Приточная камера
Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха. Приточная камера, содержащая приемный клапан, фильтр, обводной клапан, регулирующий расход воздуха по основному и обводному каналам, воздухоподогреватель, воздуховоды; клапаны оснащены исполнительными механизмами, в основном канале между воздушным фильтром и сдвоенным клапаном установлен датчик температуры воздуха, перед вводом в помещение в воздуховоде размещен датчик температуры воздуха, а в трубопроводе перед клапаном, регулирующим расход теплоносителя, размещен датчик температуры теплоносителя, за первой секцией подогрева по ходу воздуха установлен еще один датчик температуры теплоносителя, при этом в щите автоматизации смонтированы: кнопка и сигнальная лампа включения системы управления, кнопки «пуск» и «стоп» вентилятора, сигнальная лампа о его включении и выключении, сигнальная лампа «опасность замерзания» воздухоподогревателя со звуковой сигнализацией, отличающаяся тем, что в обводном канале установлен электрокалорифер, примерно равный по мощности и воздухоподогревателю, а в щите автоматизации смонтирован контроллер, к которому подключены датчики температуры и исполнительные механизмы клапанов, в щите установлены пускатели вентилятора и электрокалорифера и сигнальная лампа о включении электрокалорифера. Технический результат заключается в создании приточной камеры, работающей в автоматическом режиме и при опасности замерзания воздухоподогревателя, обеспечивающей подачу наружного воздуха в помещение, а также возвращение системы управления в исходное состояние при исчезновении опасности замерзания.
Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано при проектировании и создании систем центрального кондиционирования воздуха, в частности - приточных камер кондиционеров и систем вентиляции помещений.
Известна система центрального кондиционирования, например, приведенная в книге Е.В.Стефанова «Вентиляция и кондиционирование воздуха» «АВОК-Северо-Запад», Санкт-Петербург, 2005, рис.3.25 на стр.101, содержащая приемный клапан, воздушный фильтр и подогреватель воздуха (калорифер) на входе наружного воздуха, образующие приемную камеру, после прохождения которой воздух поступает на дальнейшую обработку. Такая приточная камера не имеет зашиты калорифера от угрозы замерзания при отрицательных температурах наружного воздуха.
Известна приведенная в книге Л.Л.Калмакова и др. «Автоматика и автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции», Москва, Стройиздат, 1986 в § 12.2 «Автоматизация приточных камер» на рис.12.1 (ближайший аналог) функциональная схема управления приточной камерой, предусматривающая работу камеры как в ручном, так и в автоматическом режимах, при этом при поступлении светового и звукового сигналов об опасности замерзания воздухоподогревателя (калориферов) происходит автоматическое отключение вентилятора, закрытие приемного клапана наружного воздуха, открытие клапана на трубопроводе теплоносителя для калориферов. Таким образом, подача наружного воздуха в обслуживаемое помещение полностью прекращается, что является недостатком такого способа защиты калориферов приточной камеры от замерзания, так как полное прекращение подачи наружного воздуха не всегда допустимо. Кроме того, такая схема управления приточной камерой не предусматривает автоматический возврат системы в исходное состояние при исчезновении опасности замерзания.
Целью предлагаемого изобретения является создание приточной камеры, работающей в автоматическом режиме и при опасности замерзания воздухоподогревателя (калориферов), обеспечивающей подачу наружного воздуха в обслуживаемое помещение, а также возвращение системы управления в исходное состояние при исчезновении опасности замерзания (возврат в режим автоматического управления).
Поставленная цель достигается за счет того, что в приточной камере, содержащей приемный клапан наружного воздуха, воздушный фильтр, фронтальный обводной сдвоенный клапан, регулирующий соотношение расходов воздуха по обводному и основному каналам, воздухоподогреватель (калориферы) с клапаном для регулирования расхода теплоносителя, вентилятор, подающий воздух в обслуживаемое помещение, воздуховоды, соединяющие перечисленные элементы ПК и образующие основной и обводной каналы; клапаны оснащены исполнительными механизмами, в воздуховоде (в основном канале) между воздушным фильтром и сдвоенным клапаном установлен датчик температуры наружного воздуха, перед входом в обслуживаемое помещение в воздуховоде основного канала размещен датчик температуры приточного воздуха, поступающего в помещение, а в трубопроводе перед клапаном, регулирующим расход теплоносителя через воздухоподогреватель (калориферы), размещен датчик температуры теплоносителя, а сразу за первой по ходу воздуха секцией подогрева в трубопроводе установлен еще один датчик температуры теплоносителя, при этом в щите автоматизации смонтированы: кнопки и сигнальная лампа включения системы управления, кнопки «пуск» и «стон» вентиля юра, сигнальная лампа о его включении и выключении, сигнальная лампа «опасность замерзания» воздухоподогревателя (калориферов), продублированная установленной по месту звуковой сигнализацией, в обводном канале установлен электрокалорифер, примерно равный по мощности воздухоподогревателю, в щите автоматизации смонтирован контроллер (работающий но заданной программе), к которому подключены датчики температуры и исполнительные механизмы клапанов, в щите установлены также магнитные пускатели вентилятора и электрокалорифера, сигнальная лампа включения электрокалорифера.
Анализ аналогов показал, что предлагаемое техническое решение является новым. Новизна решения заключается в том, что в обводном канале установлен электрокалорифер, примерно равный по мощности воздухоподогревателю, через который в случае возникновения опасности замерзания воздухоподогревателя, установленного в основном канале, проходит большая часть наружного воздуха; управление работой ПК осуществляется в автоматическом режиме, в том числе и при возникновении опасности замерзания воздухоподогревателя, управление работой ПК осуществляется с помощью установленного в щите автоматизации контроллера, работающего по заданной программе, к которому подключены датчики температуры и исполнительные механизмы клапанов; подключение электропитания к вентиля тору и к электрокалориферу осуществляется установленными в щите магнитными пускателями. После исчезновения опасности замерзания контроллер подает команду исполнительным механизмам клапанов на возврат в обычный режим работы (в автоматический режим).
Таким образом, заявляемое техническое решение характеризуется новой совокупностью существенных признаков, дающих положительный эффект, и обладает признаком соответствия критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 представлена функциональная схема управления работой приточной камеры. Приточная камера содержит приемный клапан 1 с исполнительным механизмом 2, воздушный фильтр 3, фронтальный обводной сдвоенный клапан 4 с исполнительным механизмом 5, одна часть этого клапана расположена в основном канале 6, а другая часть - в обводном канале 7. В основном канале 6 установлен воздухоподогреватель (калориферы) 8, снабженный размещенным на предназначенном для подачи теплоносителя трубопроводе 9 клапаном 10 с исполнительным механизмом 11. В обводном канале 7 установлен электрокалорифер 12. Вентилятор 13 с электроприводом 14 предназначен для подачи приточного воздуха в обслуживаемое помещение 15. В основном канале 6 между воздушным фильтром 3 и сдвоенным клапаном 4 установлен датчик 16 температуры наружного воздуха, а перед вводом в обслуживаемое помещение 15 в канале 6 установлен датчик 17 температуры приточного воздуха. В трубопроводе 9 перед клапаном 10 установлен датчик 18 температуры теплоносителя, а сразу после первой секции воздухоподогревателя (калорифера) установлен в трубопроводе другой датчик 19 температуры теплоносителя. В щите автоматизации 20 смонтированы: кнопки 21 и сигнальная лампа 22 включения-выключения щита автоматизации 20; магнитный пускатель 23 (МП1), кнопки 24 и сигнальная лампа 25 включения-выключения электропривода 14 вентилятора 13, магнитный пускатель 26 (МП2) и сигнальная лампа 27 включения электрокалорифера 12; контроллер 28, к которому подключены датчики температуры 16, 17, 18 и 19, а также исполнительные механизмы 2, 5 и 11 клапанов 1, 4 и 10 соответственно. К контроллеру 28 подключена сигнализация опасности замерзания - световая 29 и звуковая 30.
Приточная камера работает следующим образом.
Работа приточной камеры осуществляется в автоматическом режиме. Включение в электросеть щита автоматизации 20 осуществляется кнопкой 21 «пуск», при этом загорается сигнальная лампа 22. Кнопкой 24 включается магнитный пускатель 23 (МП1), таким образом, запускается электропривод 14 вентилятора 13, при этом загорается сигнальная лампа 25 и контроллер 28 подает команду исполнительному механизму 2 приемного клапана 1 на открытие, а к исполнительному механизму 5 сдвоенного клапана 4 поступает команда на открытие прохода наружного воздуха через основной канал 6 и закрытие прохода через обводной канал 7. Поступающий через приемный клапан 1 наружный воздух проходит по основному каналу 6 через воздушный фильтр 3, где очищается от пылевых части и далее проходит через воздухоподогреватель 8 (в теплый (летний) период года теплоноситель на воздухоподогреватель не подается) и далее воздух нагнетается вентилятором 13 в обслуживаемое помещение 15. При небольших летних похолоданиях наружного воздуха понижается и температура приточного воздуха (выход за установленный допустимый предел) и от датчика 17 температуры приточного воздуха к контроллеру 28 поступает сигнал, в результате контроллер 28 подает команду магнитному пускателю 26 на включение электрокалорифера 12, при этом загорается сигнальная лампа 27 «электрокалорифер включен», а к исполнительному механизму 5 сдвоенного клапана 4 поступает команда на частичное открытие прохода воздуха через обводной канал 7 и частичное прикрытие прохода через основной канал 6. Регулирование температуры приточного воздуха осуществляется по показаниям датчика 17 сдвоенным клапаном 4 и периодическим включением электрокалорифера 12. Оба потока воздуха, прошедшего через обводный канал 7 (нагретого электрокалорифером 12) и прошедшего через основной канал 6, смешиваются в вентиляторе 13, и воздух подается в помещение 15.
