logo          



POLSKIE ZRZESZENIE INŻYNIERÓW I TECHNIKÓW SANITARNYCH

         

ODDZIAŁ KATOWICE 

40-026 Katowice, ul. Podgórna 4
tel. kom. 501-810-149
tel./fax (032) 256 35 32
e-mail:pzits@pzits.com.pl

                                         

ROK ZAŁOŻENIA 1919

NIP 526-000-16-19
Regon 000671473
Konto ING Bank Śląski S.A. w Katowicach
98 1050 1214 1000 0090 3031 9074

logo mobilne  



PZITS

 
 
 


WAŻNE!! Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.

WAŻNE!! Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.

  Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.     Zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia...
Więcej...
Przedsięwzięcia, które oddziałują na środowisko. Zmiana przepisów

Przedsięwzięcia, które oddziałują na środowisko. Zmiana przepisów

Które przedsięwzięcia wymagają uzyskania decyzji środowiskowych?   Zmieniły się przepisy rozporządzenia w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco...
Więcej...
Zmiany w ustawach, rozporządzeniach i normach w listopadzie 2019

Zmiany w ustawach, rozporządzeniach i normach w listopadzie 2019

    Raport Głównej Komisji Legislacyjnej – listopad 2019 r.     Na stronie Zarządu Głównego PZITS, Główna Komisja Legislacyjna udostępniła aktualny materiał...
Więcej...
Szkolenia w grudniu

Szkolenia w grudniu

Szkolenia w miesiącu grudniu - zapraszamy   1.   04.12.2019 roku zapraszam na szkolenie:                 Rozwiązanie konstrukcyjne instalacji sanitarnych   Szkolenie...
Więcej...
Relacja z konferencji i Jubileuszu 80-lecia Katowickiego Oddziału PZITS

Relacja z konferencji i Jubileuszu 80-lecia Katowickiego Oddziału PZITS

    JUBILEUSZ 80 - LECIA KATOWICKIEGO ODDZIAŁU PZITS     W dniu 22 listopada 2019 roku katowicki Oddział PZITS zorganizował obchody 80 rocznicy powołania...
Więcej...
WAŻNE!! Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.
WAŻNE!! Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.
Przedsięwzięcia, które oddziałują na środowisko. Zmiana przepisów
Przedsięwzięcia, które oddziałują na środowisko. Zmiana przepisów
Zmiany w ustawach, rozporządzeniach i normach w listopadzie 2019
Zmiany w ustawach, rozporządzeniach i normach w listopadzie 2019
Szkolenia w grudniu
Szkolenia w grudniu
Relacja z konferencji i Jubileuszu 80-lecia Katowickiego Oddziału PZITS
Relacja z konferencji i Jubileuszu 80-lecia Katowickiego Oddziału PZITS

FORMULARZE

SZKOLENIA

UPRAWNIENIA

OŚRODEK SZKOLENIA USTAWICZNEGO

Ostatnio dodane

grudzień 08, 2019

WAŻNE!! Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.

in techniczne

by Ewa Dworska

  Wzrost opłat za egzaminy na uprawnienia energetyczne w 2020 roku.     Zgodnie z…
grudzień 05, 2019

Przedsięwzięcia, które oddziałują na środowisko. Zmiana przepisów

in techniczne

by Ewa Dworska

Które przedsięwzięcia wymagają uzyskania decyzji środowiskowych?   Zmieniły się przepisy rozporządzenia w sprawie przedsięwzięć mogących…
grudzień 03, 2019

Zmiany w ustawach, rozporządzeniach i normach w listopadzie 2019

in Prawo i przepisy

by Ewa Dworska

    Raport Głównej Komisji Legislacyjnej – listopad 2019 r.     Na stronie Zarządu…
grudzień 01, 2019

Szkolenia w grudniu

in Aktualności

by Ewa Dworska

Szkolenia w miesiącu grudniu - zapraszamy   1.   04.12.2019 roku zapraszam na szkolenie:     …
listopad 25, 2019

Relacja z konferencji i Jubileuszu 80-lecia Katowickiego Oddziału PZITS

in Aktualności

by Ewa Dworska

    JUBILEUSZ 80 - LECIA KATOWICKIEGO ODDZIAŁU PZITS     W dniu 22 listopada…

Kalendarz wydarzeń

Odwiedziło nas:

187255
DzisiajDzisiaj91
WczorajWczoraj251
W tym tygodniuW tym tygodniu701
W tym miesiącuW tym miesiącu3694
WszystkichWszystkich1872559

Tu jesteśmy

facebook button
linkedin

Regulacja wilgotności w klimatyzacji


Andrzej Romanowski | Rynek Instalacyjny 9/2019


Zadaniem systemów klimatyzacji jest oprócz filtracji, ogrzewania i chłodzenia również osuszanie i nawilżanie powietrza.

