Способ автоматического регулирования параметров воздуха в помещении

0 Л И САК,И,.Ф 1ИЗОБРЕТ НИЯ Сонзз ЙоветсннСоциепистичесн Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(6 ид-ву полнительное к аявлено 30.11.78 (21) 2686502/29-0 1) М.Кл 24 Г 11 00 ипением заявкис при Государственный комитет СССР(088.8) но 07,10.8 по делам изобретений крыти 45) ата опубликования 72) Авторы изобретени 71) ЗаявительВ, Г. Муратов, О, А. Кардасевич и В. Я. Лукьяненко сский технологический институт пищевой промышленно им. М. В. Ломоносова54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА В ПОМБОЕНИИ2 Изобретение относится к технике автоматического управления системами кондиционирования воздуха (СКВ),Известен способ автоматического регулирования параметров воздуха в помещении путем воздействия регуляторов на клапаны канала первой рециркуляции, калориферов первого и второго подогрева и канала подачи холодной воды в камеру орошения 111.Недостатком известного способа является невозможность минимизации себестоимости производственной продукции при использовании кондиционированного воздуха. Это связано с тем, что при проектировании системы стремятся оптимизировать лишь статические режимы работы СКВ. Это допустимо лишь тогда, когда отклонения параметров воздуха в кондиционируемом помещении от заданных значений лежит в допустимых пределах. При отклонении этих параметров более, чем за эти пределы, система автоматического управления должна вернуть эти параметры в заданные пределы за минимальное время.Цель изобретения - повышение быстродействия регулирования,Поставленная цель достигается тем, что при отклонении температуры воздуха в помещении ниже допустимого предела клапаны канала первой рециркуляци и калорифера второго подогрева полностью открывают, а прп отклонении темпсратуры вышеопустпмого предела указанные кла паны полностью закрывают.На фиг. 1 показана У - с-диаграмма сучастками (режимамп) 1 - Х 111 состояния наружного воздуха; на фиг. 2 - устройство автоматического регулирования парамет ров воздуха в помещении, реализующеепредлагаемый способ (параметры наружного воздуха находятся в пределах участка 1); на фпг. 3 - то же, параметры наружного воздуха находятся в пределах 15 участка 11; на фиг. 4 - то же, параметрынаружного воздуха находятся в пределах участка 11; на фиг. 5 - то же, параметры воздуха находятся в пределах участка И 1; на фиг, 6 - то же, параметры наружного 20 воздуха находятся в пределах участка 1 Х;на фиг. 7 - то же, параметры наружного воздуха находятся в пределах участка Х 1; на фиг. 8 - то же, параметры наружного воздуха находятся в пределах участка Х 11.25 Устройство автоматического регулирования параметров воздуха содержит датчики 1 и 2 температуры и влажности воздуха в помещении 3, регуляторы 4 и 5 температуры и влажности, датчики 6 и 7 темпера туры воды, установленные на обратных5 1 О 15 20 25 труоопроводах 8 и 9 калориферов 10 и 11первого и второго подогрева, датчик 12температуры воды, установленный на общем прямом трубопроводе 13 калориферов10, 11, датчик 14 давления горячей воды,датчики 15 и 16 температуры и влажностинаружного воздуха, установленные в капале 17 наружного воздуха, между калориферами 10 и 11 установлена камера 18 орошения с обводным каналом 19, канал 20первой рециркуляции, подключенный к каналу 17 наружного воздуха, клапаны 21 и22 калориферов 10 и 11, клапан 23 канала20, клапан 24 наружного воздуха, клапан25 обводного канала 19, воздушный клапан26, установленный на входе камеры 18 орошения и клапан 27 холодной воды, Устройство содержит также оптимизатор-регулятор 28 и логический блок 29 для переключения устройства с одного режима на другой. На канале 30 подачи холодной водыусгановлены датчики 31 и 32 давлечия итемпературы холодной воды.Способ автоматического регулированияпараметров воздуха в помещении реализуется следующим образом.Режим 1 (фиг. 2)1. Отклонения температуры и влажностивоздуха находятся в допустимых пределах,В этом случае минимальное количество(определяемое какими-либо нормами) наружного воздуха смешивают с уходящим.Смесь подогревают в калорифере 10 первого подогрева, изоэнтальпически увлажняют в камере 18 орошения, снова подогревают в калорифере 11 второго подогрева и подают в помещение,Датчик 1 температуры воздуха в помещении (фиг. 1) через регулятор 4 температуры воздействует на клапан 22 калорифера 11 второго подогрева, положение которого определяется отклонением температуры воздуха в помещении. Датчик 2 влажности аналогично связан с клапаном 21калорифера 10 первого подогрева.2. Отклонения параметров воздуха в помещении превышают допустимые пределы.