В холодный (зимний) период работы от контроллера 28 поступает команда исполнительному механизму 11 клапана 10 на открытие, и, таким образом, через клапан 10 по трубопроводу 9 поступает теплоноситель к воздухоподогревателю (калориферам) 8, обеспечивая нагрев проходящего через воздухоподогреватель воздуха. Регулирование температуры приточного воздуха осуществляется по сигналам от датчика 17 температуры приточного воздуха, поступающим к контроллеру 28, который подает команды исполнительному механизму 11 клапана 10 на уменьшение либо на увеличение расхода теплоносителя через воздухоподогреватель. Изменение соотношений расходов воздуха через основной канал 6 и обводный канал 7 осуществляется по сигналам датчика температуры 18 теплоносителя - контроллер подает команды исполнительному механизму 5 сдвоенного клапана 4, который меняет соотношение расходов воздуха через основной канал 6 и обводной канал 7.
Защита воздухоподогревателя (калориферов) от замерзания осуществляется по сигналам датчика 19, установленного в трубопроводе сразу после первой секции подогрева воздухоподогревателя. При поступлении к контроллеру 28 сигнала об опасности замерзания (температура теплоносителя, близкая к его замерзанию, заложена в программе) контроллер включает световой сигнал (загорается лампа 29) и звуковую сигнализацию 30, при этом по истечении 0,5÷1 мин звуковой сигнал отключается. Одновременно контроллер 28 фиксирует показания датчика 16 температуры наружного воздуха, подает команду исполнительному механизму 11 клапана 10 на полное открытие этого клапана, а также подает команду магнитному пускателю 26 (МП2) на включение электрокалорифера 12, а к исполнительному механизму 4 сдвоенного клапана 5 поступает команда на прикрытие прохода воздуха через основной канал 6 и открытие прохода воздуха через обводной канал 7. Регулирование температуры приточного воздуха осуществляется в период действия опасности замерзания изменением соотношения расходов воздуха по основному и обводному каналам с помощью сдвоенного клапана 4. Как только температура наружного воздуха, контролируемая датчиком 16, повышается примерно на 2-3°С относительно зафиксированной контроллером 28 (т.е. при исчезновении опасности замерзания), последний выдает команды на отключение электрокалорифера 12, выключает сигнальную лампу 29 и система управления приточной камерой возвращается на обычный зимний период работы в автоматическом режиме.
Таким образом, при осуществлении заявляемого изобретения в обслуживаемое помещение всегда поступает воздух с заданной температурой и нет никакой необходимости перекрывать поступление воздуха в помещение при возникновении опасности замерзания воздухоподогревателя, а при исчезновении этой опасности приточная камера возвращается автоматически в обычный режим работы.
Предлагаемое устройство приточной камеры с автоматическим режимом работы является промышленно приемлемым, так как не содержит в себе элементов и узлов, не выпускаемых промышленностью.
Предлагаемая приточная камера по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет не перекрывать подачу воздуха в обслуживаемое помещение при возникновении опасности замерзания воздухоподогревателя, а при исчезновении такой опасности приточная камера автоматически возвращается в обычный режим работы.
Приточная камера (ПК), содержащая приемный клапан наружного воздуха, воздушный фильтр, фронтальный обводной сдвоенный клапан, регулирующий расход воздуха по основному и обводному каналам, воздухоподогреватель (калориферы) с клапаном для регулирования расхода теплоносителя, вентилятор, подающий воздух в обслуживаемое помещение, воздуховоды, соединяющие перечисленные элементы ПК и образующие основной и обводной каналы; клапаны оснащены исполнительными механизмами, в воздуховоде (в основном канале) между воздушным фильтром и сдвоенным клапаном установлен датчик температуры наружного воздуха, перед вводом в обслуживаемое помещение в воздуховоде основного канала размещен датчик температуры приточного воздуха, а в трубопроводе перед клапаном, регулирующим расход теплоносителя через воздухоподогреватель (калориферы), размещен датчик температуры теплоносителя, а сразу за первой секцией подогрева по ходу воздуха в трубопроводе установлен еще один датчик температуры теплоносителя, при этом в щите автоматизации смонтированы: кнопка и сигнальная лампа включения системы управления, кнопки «пуск» и «стоп» вентилятора, сигнальная лампа о его включении и выключении, сигнальная лампа «опасность замерзания» воздухоподогревателя (калориферов), продублированная установленной по месту звуковой сигнализацией, отличающаяся тем, что в обводном канале установлен электрокалорифер, примерно равный по мощности и воздухоподогревателю, а в щите автоматизации смонтирован контроллер (работающий по заданной программе), к которому подключены датчики температуры и исполнительные механизмы клапанов, в щите установлены также магнитные пускатели вентилятора и электрокалорифера и сигнальная лампа о включении электрокалорифера.
