Szafa sterowania wentylacją: budowa, przeznaczenie + jak prawidłowo zmontować

Budynki przemysłowe, obiekty użyteczności publicznej i domy mieszkalne wyposaża się w skomplikowane sieci klimatyzacji i wentylacji. Aby zorganizować pracę systemu łączącego wiele urządzeń technicznych, stosuje się szafę sterowania wentylacją – SZW.

Omówimy, jak skompletować szafę umożliwiającą kontrolowanie systemu wentylacji i ustawianie optymalnego trybu pracy lub odpoczynku. W przedstawionym artykule podano komponenty, opisano cechy ich podłączania. Uwzględnienie naszych zaleceń pomoże prawidłowo zautomatyzować uruchamianie i zatrzymywanie urządzeń.

Przeznaczenie szafy sterowania wentylacją

Jeżeli konieczne jest włączenie lub ustawienie domowego systemu split lub urządzeń wentylacji nawiewnej, zamocowanych w otworze kanału wentylacyjnego, to nie są wymagane żadne węzły sterowania – każde urządzenie regulowane jest ręcznie lub za pomocą pilota.

Ale jeśli długość sieci jest duża, a urządzenia znajdują się w niedostępnych miejscach: w szybac, na dachu lub poddaszu, w specjalnie przeznaczonych wnękach w ścianach – wówczas pojawia się potrzeba zamontowania zdalnego bloku sterowania.

Cała informacja o pracy nagrzewnic, konwektorów, poszczególnych wentylatorów trafia do jednego centrum – SZW. Tutaj znajdują się również automaty odpowiadające za funkcjonowanie i regulację urządzeń

Nowoczesne SZW to panele z wskaźnikowymi urządzeniami regulacyjnymi lub metalowe szafy, które instaluje się na podłodze lub wiesza na ścianie. Do ochrony wewnętrznego wyposażenia przewidziano drzwiczki uchylne zamykane na klucz. Oprócz skrótu SZW można spotkać również SZW (szafa).

Główne funkcje SZW:

• kontrola nad urządzeniami wchodzącymi w skład systemów wentylacji i klimatyzacji;
• ochrona agregatów przed przegrzaniem, nieprawidłowym montażem i podłączeniem, zwarciem;
• regulacja najważniejszych parametrów urządzeń, takich jak wydajność lub moc;
• programowanie pracy całego systemu lub poszczególnych agregatów na zadany przedział czasu – dzień, tydzień, miesiąc;
• zapewnienie indykacji, która ułatwia kontrolę i regulację;
• utrzymanie określonej temperatury w różnych pomieszczeniach, możliwość szybkiej zmiany jej parametrów;
• kontrola nad wewnętrznymi ściankami kanałów wentylacyjnych i stopniem zabrudzenia filtrów;
• Ostrzeżenie przed awariami urządzeń zależnych od pory roku, takich jak nagrzewnice wodne, które mogą zamarznąć przy zbyt niskiej temperaturze.

Instalacja elektrotechnicznej tablicy rozdzielczej w zakładzie lub budynku mieszkalnym pozwala personelowi obsługującemu monitorować pracę urządzeń z jednego miejsca i szybko reagować na awarie i zatrzymanie poszczególnych urządzeń. Przyrządy regulujące urządzenia przeciwpożarowe i częściowo ogrzewania mogą również znajdować się w tej samej szafie.

Schemat instalacji SZUPWW. Szafy mogą być wspólne, łączące wszystkie urządzenia w budynku, oraz obsługujące oddzielne piętro, skrzydło, halę, sekcję i tak dalej

W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej, na przykład pożaru w jednym z pomieszczeń, zatrzymanie urządzeń wentylacyjnych następuje automatycznie lub ręcznie – z panelu SZCZUW.

Cechy budowy SZW

Instalacja i wyposażenie szaf sterowania odbywa się zgodnie z przepisami i normami określonymi w dokumentach państwowych, takich jak GOST R 51321.1. Szafy dla pomp i elektryki, szafy wentylacji i systemów klimatyzacji montuje się w korytarzach, pomieszczeniach gospodarczych lub w specjalnie przeznaczonych pomieszczeniach – rozdzielniach.