Когда отклонение температуры воздуха впомещении превышает нижний предел, датчик 1 температуры воздействует через регулятор 4 температуры на клапан 23 канала 20 и клапан 22 калорифера 11 второгоподогрева. В момент отклонения температуры за нижнее предельное значение обаклапана 22, 23 полностью открывают. Когда отклонение температуры возвращаетсяв область допустимых значений, клапан 23устанавливают в первоначальное положение, а клапан 22 калорифера 11 второгоподогрева - в положение, определяемоеотклонением температуры воздуха в помещении.Когда температура воздуха в помещенииначинает воздействовать через регулятор 4на клапаны 22, 23, клапан 22 калорифера ЗО 35 40 45 50 55 00 65 11 второго подогрева полностью закрывак)т, а клапан 23 закрывают до предельно- возможного в данных условиях (расчетного) положения, обеспечивающего незамерзание калорифера 10 первого подогрева.При возвращении температуры в област. допустимых значений клапан 23 устанавливают в исходное положение, а положение клапана 22 калорифера 11 второго подогрева определяют отклонением температуры воздуха в помещении.Датчик 2 влажности воздуха в помеще:шц воздействует через регулятор 5 вла)кцости и оптимизатор-регулятор 28 на клапан 21 калорифера 10 первого подогрева. При этом клапан 21 калорифера 10 первого подогрева в случае отклонения температуры воздуха в помещении за допустимые пределы не меняет своего положения, зафиксированного в момент появления этого отклонения до тех пор, пока оно не войдет в область допустимых значений, Когда отклонения температуры пе превышают допустимых пределов, положение клапана 21 калорифера 10 первого подогрева определяется отклонением вла)кности воздуха в помещени. Режим П (фиг. 3)1, Отклонение параметров воздуха в помещении находятся в допустимых пределах.В этом случае минимальное количество наружного воздуха смешивают с уходящим воздухом. Смесь подогревают в калорифере 10 первого подогрева. Затем часть смеси изоэнтальпически увлажняют в камере 18 орошения и смешивают с необработанной частью, пропущенной по обводному каналу 19 камеры 18 орошения. Новую смесь подогревают в калорифере 11 второго подогрева и подают в помещение,Датчик 1 температуры воздуха в помещении через регулятор 4 температуры воздействует на клапаны 21, 22 калорифером 10, 11 первого и второго подогревов таким образом, что положение клапана 22 калорифера 11 определяется отклонением температуры воздуха в помещении, а клапан 21 калорифера 10, на который, кроме того, через оптимизатор-регулятор 28 воздействуют датчики 6, 7, 12 температуры и датчик 14 давления горячей воды, устанавливают в положение, обеспечивающее максимальную экономичность устройства, При этом положение клапана 21 калорифера 10 определяют расчетом теплового, массового балансов при максимальном эксергетическом КПД СКВ.Датчик 2 влажности воздуха в помещении воздействует через регулятор 5 влажности на клапан 25, положение которого определяется отклонением влажности в помещении.2. Отклонения параметров воздуха в помещении превышают допустимые пределы, 769221При отклонении температуры воздуха в помещении за нижний допустимый предел датчик 1 температуры через регулятор 4 воздействует на клапаны 21, 22 калориферов 10, 11. При этом в момент недопустимого отклонения оба клапана 21, 22 полностью открывают, затем, когда отклонение температуры возвращается в область допустимых значений, клапан 21 калорифера 10 устанавливают в первоначальное положение, а клапан 22 второго калорифера 11 - в положение, определяемое отклонением температуры воздуха в помещении.Когда отклонение температуры воздуха в помещении превышает верхний предел, оба клапана 21, 22 полностью закрывают. В момент возвращения отклонения температуры в область допустимых значений, клапан 21 калорифера 10 устанавливают в первоначальное положение, а клапан 22 калорифера 11 в положение, определяемое отклонением температуры воздуха в помещении.Датчик 2 влажности воздуха в помещении воздействует через регулятор 5 влажности на клапан 25 обводного канала 19 камеры орошения, положение которого определяется отклонением влажности воздуха в помещении.Режим ЪН (фпг. 4)1. Отклонения параметров воздуха в помещении находятся в допустимых пределах. Когда параметры воздуха в помещении находятся в области допустимых значений, то минимальное количество наружного воздуха смешивают с уходящим. Полученную смесь подогревают в калориферах 10, 11 первого и второго подогрева и полают в помещение.Датчик 1 температуры воздуха в помещении через регулятор 4 температуры воздействует на клапаны 21, 22 калориферов 10, 11 первого и второго подогрева. При этом положение клапана 22 калорифера 11 определяется отклонением температуры помещения, а положение клапана 21 калорифера 10, на который, кроме того, воздействуют через оптимизатор-регулятор 28 датчики 6, 7, 12 температуры и датчик 14 давления горячей воды, устанавливают в расчетное положение, обеспечивающее максимальную экономичность устройства. Положение клапана 21 калорифера 10 рассчитывается в результате решения системы уравнений теплового. массового балансов и эксергетического КПД СКВ.В этом режиме регулирование влажности не требуется.2. Отклонения параметров воздуха в помещении превышают допустимые пределы.При отклонении температуры воздуха в помещении за нижний допустимый предел датчик 1 температуры воздуха в помешечии через регулятор 4 температуры воздействует на клапаны 21, 22 калориФепов 10, 11,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 с 5 полностью открывая их. Затем, когда отклонение температуры возвращается в зону допустимых значений, клапан 21 калорифера 10 устанавливают в первоначальное положение, а клапан 22 калорифера11 - в положение, определяемое значением температуры воздуха в помещении,При отклонении температуры воздуха впомещении за верхний допустимьш пределоба клапана 21, 22 полностью закрывают.В момент возвращения отклонения температуры в область допустимых значенийклапан 21 калорифера 10 устанавливают висходное положение, а второго - в положение, определяемое отклонением температуры помещения.Режим У 111 (фиг. 5)1. Отклонения температуры и влажностивоздуха в помещении не превышают допустимых отклонений.Наружный воздух смешивают с уходящим и полученную смесь подогревают вкалориферах 10, 11 и подают в помещение.Регулируют температуру воздуха также,как и в Л 1 режиме при допустимых отклонениях температуры. Регулированиевлажности воздуха осуществляют датчиком 2 влажности в помещении, который через регулятор 5 воздействует на клапан 23канала 20 первой рециркуляции, положение которого определяется отклонениемвлажности воздуха в помещении.2. Отклонения температуры и влажностипревышают допустимые пределы.Регулирование температуры производятидентично регулированию в И 1 режимепри недопустимых отклонениях температуры воздуха в помещении,Датчик 2 влажности в этом режиме воздействует через регулятор 5 влажности наклапан 23 канала 20.Летние режимыРежим 1 Х (фиг. 6)1. Отклонения параметров воздуха в помещении не превышают допустимых пределов.Часть наружного воздуха охлаждают вкамере 18 орошения после чего смешивают с его оставшейся частью. Полученнуюсмесь подогревают в калорифере 11.Датчик 1 температуры воздуха в помещении через регулятор 4 температуры воздействует на клапан 22 калорифера 11 иклапан 27 холодной воды камеры 18 орошения. При этом положение клапана 22калорифера 11 определяется отклонениемтемпературы воздуха в помещении. Приэтом на клапан 27 холодной воды, на который, кроме того, воздействуют через оптимизатор-регулятор 28 датчики 6, 7, 12температуры и датчики 31, 14 давления холодной и горячей воды, подают сигнал всторону его открытия до расчетной величины. Степень открытия этого клапана определяют ра.четом теплового и массовогобаланса СКВ при ее максимальном зксергетическом КПД.Датчик 2 влажности воздуха в помещении через регулятор 5 воздействует на клапан 25, положение которого определяется отклонением влажности в .помещении.2. Отклонения параметров возлуха в помещении выходят из допустимых пределов. При отклонении температуры воздуха в помещения за нижний допустимый предел, датчик 1 температуры через регулятор 4 температуры воздействует на клапан 23 канала 20 и клапан 22 калорифера 11. При этом в момент появления недопустимого отклонения оба клапана 23, 22 полностью открывают. Затем при возвращении отклонения температуры воздуха в помещении в область допустимых значений клапан 23 устанавливают в первоначальное положение, а клапан 22 калорифера 11 - в положение, определяемое отклонением темпера- тупы воздуха в помещении,При отклонении температуры воздуха в помещении за верхний предел датчик температуры воздействует на эти же два клапана с той лишь разницей, что их сначала оба закрывают. Далее регулирование производят аналогично.Режим Х 1 (фиг. 7)1. Отклонения параметров возлуха находятся в области допустимых значений.Наружный воздух смешивают с уходящим. Часть полученной смеси охлаждают в камере 18 орошения, после чего смешивают с необработанной частью смеси и подают в помещение.Датчик 1 температуры возлуха в помещении воздействует через регулятор 4 температуры 3 на клапан 23 и клапан 27 холодной воды камеры 18 орошения. При этом положение клапана 23 определяется отклонением температуры воздуха в помещении, а на клапан 27 холодной воды, на который дополнительно воздействуют через оптимизатор-регулятор 28 датчики 32, 31 температуры и лавления хололной вольт, подают сигнал иа его открытие до величины, обеспечивающей максимальную экономичность устройства, Степень открытия этого клапана 27 определяется расчетом теплового и массового балансов при максимальном значении эксергетического КПД СКВ.Датчик 2 влажности 21 через регулятор 5 воздействует на клапан 25, положечце которого определяется отклонением влажности воздуха в помешении.1. Отклонения параметров воздуха превышают допустимые пределы. В этом случае регулирование температуры и влажности воздуха в помещении осуществляют так же, как и при допустимых отклонениях параметров воздуха,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Режим ХП 1 (фиг 8)1. Отклонения параметров воздуха лежат в области допустимых значений.Б этом случае необходимое количество наружного воздуха смешивают с уходяшим воздухом. Часть смеси охлаждают в камере 18 орошения, после чего смешивают с оставшейся необпаботанной частью, Новую смесь подогревают в калорифере 11. Датчик 1 температуры воздействует через регулятор 4 температуры ца клапан 22 калорифера 11 и клапан 27 холодной воды камеоы 18 орошения. При этом положение клапана 22 калорифера 11 определяется отклонением температуры воздуха в помещении.На клапан 27 хололной воды, на который, кроме того, через оптимизатор-регулятор 28 воздействуют датчики 6, 7, 12, 32 температуры и датчики 31, 14 давления холодной и горячей волы, подают сигнал на его открытие до величины, опрелеляемой максимальной в данных условиях эффективностью устройства.Датчик 2 влажности через регулятор 5 воздействует на клапан 25, положение которого оппелеляется отклонением влажности воздуха в помещении.2. Отклонения параметров воздуха в помещении превышают допустимые пределы.Прц отклонении температуры воздуха в гочс шециц ниже лопустимого значения дагчик 1 температуры через регулятор 4 температуры воздействует на клапан 23 канала 20 и клапан 22 калорифера 11 второго подогрева. При этом оба клапана 23.22 в момент возникновения недопустимого отклонения температуры полностью открывают, Затем, когда отклонение температуры возвиащяется в область допустимых зцачеций, клапан 23 устанавливают в первоначальное положение, в котором оц находился ло момента появления недопустимого отклонения температуры. Клапан 22 алорцфепа 11 устанавливают в положение, опрелеляемое отклонением температуры в помещении.При отклонении температуры воздуха в помещении выше лопустимого предела регулирование осуществляют аналогичным образом за исключением того, что в момент пояглешя недопустимого отклонения оба кла па на полностью закрывают.,Тят.ик 2 в,ляжности воздействует через регулятор 5 на клапан 25. обеспечивая предельное схемно-элементное быстродействие процессов регулирования влажности, При этом положение клапана 25 обводного каня ла 9 камеры орошения определяется отклонением влажности воздуха в помещении. Таким образом, использование данного способа позволяет повысить быстродействие регулирования параметров воздуха во всем диапазоне изменения параметров наружного воздуха.9Формула изобретения Способ автоматического регулирования параметров воздуха в помещении путем воздействия регуляторов на клапаны канала первой рециркуляции, калориферов первого и второго подогрева и канала подачи холодной воды в камеру орошения, от л ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения быстродействия регулирования, при отклонении температуры воздуха в помещении ниже допустимого предела клапаны канала первой рсциркуляцин и калорифера второго подогрева полностью открывают, а прп отклонении температуры выше допусти.ого предела указанные лааы 5 ностью закрывают. Источники н/формации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Кресликь А. Я. Автоматическое регулпрованне систем кондпционпрования воздуха. М., Стройиздат, 1972, с. 90,Заказ 2273/б Изд.523 Тираж 857 Подписное НПО сГ 1 оиск Государственного когаитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская паб., д, 4/5 пография, пр. Сапунова, 2