Автоматизация вентиляции, котельных и ИТП в Санкт-Петербурге

Автоматизируем инженерные системы по типам оборудования на объектах Санкт-Петербурга и Ленинградской области: приточные и вытяжные установки, котельные и тепловые пункты. Ставим контроллеры, датчики и приводы, настраиваем защиту, регулирование и управление по потребности. Здесь разбираем автоматику по видам систем; сами системы и их проектирование описаны в разделах вентиляции и отопления, а верхний диспетчерский уровень – в диспетчеризации инженерных систем.

Автоматизация приточных и вытяжных установок

Для приточной установки автоматика решает четыре задачи. Держит температуру приточного воздуха с точностью около ±1 °C регулированием теплоносителя на калорифере. Защищает калорифер от замерзания: если температура обратной воды или воздуха после нагревателя опускается ниже 3–5 °C, контроллер закрывает клапан и глушит вентилятор. Управляет производительностью по потребности – по датчику углекислого газа с уставкой 800–1000 ppm или по присутствию, что снимает лишний расход в незанятых помещениях. Отслеживает засорение фильтра по перепаду давления в диапазоне 150–250 Па. Вытяжные установки увязываются с приточными по балансу, чтобы в помещении не возникало разрежение или подпор, мешающие работе дверей и дымоудаления. Требования к разделу задает СП 60.13330.2020.

Автоматизация котельной

В котельной автоматика делится на регулирование и безопасность. Регулирование – это каскадное управление котлами: контроллер включает и отключает котлы по фактической тепловой нагрузке и чередует их по наработке, выравнивая ресурс. Поверх работает погодозависимый график: температура теплоносителя следует за наружной температурой. Автоматика безопасности – самостоятельный контур: контроль загазованности по метану и угарному газу, прекращение подачи топлива при погасании пламени, отклонении давления газа, перегреве. Дополнительно автоматика ведет учет выработанного и потребленного тепла и передает показания на верхний уровень. Требования к безопасности котельных установлены СП 89.13330.2016. Решения закладываются на стадии проектирования котельной.

Автоматизация теплового пункта

Тепловой пункт – это несколько контуров, и у каждого своя автоматика. Контур отопления ведет погодозависимое регулирование через регулирующий клапан с электроприводом, поддерживая расчетный график подающей воды. Контур горячего водоснабжения держит температуру на уровне 60–65 °C независимо от разбора. Отдельно контролируются подпитка, давление и защита теплообменников от превышения параметров. Регуляторы разных контуров не должны конфликтовать, поэтому приоритет отдается горячему водоснабжению, а отопление подстраивается под остаток мощности. Ночное и выходное снижение заметно уменьшает часы работы контуров на пиковой нагрузке. Состав и схему решают на стадии проектирования теплового пункта и ИТП.

Датчики и исполнительные механизмы

Качество автоматики определяется не только контроллером, но и полевым оборудованием. В вентиляции это датчики температуры в канале и в помещении, датчики перепада на фильтре и вентиляторе, измерители концентрации углекислого газа, датчики присутствия и электроприводы клапанов. В тепловом пункте и котельной – погружные термометры, преобразователи давления, регулирующие клапаны с электроприводом, а в контуре безопасности – сигнализаторы загазованности и реле давления газа. Приводы клапанов подбираются по крутящему моменту и времени хода, иначе регулирование получается ступенчатым. Типовая ошибка – датчик в застойной зоне или сразу за нагревателем: он показывает не то, чем управляет контур, и никакая настройка регулятора этого не исправит.

Что автоматизация дает эксплуатации

Автоматика окупается тремя эффектами. Первый – экономия: управление по потребности и погодозависимое регулирование снимают перерасход тепла и электроэнергии, которые при ручном управлении держатся круглосуточно на максимуме. Второй – защита оборудования: калорифер не размораживается, котел не идет вразнос по давлению, насос не работает всухую. Третий – работа без постоянного присутствия человека: установка сама выходит на режим по расписанию, сама реагирует на отклонения и сама уведомляет об авариях. На практике перевод систем с ручного управления на автоматику заметнее всего сказывается в межсезонье, когда нагрузка переменная и человек не успевает подстраивать оборудование вручную. Эти эффекты выводятся затем на общий диспетчерский уровень, где видно состояние и историю всех систем сразу.

Автоматика безопасности и нормы

Автоматика безопасности отличается от регулирования тем, что действует независимо от диспетчера и не отменяется одной кнопкой. В вентиляции это защита калорифера и блокировки последовательности пуска, в котельной – контроль газа, пламени и давления топлива. Проверка срабатывания защит входит в обязательную программу пусконаладки. Пожарные функции при этом не заводятся в общую систему управления: по нормируемому сигналу отключается общеобменная вентиляция и запускается противодымная защита, но пожарная автоматика остается отдельным контуром. Это стык с разделами вентиляции и кондиционирования, а не их дублирование.

Как автоматика связана с проектом и диспетчеризацией

Автоматизация конкретной системы начинается не с контроллера, а с перечня сигналов и функциональной схемы, которые рождаются вместе с проектом инженерного раздела. Прикладные алгоритмы для контроллеров разрабатываются как программирование контроллеров, монтируются в щитах автоматики и выводятся на единый диспетчерский уровень. Такой порядок исключает ситуацию, когда каждая установка живет сама по себе, а у эксплуатации нет ни общей картины, ни архива параметров.