+621. 3 Автоматизированная система управления вентиляцией в помещении плавательного бассейна



Скачать 50.69 Kb.
Дата24.07.2016
Размер50.69 Kb.
УДК 519.1+621.3

Автоматизированная система управления вентиляцией
в помещении плавательного бассейна

Погодаев А.К., Блюмин С.Л., Сараев П.В., Правильникова В.В.

Россия, Липецк, ЛГТУ
Рассматривается энергосберегающая система управления вентиляцией в помещении плавательного бассейна с помощью программируемого логического контроллера ОВЕН 63М. Для достижения энерго- и ресурсосбережения с помощью математического моделирования определяется оптимальный расход приточного воздуха бассейна для регулирования частоты вращения электропривода приточных и вытяжных вентиляторов.
Automation control system of HVAC swimming pool system with programme logical controller OVEN 63M is considered. Optimal fresh air amount could be found by mathematical modeling and determine energysave frequence.
Работа поддержана грантом РФФИ, проект № 11-07-97504-р_центр_а
Помещение плавательного бассейна отличается от обычных административных помещений по видам вредных выделений и требованиям к внутреннему микроклимату. Переменный в течение суток режим работы бассейна определяет неравномерную нагрузку на систему вентиляции и кондиционирования воздуха (СВКВ), которые являются достаточно энергоемкими системами инженерного оборудования зданий. Поэтому создание автоматизированной системы управления СВКВ является весьма актуальным и эффективным средством энерго- и ресурсосбережения.

Электроприводами потребляется более 60% производимой в мире электроэнергии [1], поэтому вопросы энергосбережения имеют чрезвычайно большое значение. Для России это тем более важно, поскольку стоимость электроэнергии возрастает, и при неэкономных системах электроприводов возрастают не только расходы энергоресурсов, но и материальные расходы. К основным методам сбережения электроэнергии в автоматизированных электроприводах комплексов приточной и вытяжной вентиляции относят применение модулей регулируемых электроприводов вентиляторов, имеющих максимальные коэффициенты полезного действия и мощности. Основным средством управления электроприводом является программируемый котроллер, который является и составной частью автоматизированных систем управления, и средством получения достоверной информации о процессах воздухообмена.

Целью исследования является разработка эффективного (энергосберегающего) алгоритма автоматического управления системой вентиляции и кондиционирования воздуха в помещении плавательного бассейна, в основе которого лежат математические модели процессов воздухообмена.

СВКВ плавательного бассейна осуществляет постоянный обмен воздуха в помещении для удаления избытков теплоты, влаги, углекислого газа и других вредных веществ с целью обеспечения допустимых метеорологических условий и чистоты воздуха в рабочей зоне. При этом количество наружного воздуха, обрабатываемого и вводимого системой кондиционирования в помещение, оказывает большое влияние на расход энергоресурсов. В целях экономии энергии необходимо стремиться к уменьшению количества обрабатываемого наружного воздуха, при этом не допуская снижения его объема, требуемого по санитарным нормам подачи на одного человека.

В данном исследовании для определения оптимального количества приточного воздуха в помещении бассейна используются математические модели процессов воздухообмена, подробно описанные в [2]. Они подробно характеризуют тепловой, влажностный и газовый баланс в помещении. В моделях учитываются факторы, влияющие на изменение состояния воздушной среды помещения: температура приточного и удаляемого воздуха, влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне бассейна, влагосодержание удаляемого воздуха, температура воды в ванне бассейна, концентрация диоксида углерода в удаляемом воздухе и др.

Алгоритм управления СВКВ реализуется с применением программируемого контролера ОВЕН 63М, выпуск которого осуществляется в России. На основе значений параметров воздушной среды, поступающих на входы контроллера, рассчитывается оптимальный расход приточного воздуха, в зависимости от него осуществляется плавное регулирование частоты вращения электроприводов приточных и вытяжных вентиляторов с помощью частотных преобразователей.

Программная реализация алгоритма [3] выполнена в среде CoDeSys 2.3.9.9. [4], разработана система визуализации в виде панели оператора, предназначенная для отображения управляемого процесса, ввода и вывода данных, отображения аварийных ситуаций. Панель оператора представляет собой сенсорный дисплей. Главное окно программы представлено на рисунке.