Jeśli budynek dysponuje odpowiednimi możliwościami, wszystkie bloki kontrolne, w tym wentylacyjne i przeciwpożarowe, instaluje się w dyspozytorniach.

W pomieszczeniu, w którym znajduje się rozdzielnia, należy utrzymywać temperaturę pokojową, normalny poziom wilgotności. Wszystkie urządzenia należy chronić przed bezpośrednim promieniowaniem UV i pyłem, a także przed drganiami magnetycznymi i zakłóceniami radiowymi

Producenci urządzeń elektrotechnicznych oferują wiele konfiguracji, które różnią się rozmiarami, funkcjami, stopniem ochrony i poziomem programowania. Najprostsze modyfikacje przeznaczone są do obsługi prywatnych nieruchomości mieszkaniowych, złożone – dla zakładów i budynków użyteczności publicznej.

Wymagania dotyczące wyposażenia szaf sterowania

Przy wyborze SZUW bierze się pod uwagę wymiary powierzchni roboczej, możliwość zainstalowania potrzebnych urządzeń, ergonomię i bezpieczeństwo. Ostatni punkt dotyczy zarówno samych monterów regularnie obsługujących sieci, jak i osób, które mogą znaleźć się w pobliżu.

Główne wymagania dla SZUW i SZCZUW są następujące:

• szafa powinna pomieścić wszystkie przyrządy sterowania systemem wentylacji i klimatyzacji;
• ważne węzły należy wyposażyć we wskaźniki świetlne, cyfrowe lub podłączone do komputera PC;
• przyrządy odpowiedzialne za najważniejsze urządzenia powinny mieć podwójne sterowanie – automatyczne i ręczne.

Wszystkie przyrządy są starannie umieszczane na jednej płaszczyźnie. Kompletacja powinna być maksymalnie prosta i zrozumiała. Jeśli montaż szafy wentylacyjnej zostanie wykonany zgodnie ze wszystkimi zasadami, to w razie potrzeby nawet osoba nieznająca się na elektryce będzie mogła wyłączyć urządzenia awaryjne.

Nowoczesne bloki sterowania są produkowane z uwzględnieniem możliwości oszczędzania energii elektrycznej. Załóżmy, że odpowiednio dobrane urządzenia automatyczne są w stanie obniżyć koszty o 50-65%

Wypełnienie i funkcjonalność szaf mogą się różnić. Na przykład, dla niektórych systemów przetwornica częstotliwości jest niezbędna, a inne radzą sobie bez niej. Najwygodniejsze w użytkowaniu są szafy i rozdzielnice z automatyką i pilotami zdalnego sterowania.

Przegląd elementów roboczych

Konstrukcyjnie SZUW to plastikowa lub metalowa obudowa o kształcie prostokątnym, posiadająca wymaganą klasę ochrony IP 45. Jeśli warunki eksploatacji wiążą się ze zwiększonym ryzykiem, klasa ochrony jest wyższa.

Wewnątrz obudowy umieszczone są takie przyrządy jak zasilacz, sterownik, przetworniki. Kilka wyłączników automatycznych odpowiada za poszczególne urządzenia: nagrzewnice, rekuperatory, wentylatory, urządzenia chłodzące itp.

Obowiązkowym elementem jest panel ręcznego sterowania. Niezbędny jest również moduł sygnalizacji, który uruchamia się w sytuacji awaryjnej i powiadamia za pomocą sygnałów świetlnych lub dźwiękowych.

Listwy i złączki do montażu urządzeń elektrotechnicznych i łączenia ich z przewodami wyglądają tak samo jak analogiczne elementy w rozdzielnicach elektrycznych

Do elementów sterowania należą również czujniki. Są to swoiste receptory, zbierające różne informacje o stanie systemu i jego otoczenia.

Mierzą temperaturę powietrza i samych urządzeń, stopień stężenia gazów lub zanieczyszczenia elementów systemu, mierzą prędkość przepływu powietrza itp. Otrzymane dane trafiają do regulatorów automatycznych i następuje korekta pracy elementów systemu.

Ze względu na funkcje czujniki dzieli się na następujące rodzaje:

• temperaturowe;
• wilgotności;
• prędkości;
• ciśnienia itp.

Czujniki temperaturowe mogą być zarówno cyfrowe, jak i analogowe. Sygnał o gwałtownym wzroście lub spadku temperatury wewnątrz pomieszczeń może spowodować przełączenie systemu na inny tryb pracy.

Na tej samej zasadzie działają czujniki wilgotności. Jak przebiega ruch mas powietrza wewnątrz kanałów wentylacyjnych można dowiedzieć się dzięki czujnikom prędkości i ciśnienia. Ze względu na miejsce montażu czujniki dzieli się na wewnętrzne i zewnętrzne. Pierwsze zbierają dane w pomieszczeniach, drugie, zwane również atmosferycznymi lub ulicznymi, na zewnątrz budynków.

Ponadto czujniki wentylacyjne mogą być kanałowe, czyli montowane wewnątrz kanałów wentylacyjnych: na ściankach lub w poprzek strumienia powietrza. Są uniwersalne i mogą przekazywać wiele informacji: temperaturę, ciśnienie, prędkość przepływu powietrza.

Część czujników mocuje się na powierzchni elementów, które należy monitorować. Odczytują one parametry samych urządzeń, np. temperaturę uzwojenia, prędkość obrotową itp.

Montaż czujników wymaga starannego doboru. Z jednej strony im więcej informacji, tym dokładniej działa system, ale z drugiej strony funkcjonowanie i obsługa sieci staje się kosztowna pod względem zużycia energii elektrycznej.

Wspólnie z czujnikami działają sterowniki. Są to urządzenia, które odbierają informacje i przetwarzają je automatycznie. Można je nazwać pośrednikami, ponieważ następnie sygnał jest przekazywany do urządzeń wykonawczych: przełączników strumieni powietrza, wentylatorów, agregatów chłodniczych, nagrzewnic.

Do montażu wewnątrz Szafy Sterującej Wentylacją (S.W.) najlepiej nadają się sterowniki z mikroprocesorami. Wyróżniają się kompaktowymi rozmiarami i nie wymagają dużej powierzchni montażowej.

Szczególnie popularne są sterowniki uniwersalne, które jednocześnie mogą przetwarzać informacje pochodzące z różnych systemów: wentylacji, ogrzewania itp.

Zalecenia dotyczące montażu SZW

Montażem i testowaniem Szafy Sterującej Wentylacją (S.W.) powinni zajmować się specjaliści posiadający odpowiednie kwalifikacje. Samodzielny montaż i podłączanie elementów wewnątrz szafy lub rozdzielni nie tylko nie jest zalecane, ale jest zabronione.

Obudów nie wykonuje się samodzielnie, lecz nabywa się je w gotowej postaci lub zamawia z uwzględnieniem specyfiki systemu wentylacyjnego. Wraz z obudową dostarczany jest zestaw urządzeń: rozłączniki, sterowniki, zasilacze, wyłączniki, elementy zabezpieczające i przewody.

Nierzadko zdarza się również, że zestaw urządzeń i części nie jest w pełni skompletowany – brakuje przewodów lub wyłączników automatycznych. Przy uzupełnianiu części należy zachować zgodność parametrów technicznych (np. przekrój przewodów lub prąd znamionowy wyłącznika).

Zestaw elementów Szafy Sterującej Wentylacją (S.W.) jest dostarczany ze schematem, według którego przeprowadza się montaż. Wszelkie odstępstwa od schematu mogą prowadzić do nieprawidłowej eksploatacji lub awarii urządzeń.

Przed złożeniem zamówienia należy sporządzić listę wszystkich urządzeń wchodzących w skład systemu wentylacyjnego, a także wyrazić życzenia dotyczące przełączania trybów pracy, rodzaju sterownika, obecności poszczególnych czujników. W niektórych SzczUW zamiast sterowników montuje się przekaźniki.