W centralach wentylacyjnych do sterowania tymi procesami wykorzystuje się układy, które utrzymują zadane strumienie i parametry powietrza oraz nadzorują procesy jego obróbki.

Regulacja wilgotności należy do trudniejszych procesów w klimatyzacji.

Temperatura i wilgotność powietrza w pomieszczeniach klimatyzowanych decydują o komforcie i zdrowiu osób w nich przebywających. Brak optymalnej wilgotności wywołuje dyskomfort.

Zbyt suche powietrze powoduje wysychanie śluzówki oczu i gardła nosa, sprzyja też powstawaniu infekcji dróg oddechowych.

Zbyt wilgotne z kolei sprzyja rozwojowi zarodników pleśni i grzybów, co także niekorzystnie wpływa na zdrowie.

Pomieszczeniami o szczególnie wysokich wymaganiach dotyczących wilgotności powietrza są sale operacyjne.

Regulacja wilgotności ma również duże znaczenie w pomieszczeniach, w których prowadzi się procesy technologiczne – np. produkcję z użyciem materiałów higroskopijnych czy elementów elektronicznych.

Ważna jest też w muzeach, magazynach oraz pomieszczeniach laboratoryjnych.

Nawilżanie powietrza ma znaczący wpływ na zużycie energii w budynku, dlatego dużą uwagę należy poświęcić określeniu optymalnych wartości zadanych wilgotności względnej w pomieszczeniach.

 b klimatyzacja w budynku

 

Regulatory, czujniki i higrostaty


Wilgotność reguluje się w zakresie od 20 do 70% i proces ten należy do trudniejszych w klimatyzacji.

Do regulacji wilgotności używa się różnych regulatorów. Stałowartościowe mają za zadanie utrzymanie stałej zadanej wilgotności pomieszczenia.

Są też regulatory dedykowane przeznaczone do regulacji określonej grupy aplikacji, np. central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Dostępne są w nich gotowe aplikacje regulowanych obiektów z możliwością ich modyfikacji oraz algorytmy P, PI, PID. Wyposażono je w wejścia i wyjścia umożliwiające obsługę sygnałów oraz sterowanie elementami wykonawczymi.

Mają możliwości: programowania czasowego, sterowania układami odzysku ciepła, regulacji wilgotności, funkcji monitorujących, wykorzystania bloków optymalizacyjnych, komunikacji z innymi regulatorami i stanowiskiem zarządzającym, obsługi zarówno lokalnej, jak i przez stanowisko operatorskie.

Przykładem regulatorów dedykowanych są regulatory RLU.

To regulatory uniwersalne, przeznaczone do stosowania w prostych i złożonych instalacjach wentylacji, klimatyzacji oraz wody lodowej. Mogą sterować temperaturą, wilgotnością, ciśnieniem, jakością powietrza i jego przepływem, a także entalpią. Zawierają kilkadziesiąt zaprogramowanych aplikacji standardowych z możliwością ich adaptacji do konkretnej instalacji, jak również swobodnego programowania algorytmu regulacji. Można je obsługiwać poprzez oprogramowanie ACS.

Dostępne są w wykonaniach różniących się liczbą obsługiwanych wejść i wyjść oraz obwodów regulacyjnych.

 

Do pomiaru wilgotności stosuje się czujniki i higrostaty.

 

 

Do współpracy zarówno z regulatorami, jak i sterownikami swobodnie programowalnymi stosowane są czujniki wilgotności wykorzystujące zmianę pojemności elektrycznej elementu pomiarowego.

Wilgotność zostaje przekazana w postaci sygnału napięciowego o zakresie pomiarowym 0–10 V.

Czujniki te wymagają zasilania 24 V AC.

Dla branż o bardzo wysokich wymaganiach (np. farmacji) dostępne są czujniki o wysokiej dokładności i z certyfikatem kalibracji.

Dostępne są czujniki samej wilgotności, jak i wilgotności oraz temperatury w jednej obudowie (fot. 1).

