Вестник УКЦ АПИК: Автоматизация системы вентиляции и кондиционирования производственного цеха на заводе «Пластик» (г. Тула)

Чиллер серии SLS
Рис. 1. Чиллер серии SLS
В 2010 году российский холдинг «Сибур», в рамках реализации крупных инвестиционных проектов, приступил к реконструкции входящего в него предприятия ОАО «Пластик». Этот химический комплекс — единственный в России изготовитель АБС-пластика, крупнейший поставщик полимерного ­сырья и изделий из него. Он выпускает высококачественный стирол, фенопласт, детали для автомобильной промышленности и машиностроения, товары бытового назначения.

Проект реконструкции систем вентиляции, кондиционирования, холодоснабжения и их автоматизации для ОАО «Пластик» выполнил один из старейших проектных институтов России — ОАО «ГИПРОИВ». Поставку климатической техники и изготовление систем автоматики взяло на себя ООО «Вентрейд».

Реконструированная система вентиляции производственного цеха выполнена на базе четырех центральных кондиционеров серии AirTwin TR500 производства Wesper c общим расходом воздуха 165 000 м3/ч. В качестве холодильных машин для секций охлаждения используются два моноблочных чиллера наружной установки SLS3002 (рис. 1). Об этой серии подробно рассказывалось в журнале «Мира климата» № 63.

Согласно проекту, в цехе необходимо круглогодично поддерживать температуру воздуха, равную 18 °C, и относительную влажность 50 %. Для выполнения этих требований центральные кондиционеры оснащены системой автоматики VentLogic производства ООО «Вентрейд» (рис. 2), принципиальная схема которой представлена на рисунке 3. Рассмотрим алгоритм ее работы.

Шкаф автоматического управления
Рис. 2. Шкаф автоматического управления
Вентиляция в цехе работает в двух сезонных режимах — «Зима» и «Лето». По показаниям датчиков температуры ТЕ5 и влажности МЕ1 наружного воздуха посредством преобразователя, установленного в шкафу автоматики, рассчитывается энтальпия. Если ее значение превышает 42 кДж/кг, система переключается в режим охлаждения («Лето»), если же оно меньше 40 кДж/кг — в режим адиабатного увлажнения и последующего догрева («Зима»).

Регулирование теплопроизводительности водяных нагревателей осуществляется двухходовыми клапанами Y2 и Y4, установленными на обратном трубопроводе. Там же установлен трехходовый клапан Y3, регулирующий холодопроизводительность водяного охладителя. Степень открытия клапанов определяется электрическим сигналом напряжением от 0 до 10 В, поступающим от программируемого логического контроллера (ПЛК).

Фактическая температура и влажность в производственном помещении измеряются датчиком ТМЕ1. По его показаниям осущест­вляется корректировка настроек регулятора, управлющего приводом водяного клапана Y7 второго нагревателя.

При сигнале пожарной тревоги выключается приточный вентилятор П1 и закрывается воздушная заслонка приточного воздуха Y1. Чтобы предотвратить замерзание теплообменника, в режиме «Зима» циркуляционный насос на водяном калорифере продолжает работать, обеспечивая подачу теплоносителя. Обратная температура регулируется степенью открытия водяного клапана Y2.

Если фильтр приточного воздуховода засорится, сработает дифференциальное реле давления PDS1. Реле PDS2 сработает при обрыве ремня вентилятора П1. На случай засорения системы дренажа увлажнителя и возможного перелива воды в поддоне установлен поплавковый датчик уровня LE1.

Принципиальная схема автоматики
Рис. 3. Принципиальная схема автоматики
Замерзание и «залипание» входной воздушной заслонки Y1 предотвращает греющий термокабель, периодически включающийся, когда система не работает. Если система включена, то после открытия воздушной заслонки Y1 термокабель отключается.

На электродвигателях приточных вентиляторов установлены устройства плавного пуска.

Теперь подробнее о каждом режиме:

Режим «Зима»

При подаче сигнала на включение центрального кондиционера в режиме «Зима» двухходовой клапан Y2 на первом нагревателе открывается на 100 %, прогревая теплообменник и канал приточного воздуховода. После этого включается греющий термокабель заслонки приточного воздуха Y1. Через 5 минут включается приточный вентилятор П1 и открывается воздушная заслонка Y1.

Защита от замерзания водяного калорифера выполнена на базе термостата TS1 с капиллярной трубкой и датчика температуры в обратном трубопроводе TE1. Если температура воздуха на выходе опускается ниже 6 °C или обратная вода становится холоднее 30 °C, полностью открывается водяной клапан Y2 первого водяного нагревателя и останавливается приточный вентилятор П1. При неработающей системе и закрытой заслонке наружного воздуха Y1 регулируется степень открытия водяного клапана Y2, поддерживая температуру обратной воды.

I-D диаграмма процессов воздухообработки
Рис. 4. I-D диаграмма процессов
воздухообработки
Если при неработающей установке температура воздуха перед первым водяным нагревателем опускается ниже 3°C, то для предотвращения замораживания теплообменника клапан Y2 полностью открывается.

В режиме «Зима» воздух подогревается первым водяным нагревателем, а затем увлажняется адиабатным увлажнителем. Его точка росы регулируется степенью открытия водяного клапана Y2 по сигналу датчика температуры TE3, расположенного за увлажнителем. Увлажненный воздух подогревается до установленной температуры вторым нагревателем. Его производительность зависит от показаний канального датчика температуры TE4.

Режим «Лето»

В режиме «Лето» сигнал на включение центрального кондиционера открывает заслонку приточного воздуха Y1 и включает приточный вентилятор П1.

Воздух в этом режиме охлаждается и осушается водяным охладителем методом переохлаждения воздуха и подогревается до комфортных значений вторым водяным нагревателем. Точка росы устанавливается путем регулирования степени открытия водяного клапана Y3 на охладителе по датчику средней температуры TE3. Производительность водяного нагревателя регулируется клапаном Y4 по датчику температуры TE4 в канале воздуховода.

При изготовлении шкафа автоматического управления (ШАУ) компания ООО «Вентрейд» использует комплектующие ведущих мировых производителей: автоматы и контакторы ABB, реле Finder, частотные преобразователи и устройства плавного пуска Schneider Electric, приводы Belimo, датчики температуры Regin, насосы Wilo.

Контроллер Pixel, установленный в шкафах VentLogic, несмотря на низкую стоимость, является полноценным мозговым центром для управления установкой — в нем есть таймер, журнал аварий и другие полезные функции.

Все щиты в обязательном порядке тестируются на стенде, где контролируется правильность сборки и работы алгоритма. Благодаря этому компания уверена в надежности своей продукции, качество которой проверено временем. До сих пор ни один контроллер не вышел из строя по вине производителя.

Статья подготовлена компанией Ventrade



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест