына қарай бағыттады.

Бүгінде көптеген коммерциялық жүйелер бірнеше HVAC активі бойынша визуализацияны, диагностиканы және ғимарат өнімділігінің аналитикасын орталықтандыру үшін озық HMI және өнеркәсіптік есептеу платформаларына сүйенеді.

HVAC жүйесінің негізгі функцияларын түсіну

Әрбір HVAC жүйесі үш негізгі міндетті орындайды: жылыту, желдету және салқындату. Алайда бұл функциялардың өзара әрекеттесуі көбіне автоматтандыру мен үйлестірілген басқару стратегияларына тәуелді.

Жылыту жүйелері

Жылыту жабдығы суық жұмыс жағдайларында үй ішіндегі температураны көтереді. Нысанға қарай бұл қазандықтарды, электр жылытқыштарын, газ пештерін немесе жылу сорғыларын қамтуы мүмкін.

Өнеркәсіптік нысандар сезімтал жабдықтың немесе өндірістік операциялардың айналасындағы орта тұрақтылығын сақтау үшін жылыту жүйелерін технологиялық процестерді басқару жүйелерімен жиі біріктіреді.

Желдету және ауа сапасы

Желдету ғимарат бойынша ауа ағынын басқарып, ластағыштарды, артық ылғалды және тұрып қалған ауаны шығарады. Бұл функция денсаулық сақтау, фармацевтика, жартылай өткізгіштер өндірісі және коммерциялық кеңсе орталарында үй ішіндегі ауа сапасына қойылатын қатаң талаптар енгізілгеннен кейін барған сайын маңызды бола түсті.

Желдету жүйелері өнеркәсіптік нысандар ішіндегі қысым жағдайларын тұрақтандыруға және қауіпсіз жұмыс ортасын сақтауға да көмектеседі.

Салқындату инфрақұрылымы

Салқындату жүйелері компрессорлар, тоңазытқыш агенттер, буландырғыш жылу алмастырғыштар және конденсатор тораптары арқылы жылу мен ылғалды жояды. Ірі нысандарда чиллерлер мен шатырлық жүйелер көбіне бірнеше климаттық аймаққа бір уақытта қызмет көрсетеді.

Заманауи айнымалы жиілікті жетек технологиялары салқындату жүйелеріне тұрақты жылдамдықта жұмыс істеудің орнына нақты уақыттағы сұранысқа қарай өнімділігін динамикалық түрде реттеуге мүмкіндік береді.

2-сурет. Жылу сорғылары мен сыртқы климатты реттеу қондырғылары тұрғын үй және коммерциялық HVAC тиімділігінің алдыңғы шебін құрайды.

Басқару жүйелері аса маңызды болатын жағдайлар

Механикалық HVAC жабдықтарының өзі заманауи өнімділік талаптарын қамтамасыз ете алмайды. HVAC жүйесінің шынайы интеллектуалдылығы барлық жұмыс шешімдерін үйлестіретін басқару архитектурасынан туындайды.

Датчиктер ауа ағынын, ылғалдылықты, температураны, адам санын, қысымды және жабдық күйін үздіксіз өлшейді. Контроллерлер осы кіріс деректерін түсіндіріп, желдеткіштерді, ауа реттегіш жапқыштарды, компрессорларды, клапандарды және сорғыларды тиісінше реттейді.

Өнеркәсіптік контроллерлер және HVAC автоматтандыруы

Ірі коммерциялық ғимараттар өндірістік нысандарда қолданылатындарға ұқсас PLC негізіндегі және бөлінген автоматтандыру архитектураларын барған сайын жиі пайдаланады. Бұл жүйелер ауқымдылықты, диагностика мүмкіндіктерін және орталықтандырылған басқаруды жақсартады.

Жетілдірілген PLC және PAC басқару жүйелерін біріктіретін нысандар HVAC жабдығы, жарықтандыру жүйелері, қауіпсіздік инфрақұрылымы және энергияны оңтайландыру платформалары арасындағы үйлесімділікті жақсартады.

Заманауи HVAC автоматтандыруы әртүрлі жүктеме жағдайларында сенімді жұмысты қамтамасыз ететін релелерге, қуат көздеріне, контакторларға, байланыс шлюздеріне және бөлінген енгізу-шығару жүйелеріне де едәуір тәуелді.

Ақылды HVAC деректерге негізделеді

Желіге қосылған HVAC жүйелері қазір жұмыс барысы туралы орасан зор көлемде дерек қалыптастырады. Ғимарат операторлары орталықтандырылған бақылау тақталарынан желдеткіш өнімділігін, компрессор тиімділігін, сүзгілердің күйін және энергия тұтыну үрдістерін талдай алады.

Бұл бақылау ақаулар орын алмай тұрып, өнімділіктің нашарлауын анықтайтын болжамды техникалық қызмет көрсету стратегияларын қолдайды.

Көптеген өнеркәсіптік операторлар нысанның бүкіл аумағындағы сенімділікті арттырып, жоспардан тыс тоқтап қалу уақытын қысқарту үшін HVAC мониторингін кеңірек машиналарды мониторингтеу жүйелеріне де біріктіреді.

3-сурет. Өнеркәсіптік HVAC платформалары орталықтандырылған автоматтандыруға және өнімділікті нақты уақыт режимінде бақылауға барған сайын көбірек сүйенеді.

Әртүрлі HVAC архитектуралары әртүрлі нысандарға қызмет көрсетеді

Бірде-бір HVAC жобасы барлық ортаға бірдей сай келмейді. Тұрмыстық қолданыста қолжетімді баға мен қарапайымдылыққа басымдық берілсе, өнеркәсіптік және коммерциялық жүйелер ауқымдылыққа, резервтілікке және энергияны оңтайландыруға назар аударады.

Тұрғын және коммерциялық бөлінген жүйелер

Бөлінген жүйелер үйлерде және шағын коммерциялық нысандарда әлі де кең таралған, өйткені олар ішкі ауаны өңдеу жабдығын сыртқы конденсациялық блоктардан бөлек орналастырады. Бұл жүйелерге техникалық қызмет көрсету және орнату салыстырмалы түрде қарапайым.

Өнеркәсіптік HVAC желілері

Ірі нысандарда көбіне орталықтандырылған салқындатқыш қондырғылар, шатырға орнатылатын қондырғылар, ауаның айнымалы көлемі жүйелері және бірнеше аймаққа таралған автоматтандыру қабаттары қолданылады.

Деректер орталықтары, фармацевтикалық нысандар, жартылай өткізгіш өндіретін зауыттар және өндірістік кәсіпорындар қоршаған ортаны аса дәл басқаруды қажет етеді, өйткені температураның немесе ылғалдылықтың шамалы ауытқуының өзі операцияларды бұзуы мүмкін.

Гибридті және энергия тиімділігі жоғары жүйелер

Гибридті жүйелер пайдалану шығындарын азайтып, маусымдық тиімділікті арттыру үшін бірнеше жылыту және салқындату технологиясын біріктіреді. Жылу сорғылары, айналу жылдамдығы реттелетін жетектер және интеллектуалды жүктемені теңгеру коммерциялық әрі өнеркәсіптік секторларда барған сайын кең таралуда.

Индустрия болжамды ғимарат басқаруына қарай бет бұруда

HVAC индустриясы реактивті техникалық қызмет көрсетуден болжамды операциялық басқаруға жылдам көшіп жатыр. Жасанды интеллект көмегімен жүргізілетін аналитика, IoT байланысы және бұлтқа негізделген ғимарат платформалары нысандардың қоршаған орта жүйелерін басқару тәсілін өзгертуде.

Басқару жүйелері HVAC өнімділігін ғимараттағы адамдардың орналасу үлгілеріне, ауа райы болжамдарына, коммуналдық қызмет тарифтеріне және энергияға нақты уақыттағы сұранысқа қарай реттей алады.

Бұл өзгеріс оқшауланған механикалық жүйелердің орнын бағдарламалық құралмен анықталатын инфрақұрылым, шеткі аналитика және өзара байланысқан құрылғылар басатын өнеркәсіптік автоматтандырудың кең ауқымды үрдістерін қайталайды.

HVAC сенімділігі неліктен бұрынғыдан да маңызды

Заманауи нысандарда HVAC жүйесінің тоқтап қалуы жайлылыққа ғана әсер етпейді. Ауруханаларда пациенттердің қауіпсіздігіне қауіп төнеді, деректер орталықтарында жылулық тұрақсыздық пайда болады, ал өнеркәсіптік кәсіпорындарда өндірістік процестер үзіліп немесе өнім сапасына қатысты мәселелер туындауы мүмкін.

Сондықтан сенімді HVAC басқаруы энергия тиімділігіне, тұрақты даму талаптарына, нормативтік сәйкестікке және бизнестің үздіксіздігіне тікелей байланысты стратегиялық операциялық мәселеге айналды.

Ақылды HVAC автоматтандыруына ертерек инвестиция салатын ұйымдар операциялық тиімділік, техникалық қызмет көрсету шығындары және инфрақұрылымның ұзақ мерзімді сенімділігі бойынша өлшенетін артықшылықтарға қол жеткізуі ықтимал.

Авторы: Нейтан Коул Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші Нейтан Коулдың өнеркәсіптік автоматтандыру, ғимарат инфрақұрылымы және энергия тиімділігін арттыратын басқару жүйелері саласында 14 жылдан астам тәжірибесі бар. Оның тәжірибесіне коммерциялық ғимараттарда, фармацевтикалық нысандарда және аса маңызды өнеркәсіптік ортада Siemens, Honeywell, Schneider Electric, Emerson және ABB автоматтандыру платформаларын қамтитын нысандағы интеграция жобалары кіреді.