کنترل HVAC و AHU: تهویه، زمان‌بندی و قفل دما

یک ساختمان اداری سه‌طبقه در نانجینگ ساعات کار AHU خود را در ماه اول پس از قرار دادن برنامه تهویه روی ساعت واقعی به جای کلید دیواری، 31% کاهش داد. 31%. مدیر تأسیسات هیچ فن جدیدی، هیچ دمپر جدیدی یا هیچ چیز جدیدی نخرید — او یک کنترلر خرید که می‌داند چه روزی است و چه ساعتی.

این راز خاموش نوسازی‌های HVAC است: بیشتر هدررفت انرژی در ساختمان‌های کوچک ناشی از تجهیزات بد نیست، بلکه ناشی از کنترل بد است. فن‌ها در شب کار می‌کنند. گرمایش در حال مبارزه با سرمایش در یک راهرو است. فیلترهایی که بر اساس یک تایمر ثابت کار می‌کنند به جای اختلاف فشار. یک کنترلر برنامه‌پذیر جمع و جور هر یک از این موارد را با چند بلوک عملکرد اصلاح می‌کند و این کار را بدون نیاز به مجوز سیستم مدیریت ساختمان انجام می‌دهد.

سه کار که یک کنترلر AHU واقعاً انجام می‌دهد

زمان‌بندی تهویه کار اول است. یک تایمر هفتگی واحد تهویه را در ساعت 7:30 قبل از ورود کارکنان روشن و در ساعت 19:00 پس از خروج آنها خاموش می‌کند و یک تایمر سالانه تقویم آخر هفته و تعطیلات را مدیریت می‌کند تا واحد در تعطیلات عمومی برق هدر ندهد. پشتیبان RTC در اینجا مهم است — کنترلرهای xLogic ساعت را به مدت بیست روز بر روی باتری داخلی نگه می‌دارند، بنابراین قطع برق در روز جمعه به معنای یک برنامه گیج‌کننده در روز دوشنبه نیست.

کار دوم قفل دما است. AHU نباید در زمستان هوای سرد بوزد فقط به این دلیل که یک ترموستات در حالت سرمایش باقی مانده است و نباید کویل گرمایش را با فن تأمین خاموش کار کند. بلوک‌های عملکرد HI-LO دماهای تأمین و بازگشت را مقایسه می‌کنند؛ فن، شیر گرمایش و شیر سرمایش قفل می‌شوند تا ماشین فقط بتواند یک کار منطقی را در یک زمان انجام دهد. یک حلقه PID بر روی سنسور هوای بازگشتی دما را در یک درجه نگه می‌دارد که برای یک طبقه اداری معمولی بیشتر از حد کافی است.

در AHU متوقف نشوید. همان کنترلر مناطق کویل فن طبقه یا دمپر هوای تازه را کنترل می‌کند. یک سنسور CO2 در ورودی اتاق کنفرانس به کنترلر می‌گوید که هوای تازه را زمانی که اتاق پر است افزایش دهد و دمپر را زمانی که خالی است ببندد — تنظیم چند درصد از هوای خارج که هزینه انرژی را بیشتر از هر تغییر ده درصدی در نقطه تنظیم جابجا می‌کند و بیشتر ساختمان‌ها دو یا سه چنین اتاقی دارند.

کار سوم ادغام است. مالک ساختمان می‌خواهد وضعیت AHU را از یک مرورگر یا BMS ببیند، نه از رفتن به اتاق تأسیسات. سری HCHVAC controllerو مدل‌های PR Ethernet مستقیماً با Modbus RTU، Modbus TCP و BACnet IP صحبت می‌کنند، که به این معنی است که جعبه کوچک DIN-rail با سیستم اتوماسیون بزرگ ساختمان به عنوان یک همتا برابر صحبت می‌کند. بدون دروازه، بدون مجوز، بدون لایه ترجمه.

یک نوسازی که هزینه خود را جبران کرد

یک کارخانه 4000 متر مربعی با چهار AHU و یک بویلر که تمام زمستان کار کرده بود زیرا "کسی باید لوله‌ها را گرم نگه دارد." نوسازی ساده بود: هر AHU یک کنترلر، سنسورهای دمای تأمین و بازگشت (PT100، مستقیماً روی ورودی‌های آنالوگ خوانده می‌شود) و یک برنامه دریافت کرد. بویلر اکنون بر اساس یک منحنی بازنشانی هوای خارج به جای تنظیم تابستانی پارانوئید کار می‌کند. هزینه گاز فصل اول به طور تقریبی یک چهارم کاهش یافت. هزینه سخت‌افزار کمتر از یک ماه از آن صرفه‌جویی بود.

جزئیات نصب که یک نوسازی تمیز را از یک سردرد جدا می‌کند: قبل از سیم‌کشی، وضعیت خرابی هر شیر را تعیین کنید. یک شیر گرمایش که در صورت قطع برق باز می‌شود، از یخ زدن اتاق بویلر جلوگیری می‌کند اما در تابستان یک طبقه را می‌پزد. کنترلر می‌تواند خروجی‌های خود را با یک بلوک عملکرد معکوس کند، بنابراین موقعیت فنر شیر را درست تنظیم کنید و بگذارید منطق با آن مطابقت داشته باشد و هرگز به برنامه اعتماد نکنید که چیزی است که شما را نجات می‌دهد — برنامه آخرین چیزی است که هر کسی در حالت وحشت بررسی می‌کند.

شکاک‌ها همیشه درباره دمپرها و شیرها می‌پرسند — آیا آنها با یک میکرو کنترلر خوب کار می‌کنند؟ بله. عملگرهای مدولاسیون 0–10V مستقیماً به خروجی‌های آنالوگ متصل می‌شوند، عملگرهای سه‌موقعیتی تنها به دو خروجی رله نیاز دارند و خروجی‌های داخلی در واحدهای HC برای سوئیچینگ مستقیم شیرها و کنتاکتورها کوچک طراحی شده‌اند. برای بارهای بزرگتر، یک کنتاکتور اضافه می‌کنید؛ منطق همان باقی می‌ماند.

آنچه که تبلیغ فروش هرگز به شما نمی‌گوید

فروشندگان بزرگ BMS نرم‌افزار، مجوز، مهندس راه‌اندازی و سپس قرارداد نگهداری سالانه را به شما می‌فروشند. یک کنترلر برنامه‌پذیر در یک محفظه چند صد دلار و یک روز برنامه‌نویسی FBD هزینه دارد و برق‌کار محلی می‌تواند برنامه را بدون تماس با کسی تغییر دهد. آیا سیستم بزرگ‌تر بیشتر صیقل خورده است؟ مطمئناً. آیا چهار برابر قیمت بیشتر صیقل خورده است؟ نه. آن فاصله کل توجیه تجاری برای کنترل HVAC جمع و جور است.

یک حلقه آب سرد تصویر را به یک روش تغییر می‌دهد: پمپ‌ها و چیلر باید با هم حرکت کنند. کنترلر پمپ آب سرد را روشن می‌کند، جریان را تأیید می‌کند، سپس چیلر را آزاد می‌کند — الگوی تأیید و آزادسازی مشابه بویلر، اما با یک هدف دما به جای یک برنامه. یک قفل حد پایین بر روی دمای بازگشت آب سرد اضافه کنید و شما چیلر را از یک تبخیرکننده یخ‌زده محافظت کرده‌اید که گران‌ترین اشتباه یک کارخانه کوچک می‌تواند باشد. کل کاسکاد چهار بلوک عملکرد و چند ورودی است؛ بیمه‌ای که خریداری می‌کند بیشتر از کنترلر ارزش دارد.

زمانی که برنامه در حال اجرا است، به مدیر ساختمان یک عدد برای نظارت بدهید. شمارنده‌های ساعت کار کنترلر و لینک Modbus داده‌های انرژی زنده را بر روی صفحه BMS قرار می‌دهند — ساعت‌های فن، ساعت‌های پمپ، موقعیت شیر گرمایش — و مدیر می‌تواند تفاوتی که نوسازی ایجاد کرده است را ببیند به جای اینکه منتظر صورتحساب باشد. یک عدد روی صفحه رفتار را تغییر می‌دهد؛ یک صورتحساب در نامه تنها بودجه ماه آینده را تغییر می‌دهد.

با یک AHU شروع کنید. برنامه را فعال کنید، فن را با کویل قفل کنید، یک هفته زمان کار را ثبت کنید. صورتحساب انرژی برای شما قانع‌کننده خواهد بود — و سه AHU بعدی قبل از پایان سه‌ماهه نوسازی خواهند شد، زیرا هیچ‌کس با عدد 31% بحث نمی‌کند. و آن عدد از یک کنترلر به دست می‌آید که کمتر از یک تماس خدمات هزینه دارد.