Przykładem SzczUW może być model o następujących parametrach technicznych:

• częstotliwość znamionowa – 50 Hz;
• napięcie – 380 V;
• napięcie podłączonego wentylatora – 220 V;
• moc silnika – 22 kW;
• stopień ochrony – IP65;
• wymiary – 400x800x180 mm;
• okres eksploatacji – 10 lat.

Gotowe modele są oznaczone symbolami, które zawierają informacje o modyfikacji i jej typowym rozmiarze, stopniu ochrony, rodzaju wykonania klimatycznego, numerze TU lub GOST. W tym ostatnim przypadku producenci kierują się GOST 14254 i GOST 15150.

Zalety profesjonalnego montażu

Zgodnie z przepisami, instalacją i konserwacją systemów wentylacyjnych, a także SzczUW, powinni zajmować się specjaliści z wykształceniem inżynierskim. To oni ponoszą pełną odpowiedzialność za niewłaściwy wybór, instalację, podłączenie urządzeń, a także za utrzymanie urządzeń technicznych w niewłaściwym lub awaryjnym stanie.

Aby prawidłowo określić wyposażenie tablicy lub szafy, monterzy przeprowadzają pełny monitoring sieci wentylacyjnej.

Następnie należy wykonać następujące czynności:

• przeanalizować obciążenie;
• wybrać optymalny schemat;
• określić tryby pracy urządzeń w celu zwiększenia wydajności;
• dobrać odpowiednie wyposażenie.

Sam montaż zajmuje niewiele czasu: wszystkie urządzenia montuje się kolejno w kilku rzędach, przewody starannie podłącza się do listew zaciskowych i układa wzdłuż linii w zorganizowane wiązki, a następnie wyprowadza na zewnątrz.

Jeden z wariantów podłączenia, gdzie NK1 i NK2 to nagrzewnice kanałowe; M1 – wentylator trójfazowy; A, B, C – podłączenie sieci, N – neutralny, PE – uziemienie; Q – termostat zabezpieczający przed przegrzaniem; Y – termostat zabezpieczenia przed zapłonem.

Profesjonalni monterzy mają doświadczenie w instalacji i eksploatacji SzczUW, więc raczej nie popełnią błędu przy wyborze modelu i niuansach podłączania urządzeń. Ponadto dobrze znają schematy systemów wentylacji mieszkań i domów jednorodzinnych i potrafią szybko stwierdzić obecność błędu w projekcie.

Jeśli na czas się nie zorientuje i podłączy urządzenia według niekompetentnie sporządzonego schematu – a takie też się zdarza – można doprowadzić do sytuacji awaryjnej.

Sprzedażą i dystrybucją tablic i szaf zajmuje się wiele firm, które produkują lub sprzedają urządzenia wentylacyjne, chłodnicze i grzewcze. Na przykład w Moskwie można to zrobić w firmach „Ruklimat”, „Rowen”, „AW-automatyka”, „Galwent” i innych.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jak wyglądają SzUW w stanie zmontowanym, co wchodzi w skład „wyposażenia wewnętrznego”, jak wykonuje się mocowanie urządzeń i podłączanie przewodów, można zobaczyć w poniższych filmach.

Montaż etapowy i warianty montażu:

Wideo przegląd – przykład montażu SzUW z nagrzewnicą:

Automatyzacja systemu wentylacyjnego lub dowolnego innego systemu to proces odpowiedzialny i kosztowny. Jeśli nieprawidłowo dobierze się sprzęt lub przeprowadzi montaż, może dojść do awarii, w wyniku której ucierpią ludzie, na przykład w zakładzie chemicznym.

Przynajmniej ulegnie awarii sprzęt, również kosztowny. Z tych powodów instalacją SzUW od początkowego etapu projektowania aż do końca powinni zajmować się wyłącznie specjaliści.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Dzielić się informacjami, które mogą być przydatne dla odwiedzających stronę. Zadawać pytania, opowiedzieć o tym, jak montowało się szafę sterowniczą systemu wentylacyjnego własnymi rękami, zamieszczać zdjęcia na temat artykułu.