Совершенствование автоматизированной системы управления приточно-вытяжной вентиляцией в производственных помещениях

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА 7
1.1 Классификация вентиляционных систем 7
1.2 Анализ существующих типовых схем автоматизации вентиляции производственных цехов 11
1.3 Анализ эффективности работы систем 16
1.4 Преимущества приточно-вытяжной вентиляции 17
1.5 Принципы и способы повышения устойчивости функционирования объектов в чрезвычайных ситуациях 19
1.6 Описание существующей системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляцией производственных цехов 24
2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИТОЧНО-ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ 31
2.1 Характеристика вентиляционной сети производственного цеха как объекта автоматического управления 31
2.2 Техническое обеспечение системы контроля и регулирования 33
2.3 Выбор технического обеспечения системы 37
2.4 Общая модель САУ приточной вентиляции по процессу подготовки 45
2.5 Обоснование и выбор управляющего контроллера 50
2.6 Алгоритм работы автоматизированной системы управления вентиляции 52
2.7 Диспетчеризация приточно-вытяжной вентиляции 54
2.8 Расчет воздухообмена по вредностям в помещении бесперебойного питания 55
2.9 Анализ надежности и безопасности работы АСУ 57
2.9.1 Термостат защиты от замерзания типа QAF81.3 59
2.9.2 Расчет надежности термостата защиты от замерзания типа QAF81.3 61
2.9.3 Электропроводка и внешние соединения АСУ приточно-вытяжной вентиляции 62
3. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 71

Весь текст будет доступен после покупки

Потенциальные резервы человека для физической и умственной деятельности огромны, поэтому необходимо уделять внимание промышленной экологии и безопасности труда на производстве в помещениях различных категорий и назначений. В первую очередь это относится к параметрам окружающей среды (температуре, влажности, чистоте воздуха), где ведет свою деятельность человек. В настоящее время автоматизация систем вентиляции в промышленном производстве является одним из важнейших факторов создания благоприятных условий труда, необходимого микроклимата в помещениях, а, следовательно, роста производительности труда.
Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий - изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств - потребителей, за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта.
При строгом выполнении такого принципа разработки и внедрения новых средств, процесс их развития является строго оптимальным и как следствие этого, объективных. Однако достаточно строгое обоснование оптимальности средств на стадии их разработки и внедрения практически невозможно из-за сложности и ограниченной точности оценок суммарного ожидаемого эффекта. Поэтому единственным объективным критерием оптимальности средств может быть только широкий их практической эксплуатации, который позволяет отобразить неудачные решения и развития и развить те принципы, схем и конструкции, которые в целом соответствуют требованиям максимальной экономичности.
Наличие такого критерия позволяет рассматривать развитие технических средств автоматизации как в целом объективный процесс. Соответственно постоянно обновляющиеся составы технических средств автоматизации и их технические характеристики могут расцениваться как приближающиеся в среднем к оптимальным на данной ступени развития материального производства.
Использование автоматизированных линий и машин, автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.
Гипотеза исследования заключается в том, что внедрение современных алгоритмов управления и инновационных технологий, таких как датчики качества воздуха и энергосберегающие решения, в автоматизированные системы приточно-вытяжной вентиляции позволит значительно улучшить их эффективность и снизить затраты на энергопотребление без ухудшения качества воздухообмена в производственных помещениях.
Актуальность исследования обусловлена растущими требованиями к качеству внутреннего воздуха в производственных помещениях и увеличением внимания к вопросам энергоэффективности и устойчивого развития. Современные производственные процессы требуют надежного и эффективного управления вентиляцией, что непосредственно влияет на продуктивность труда, здоровье работников и энергозатраты. Усовершенствование автоматизированных систем управления приточно-вытяжной вентиляцией может существенно повысить эксплуатационные характеристики систем, сократить энергопотребление и улучшить микроклимат на рабочих местах.

Весь текст будет доступен после покупки

ОПИСАНИЕ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА


1.1 Классификация вентиляционных систем

Эффективным средством обеспечения допустимых показателей микроклимата воздуха рабочей зоны, является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха и подачу на его место свежего.
По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.
Естественная вентиляция. Это система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давления снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление. На заветренной стороне — разряжение. Естественная вентиляция реализуется в виде инфильтрации и аэрации.
Неорганизованная естественная вентиляция — инфильтрация, осуществляется сменой воздуха в помещениях через не плотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов — силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5… .0,75 объема помещения в час, для промышленных предприятий до 1,5.
Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции, аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступание наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, что холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола теплый период приток наружного воздуха вводят через нижний 5 оконных проемов — на высоте 1,5… .2 м.
Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается. Механическая вентиляция — вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических побудителей.
Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ:
• большой радиус действия;
• возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры наружного воздуха и скорости ветра;
• подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению;
• организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам;
• улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образованиях и предотвращать их распространение по всему объему помещения;
• очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу.
• К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, а также необходимость проведения мероприятий по снижению шума. Системы механической вентиляции подразделяются на общеобменные, местные, аварийные, смешанные и системы кондиционирования.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бессонов, Д. В. Основы автоматизации систем вентиляции и кондиционирования. — М.: Энергия, 2017. — 320 с.
2. Киселёв, В. А. Современные подходы к проектированию систем вентиляции и кондиционирования. — СПб.: Питер, 2019. — 280 с.
3. Лях, И. Г. Системы управления вентиляцией и их автоматизация. — Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2021. — 245 с.
4. Федоров, С. Н. Энергоэффективные технологии в системе вентиляции производственных помещений. — М.: Научный мир, 2020. — 350 с.
5. Сидоров, А. А., Смирнова, Н. В. Профессиональная вентиляция и кондиционирование: учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2018. — 400 с.
6. Григорьев, П. Ю. Автоматизация систем вентиляции: теория и практика. — М.: Транспорт, 2016. — 200 с.
7. Баранов, В. А., Евсеева, Т. А. Совершенствование систем вентиляции в современных условиях. — Новосибирск: Сибирское Высшее Училище, 2022. — 150 с.
8. Инструкция по проектированию и эксплуатации систем вентиляции. — М.: Госстрой России, 2021.
9. Зубарев, И. Ф. Устойчивое развитие и энергоэффективность в системах вентиляции, кондиционирования и отопления. — Н. Новгород: НГТУ, 2020. — 230 с.
10. Долгополов, А. С., Романов, В. Д. Современные системы управления вентилированием: актуальные подходы и технологии. — Казань: КГЭУ, 2019. — 175 с.
11. Нормативные документы по проектированию и эксплуатации систем вентиляции (СНиП, ГОСТ). — М.: Стройиздат, 2022.
12. Устинов, Ю. А. Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования. — М.: Издательство МГТУ, 2018. — 300 с.

Весь текст будет доступен после покупки