Контрольно- измерительное оборудование и компоненты (Журнал «Мир климата» №114)

Контрольно-­измерительное оборудование в составе систем воздушного кондиционирования применяется для повышения эффективности работы оборудования. Полупромышленные кондиционеры воздуха оснащаются разнообразными датчиками, исполнительными механизмами и устройствами управления. Если кондиционер выполнен в виде сплит-­системы, то элементы контрольно-­измерительного оборудования располагаются как в наружном, так и во внутреннем блоках кондиционера.

Для обеспечения эффективного функционирования аппаратуры и достижения требуемой производительности могут применяться алгоритмы, разработанные специально для конкретного устройства управления. В их задачи входят регулировка скорости вращения компрессора и вентиляторов, открытие расширительного вентиля в контуре хладагента, а также выполнение прочих необходимых операций, исходя из разницы между значениями параметров микроклимата, заданных пользователем, и данными о температуре и влажности, полученными от датчиков.

В отличие от полупромышленных сплит-­систем и моноблоков системы центрального кондиционирования не имеют встроенных датчиков или же иных устройств контроля и автоматизированного управления. Такие системы собираются из отдельных блоков и компонентов, чтобы удовлетворить требования заказчика и собрать систему необходимой производительности, имеющую определенный набор функций. Например, при организации кондиционирования в отдельном здании проектной организации приходится подбирать и комбинировать между собой источники тепла, кондиционеры воздуха, градирни, сенсоры, устройства измерения и управления и прочие элементы.

В частности, в состав чиллерной системы обычно входят: собственно чиллер для охлаждения воды; водонагревательные котлы; первичный водяной контур; вторичный водяной контур, подающий холодную или горячую воду к кондиционеру воздуха; соединительные трубопроводы; воздушный кондиционер, включающий в себя теплообменники, увлажнители, фильтры, вентиляторы и вентиляционные решетки, насосы, градирни, датчики, измерители и контроллеры.

Одна из главных задач при построении такой системы — сконфигурировать и согласовать работу компонентов, чтобы они функционировали как единое целое. При этом не последнюю роль здесь играет контрольно-­измерительное оборудование.

В системах кондиционирования применяются датчики определения температуры, влажности, скорости и расхода воздуха, скорости потока воды, степени загрязненности, концентрации CO2, наличия движения в контролируемой зоне. Датчики загрязнения, CO2 и движения способствуют энергосбережению, обеспечивая приведение производительности системы в соответствие с реальной нагрузкой. Энергопотребление моторов вентиляторов снижается за счет регулирования скорости вращения в зависимости от загрязненности воздуха и концентрации CO2. Датчик движения повышает эффективность работы при частичной нагрузке, регулируя скорость вращения компрессора в зависимости от количества людей в обслуживаемых помещениях. Собранная датчиками информация суммируется устройством автоматической регистрации данных и оперативно передается устройству управления — контроллеру, который, в свою очередь, управляет скоростью вращения моторов компрессора, вентиляторов, насосов, а также открытием расширительных вентилей и вентиляционных решеток.

Для системы управления подбирается такой алгоритм работы, который обеспечивает максимально быстрый выход кондиционера на заданные параметры с минимальными потерями и с гарантией стабильной работы устройства. Типичный набор используемых алгоритмов включает в себя пропорциональное, интегральное и дифференциальное управление. Чаще всего применяется комбинированный метод — пропорционально-­интегрально-дифференциальное управление (PID).

Помимо PID-алгоритма могут применяться и иные методы управления, в том числе с использованием нечеткой логики, нейросетей, «генетических» алгоритмов и их сочетаний.

Технологии управления будут совершенствоваться за счет внедрения решений, связанных с искусственным интеллектом. Кроме того, ожидается развитие сервисов, использующих большие объемы данных, накопленных в облачных хранилищах благодаря технологии Интернета вещей. Там, где необходимо, участие человека все чаще будет реализовываться при посредстве интерфейса «человек — машина», например в виде монитора с сенсорной панелью, максимально упрощающего как процедуру управления, так и получение и усвоение необходимой информации.

По материалам JARN