Главное окно программы «Автоматизация системы вентиляции


и кондиционирования в плавательном бассейне»
Автоматическая система управления СВКВ с применением программируемого логического контроллера в помещении плавательного бассейна будет поэтапно внедрена в учебно-спортивном комплексе технического университета в целях энергосбережения. Основные функции данной системы:

регулирование температуры и влажности воздуха, поступающего в систему воздуховодов приточной вентиляции;

поддержание параметров воздуха в пределах санитарных норм [5, 6];

перевод систем приточной и вытяжной вентиляции в энергосберегающие режимы работы в часы пониженных нагрузок, а именно: автоматическое закрытие задвижек на воздуховодах и соответствующее снижение мощности вентиляторных установок приточной и вытяжной вентиляции, а также отработка заданных алгоритмов включения и выключения местных вентиляционно-кондиционирущих установок;

перевод системы в аварийные режимы функционирования в определенных ситуациях: выключений агрегатов общеобменной приточной и вытяжной вентиляции
и запуск аварийной вентиляции для удаления дыма при пожаре (осуществляется при срабатывании пожарной сигнализации);

индикация технологических параметров отдельных узлов СВКВ на пульте диспетчерского управления с возможностью настройки этих параметров.

Полученные результаты анализа эффективности внедрения программируемого логического контроллера с реализованными в нем математическими моделями для помещения бассейна ЛГТУ являются подтверждением того, что использование методов математического моделирования для управления процессами воздухообмена является эффективным средством достижения сбережения энергетических и денежных ресурсов.
Литература

1. Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 576 с.

2. Погодаев А.К. Моделирование расчетов в информационно-аналитической системе энергосберегающих вентиляции и кондиционирования воздуха / А.К. Погодаев, С.Л. Блюмин, П.В. Сараев, В.В. Правильникова // Энерго- и ресурсосбережение – XXI век : Сборник материалов IX Междунар. научно-практ. интернет-конференции, 2011, г. Орел.

3. Свидетельство о государственной регистрации во всероссийском фонде алгоритмов и программ.

4. John Karl-Heinz, M. Tiegelkamp. IEC 61131-3: Programming Industrial Automation Systems. Concepts and Programming Languages, Requirements for Programming Systems, Decision-Making Tools. – Berlin: Springer-Verlag Heidelberg, 2001. – 201 p.

5. Строительные нормы и правила Российской Федерации «Отопление, вентиляция и кондиционирование» / СНиП 2.04.05.03.



6. СанПиН 2.1.2.1188-03 Проектирование, строительство и эксплуатация жилых зданий, предприятий коммунально-бытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества. URL: http://www.tehbez.ru/Docum/DocumShow.asp?DocumID=488 . – 15.06.2012
Погодаев Анатолий Кирьянович, д. т. н., проф., ЛипецкийГТУ, ректор, зав. кафедрой прикладной математики, 398600, г. Липецк, ул. Московская, д. 30, pak@stu.lipetsk.ru , (4742)328000

Блюмин Семен Львович, д. ф.-м. н., проф., ЛипецкийГТУ, профессор каф. прикладной математики, 398600, г. Липецк, ул. Московская, д. 30, slb@stu.lipetsk.ru , (4742)307934

Сараев Павел Викторович, к. т. н., доцент кафедры прикладной математики, ЛипецкийГТУ, декан факультета автоматизации и информатики, 398600, г. Липецк, ул. Московская, д. 30, psaraev@yandex.ru , (4742)328002

Правильникова Валерия Владимировна, аспирант, ЛипецкийГТУ, факультет автоматизации и информатики, кафедра прикладной математики, 1 год обучения.

398600, г. Липецк, ул. Московская, д. 30, pravilnik@mail.ru , (4742)458884
Каталог: file -> science -> confs -> current
confs -> Использование техногенных побочных продуктов промышленности для создания новых
confs -> Исследование Влияния характеристик абразива и обрабатываемого материала на эффективность гидроабразивного резания
confs -> Сборник материалов Шестой международной научно-практической интернет-конференции 20 октября 2009 г. 20 ноября 2009 г
confs -> Администрация орловской области
current -> Определение границ технико-экономической эффективности применения резервного и автономного электроснабжения панасюк В. Н., Парахин Ю. Н., Сухарь Г. А


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница