Меню

Регулятор температуры приточной установки

Управление приточной вентиляцией при помощи сенсорной панели термостата

Наверное, никто не будет отрицать необходимость приточной вентиляции в частном доме. Открыть окно для проветривания руками, конечно, проще, но это противоречит концепции реализации идеи Умного Дома. Решено было сделать приточную вентиляцию только на втором этаже в помещениях, предназначенных для сна. Ванную, туалеты, гардеробную вычеркиваем из этого списка, так как там достаточно вытяжной вентиляции, управляемой , кстати, тоже контроллером Умного Дома.

Небольшое Техническое задание

  • Количество помещений для вентиляции – 3.
  • Управление приточной вентиляцией – независимое из каждого помещения, уровень приточной вентиляции должен быть регулируемый.
  • Работа вентиляции в одном помещении не должна сказываться на климате другого помещения.
  • Контроллер -WirenBoard 6.
  • Панель управления ПУ-3 (описанная ранее в другой статье).
  • Воздух в приточной вентиляции должен подогреваться при низких температурах на улице.

Для изготовления самой системы вентиляции, помимо труб, нам понадобится

  1. Вентилятор в изолированном корпусе IRB 125 В1 EС 1шт (с управлением скоростью вращения 0-10В).
  2. Воздушный клапан КВК 125 Р 3 шт (для первичной регулировки расхода воздуха).
  3. Воздушный клапан КВК 125 М 3 шт (для установки электроприводов).
  4. Воздушный клапан КВК 160 М 1 шт (главный клапан на входе для закрывания заслонки при не рабочей системе).
  5. Канальный датчик температуры TG-K 330 1 шт (один из элементов безопасности и контроля за температурой).
  6. Канальный нагреватель PBEC 160/2.2 1 шт.
  7. Фильтр (корпус с материалом F5) ФЛФ 160 М1 1 шт.
  8. Регулятор температуры Pulser-М 1 шт (тут я ошибся с моделью регулятора, так как можно было взять управляемый 0-10В и использовать более сложные алгоритмы управления).
  9. Шумоглушитель 125/900 3 шт.
  10. Контактор DILEM-10 1 шт (для управления силовой нагрузкой).
  11. DA02N220 электропривод без пружинного возврата (на вход системы, закрывать клапан).
  12. DA02N220PI электропривод без пружинного возврата 3 шт (для раздельного регулирования).
  13. Реле WirenBoard WBMR3L.

На входе стоит воздушный клапан КВК 160 М с электроприводом DA02N220. Клапан открывается при работе вентилятора и закрывается при выключении вентилятора, за клапаном стоит фильтр, для очистки воздуха от пыли и насекомых, далее — канальный нагреватель PBEC 160/2.2, далее — вентилятор. После этой конструкции, система расходиться по трем комнатам. На каждом канале установлен ручной воздушный клапан КВК 125 Р, для настройки расхода воздуха. Это нужно для компенсации различной длины труб. Чтобы при одинаковых условиях, в каждую комнату приходил одинаковый объем воздуха. Затем идет воздушный клапан КВК 125 М с установленными электроприводами DA02N220PI без пружинного возврата, для индивидуальной регулировки.

процесс прокладки трассы.

Панель управления ПУ-3 может выдавать команды на управление вентиляции с шагом от одного до пяти. Принимаем первый шаг за выключенную вентиляцию в помещении, а пятый шаг — за максимальную вентиляцию. Распределяем промежуточные шаги для одного помещения следующим образом: 1 – 0%: 2 – 25% 3 — 50% 4 – 75% 5 — 100%. Это нам пригодиться для управления заслонкой воздушного клапана.

Так как нам необходимо изменять скорость вращения вентилятора, в зависимости от потребностей каждого помещения, то максимальную скорость вращения вентилятора примем за максимальную сумму шагов всех трех панелей. Значит 100% скорости вращения вентилятора будет равняться 15 шагам с трех панелей. Выключенное состояние будет суммой трех шагов. Ниже привожу матрицу шагов и уровня напряжения управления скорости вращения вентилятора. Хочу сразу предупредить, что верхний уровень управляющего напряжения в статье выбран максимальный, в реальных условиях производительность вентиляционной системы у меня выбрана с избытком и максимальная скорость вентилятора, для комфортного проживания, мне необходима всего 50% от максимума. Поэтому у меня максимальное напряжение управляющего сигнала ровняется пяти вольтам, вместо десяти.

Читайте также:  Регулятор температуры рт001н16 инструкция

Так как проектируемая система содержит элементы безопасности, потребителей с большой мощностью и много коммутаций, собираем отдельный щит для управления вентиляцией и располагаем его максимально близко к элементам управления, расположенным на чердаке дома. В данном щите использовалось реле WB-MR3LV/S для управления контактором системы нагрева и включением вентилятора.

Для изменения скорости вращения приточного вентилятора и управления углом открытия заслонок, управляющий сигнал 0-10В будем брать с модуля аналоговых выходов WBIO-AO-10V-8. На чердак подниматься нам лень, поэтому для того, чтобы активировать систему, в котельной располагаем кнопки управления, отвечающие за включение вентилятора (по сути, включения всей системы) и включения подогрева приточного воздуха. Кнопки подключены через WBIO-DI-WD-14.

Кнопки будут управлять работой реле WB-MR3LV/S. У меня оставалось еще одно реле (WBIO-DO-R10A-8) после интеграции компонентов WirenBoard в умный дом, его мы будем использовать для управления сигнальными лампами (220В), отвечающими за визуализацию работы системы.

Ниже готовый щит управления. На нем расположены дополнительные элементы управлением котельной. Выбор отопительного котла, включение насоса и слива воды в кессоне. Индикация включения греющего кабеля.

Теперь рассмотрим алгоритм автоматизации в Node-red.

Слева node-red-contrib-wirenboard «in» (Уровень вентиляции). Забираем данные с панельки управления климатом. Напоминаю, что она подключена по RS485 к WirenBoard6. Нас интересует Topic /devices/temp_102/controls/Speed Vent.

Данные имеют значение от 1 до 5. В node change присваиваем каждому значению уровень напряжения, необходимый для открытия заслонки. Например, уровню 1 соответствует значение 0 вольт. А уровню 5 соответствует значение 10 вольт.

Для управления скоростью вращения вентилятора в функции складываем данные с трех панелек.

Суммарное значение формирует 16 правил в node change. Где сумма, равная 15, соответствует максимальной скорости вращения вентилятора, а сумма 0 соответствует выключенному состоянию вентилятора.

Преобразованные значения для заслонок и вентилятора поступают на модуль аналоговых выходов WBIO-AO-10V-8, где цифровые сигналы преобразуются в напряжение управления

Ниже на схеме Node-red приведен алгоритм включения вентилятора и нагрева воздуха. Отдельное управление нагревом сделано исключительно из опыта эксплуатации подобных систем. Включать подогрев буду только при отрицательных температурах на улице. Хочу отметить, что в данной схеме включить нагрев воздуха при выключенном вентиляторе невозможно, так как алгоритм проверяет нодой wirenboard-get наличие сигнала управляющего вентилятором в данный момент. В каждой комнате установлены датчики СО, которые будут в последствии задействованы для управления приточной вентиляции в автоматическом режиме. Тем более что сенсорная панелька имеет возможность переключаться в режим AUTO.

Источник



Настройка ПИД-регулятора

Настройка ПИД-регулятора (для примера рассмотрим приточную вентиляционную установку с калорифером и системами защиты) производится с одной единственной целью: подобрать его коэффициенты для данной задачи таким образом, чтобы регулятор поддерживал величину физического параметра (температуру приточного воздуха) на заданном уровне.

Допустим текущая температура в помещении 10 °С, а мы хотим, чтобы было 25°С. Мы запускаем вентиляционную установку и регулятор посредством исполнительного механизма (КЗР), начинает управлять степенью нагрева калорифера таким образом, чтобы температура приточного воздуха достигла требуемого уровня. Посмотрим, как это может выглядеть.

Читайте также:  Vaillant комнатные регуляторы отопления

На данном рисунке красным цветом показана идеальная кривая изменения температуры в помещении при работе регулятора.

Температура плавно, без скачков, но в тоже время достаточно быстро подходит к заданному значению. Оптимальное время, за которое температура может достигнуть заданной отметки, определить довольно сложно, но по факту должно быть в пределах 15-20 минут.

Оно зависит от многих параметров: размеров помещения, мощности и производительности вентустановки и др. В теории это время можно рассчитать, но на практике чаще всего это определяется экспериментально.

Чёрным цветом показан график изменения температуры в том случае, если коэффициенты подобраны совсем плохо.

Система теряет устойчивость. Регулятор при этом разбалансируется и значение температуры попадает в диапазон защиты вентиляционной установки от заморозки (если работа в зимнем режиме), что приводит к остановке и перезапуску вентиляционной системы согласно прописанному алгоритму.

На этом рисунке показаны графики, далёкие от идеального. В первом случае наблюдается сильное перерегулирование: температура слишком долго «скачет» относительно уставки, прежде чем достичь её.

Во втором случае регулирование происходит плавно, но слишком медленно. Данные кривые тоже не идеальны, но могут быть сочтены за удовлетворительные.

В процессе настройки регулятора, пользователю необходимо стремиться получить кривую, близкую к идеальной. Однако, в реальных условиях сделать это не так-то просто — приходится долго подбирать коэффициенты.

Поэтому зачастую останавливаются на «приемлемой» кривой регулирования. Например, в нашем случае нас могли бы устроить коэффициенты регулятора, при которых заданная температура достигалась бы за 15-20 минут с максимальным перерегулированием (максимальными «скачками» температуры) 2 °С.

А вот более длительное время достижение уставки — более часа и максимальные «скачки» температуры 5 °С — нас бы не устроили.

Далее поговорим о том, как подобрать коэффициенты для достижения оптимального регулирования. Порядок настройки коэффициентов:

Пропорциональный коэффициент.
Выставляем дифференциальный и интегральный коэффициенты в ноль, тем самым убирая соответствующие составляющие.

Пропорциональный коэффициент выставляем в 1. Далее нужно задать значение уставки температуры отличное от текущей и посмотреть, как регулятор будет менять степень нагрева калорифера, чтобы достичь заданного значения.

Характер изменения можно отследить «визуально», либо можно регистрировать в таблицу измеренное значение температуры каждые 1-2 минуты и по полученным значением построить график.

Затем нужно проанализировать полученную зависимость в соответствии с рисунком:
при большом перерегулировании, необходимо уменьшать пропорциональный коэффициент, а если регулятор долго достигает уставки — увеличивать.

Так убавляя-прибавляя коэффициент необходимо получить график регулирования как можно ближе к идеальному. Поскольку достичь идеала удастся вряд ли, лучше оставить небольшое перерегулирование (его можно будет скорректировать другими коэффициентами), чем длительное нарастание графика.

Настраиваем дифференциальный коэффициент.
Постепенно увеличивая дифференциальную составляющую, необходимо добиться уменьшения или полного исчезновения «скачков» графика (перерегулирования) перед выходом на уставку.

При этом кривая должна стать еще больше похожа на идеальную. Если слишком сильно завысить дифференциальный коэффициент, температура при выходе на уставку будет расти не плавно, а скачками (как показано на рисунке).

Настраиваем интегральный коэффициент

При настройке двух предыдущих коэффициентов можно получить практически идеальную или близкую к ней кривую регулирования, удовлетворяющую требуемым условиям.

Читайте также:  Регулятор перепада давления систем отопления

Однако, как правило возникает так называемая «статическая ошибка». При этом в нашем примере температура стабилизируется не на заданном значении 25 °С, а на несколько меньшем значении.

Дело в том, что если температура станет равной уставке (то есть разность текущей и заданной температур станет равна 0), то пропорциональная и дифференциальная составляющая будут равны нулю (см. функцию преобразования ПИД-регулятора).

При этом мощность регулятора тоже станет равна нулю и исполнительный механизм (КЗР) закроет подачу теплоносителя в калорифер, и он начнёт остывать.

Для того чтобы исключить этот эффект, используют интегральную составляющую. Её необходимо постепенно увеличивать до исчезновение статической ошибки. Однако, чрезмерное её увеличение тоже может привести к возникновению скачков температуры.

Действительно, ПИД — это классика регулирования, но требует для каждого конкретного объекта регулирования нахождения (чаще всего эмпирического) коэффициентов всех трех составляющих.

Если коэффициенты пропорциональной и дифференциальной части еще как-то можно прикинуть, то коэффициент интегральной части определяется экспериментально по времени реакции объекта на единичное воздействие.

Чаще всего достаточно добиться такого вида переходного процесса, который устроит пользователя в условиях текущей задачи.

В заключение хочу показать реальный тренд температуры приточной вентиляционной установки, отображенный на программе Desigo CC. На графике видно, как изменилась амплитуда колебаний приточного воздуха после корректировки коэффициентов ПИД-регулятора. Температура приточного воздуха отображена черным цветом, расстояние между клетками по вертикали равно 1 градусу.

Источник

Регуляторы температуры

По этим критериям поиска ничего не найдено

  • ‎ 2960 руб
  • ‎ 48200 руб
    • Airone
    • DVS
    • Salda
    • Shuft
    • Vents

    По этим критериям поиска ничего не найдено

      • TC OEM Shuft
      • TC Power Shuft

      По этим критериям поиска ничего не найдено

      • ‎ 3600 Вт
      • ‎ 90000 Вт
        • 16 А
        • 2 А
        • 25 А
        • 40 А
        • 63 А

        По этим критериям поиска ничего не найдено

          • 230В
          • 380В
          • 400В

          По этим критериям поиска ничего не найдено

            • 30
            • 40
            • 60

            По этим критериям поиска ничего не найдено

            По этим критериям поиска ничего не найдено

            По этим критериям поиска ничего не найдено

            Регуляторы температуры

            В эту группу входит симисторный регулятор температуры EKR 6, который используется для поддержания заданной температуры, путем изменения мощности однофазных и двухфазных электрических нагревателей и канальный датчик температуры, который устанавливается внутри воздуховода.

            • О магазине
            • Вакансии
            • Производители
            • Способы оплаты
            • Доставка
            • Публикации
            • Карта сайта
            • Вопрос Ответ
            • Контакты
            • Вентиляция
            • Печи, Котлы, Камины
            • Дымоходы
            • Экраны для радиаторов
            • Обогреватели
            • Вытяжки кухонные
            • Кондиционеры
            • Очистители воздуха
            • Водонагреватели
            • Водосточные системы
            • Распродажа
            • г. Москва, МКАД 25-й км, ТК «КОНСТРУКТОР»
            • +7(495)926-67-58 (звонок бесплатный)
            • +7(800)555-97-21
            • Пн-Вс 9.00 — 18.00
            • info@vent-style.ru
            • Посмотреть на карте

            Copyright: магазин вентиляции и тепла Vent-Style.ru © 2021
            ИП Колодий Л. П. ООО «Вент-Стайл»

            Данный сайт использует cookie-файлы, собирает данные об IP-адресе и местоположении, сведения об источнике перехода на сайт в целях его функционирования и предоставления корректной информации по Вашим запросам. Продолжая использовать данный ресурс, Вы автоматически соглашаетесь с использованием данных технологий и обработкой вышеуказанных данных. Информация носит ознакомительный характер и не является публичной офертой. Наличие и актуальные цены вы можете уточнить по телефону +7 (495) 926-67-58 или в наших магазинах.

            Источник

Adblock
detector