Takie zespolone czujniki są dostępne także w wersji kanałowej.

czujnik temperatury

Fot. 1. Pomieszczeniowy czujnik temperatury i wilgotności z kalibracją QFA4160 (Siemens)


Higrostaty służą do dwustawnej regulacji wilgotności lub zabezpieczenia instalacji z nawilżaczem na wypadek awarii czujnika wilgotności nawiewu.

W zależności od nastawionej wilgotności zadanej dają zmianę stanu styku elektrycznego po przekroczeniu w dół lub w górę zadanej wartości.

Dostępne są wersje kanałowe i pomieszczeniowe. Temperatura wraz z wilgotnością należą do najważniejszych parametrów decydujących o odczuwaniu komfortu cieplnego.

W układach klimatyzacji stosuje się dwa typy nawilżania – za pomocą wody lub pary wodnej. Każde z tych rozwiązań polega na rozpraszaniu wody lub pary wodnej bezpośrednio w strumieniu przepływającego powietrza w komorach albo kanałach.

Poniżej przedstawiono najczęściej stosowane metody regulacji. Sposób regulacji wilgotności zależy od przyjętej technologii centrali klimatyzacyjnej, jej wyposażenia i dostępności pary wodnej lub wody.

 

Regulacja wilgotności w centrali z nawilżaczem wodnym poprzez regulację temperatury punktu rosy.


Ta metoda regulacji związana jest z obecnością w centrali klimatyzacyjnej nawilżacza wodnego.

Ze względu na obniżenie temperatury powietrza towarzyszące odparowaniu wody konieczne jest jego ogrzanie w nagrzewnicy wtórnej, z wyjątkiem sytuacji, gdy wewnętrzne zyski ciepła w pomieszczeniu mogą wystarczająco podgrzać powietrze. Na rys. 1 przedstawiono centralę klimatyzacyjną z nawilżaczem wodnym i regulacją temperatury punktu rosy oraz temperatury pomieszczenia.

0 regulacja wilgotnosci rys1

Rys. 1. Regulacja wilgotności poprzez regulację temperatury punktu rosy; R – regulator, T1 – czujnik temperatury pomieszczenia, T2 – czujnik temperatury nawiewu, T3 – czujnik temperatury punktu rosy, Y1 – sygnał wyjściowy do siłowników przepustnic recyrkulacyjnych, Y2 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego nagrzewnicy wstępnej, Y3 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego chłodnicy, Y4 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego nagrzewnicy wtórnej, Q1 – sygnał wyjściowy do załączenia pompy na nawilżaczu wodnym, T – zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe nagrzewnicy wstępnej, SS – siłownik przepustnicy powietrza zewnętrznego ze sprężyną powrotną

 

Regulacja punktu rosy w powyższym układzie przebiega następująco: system regulacji temperatury punktu rosy działa z wykorzystaniem regulatora R, czujnika temperatury powietrza T3 umieszczonego bezpośrednio za nawilżaczem wodnym. Regulator R steruje w układzie kaskadowym poprzez sygnały Y1, Y2, Y3 odzyskiem ciepła przez recyrkulację nagrzewnicą wstępną i chłodnicą w celu utrzymania zadanej temperatury pomieszczenia T1. Wykorzystując czujnik temperatury punktu rosy T3, umieszczony za nawilżaczem wodnym, regulator porównuje temperaturę z czujnika z wartością zadaną i na podstawie uchybu włącza lub wyłącza sygnałem Q1 pompę nawilżacza.

 


Ponieważ proces nawilżania ma charakter adiabatyczny, towarzyszy mu spadek temperatury powietrza.

W celu utrzymania właściwej temperatury nawiewu T2, która wynika z algorytmu regulacji kaskadowej temperatury pomieszczenia T1, regulator R steruje poprzez sygnał Y4 stopniem otwarcia zaworu nagrzewnicy wtórnej.

Nastawa wartości zadanej wilgotności względnej dokonywana jest poprzez nastawę wartości temperatury punktu rosy. Możliwe jest wprowadzenie regulacji nadążnej, w której zadana temperatura punktu rosy zależy od innej wartości, np. temperatury zewnętrznej, co umożliwia uzyskanie oszczędności w kosztach energii zużywanej przez budynek.

Rys. 2 przedstawia przemiany parametrów powietrza przy nawilżaniu wodnym.

0 stan powietrza rys2

Rys. 2. Zmiany stanu powietrza podczas nawilżania wodnego i korekty temperatury w nagrzewnicy wtórnej; 1 – stan powietrza przed nawilżaczem, 2 – stan powietrza za nawilżaczem, 3 – stan powietrza za nagrzewnicą wtórną


Regulacja wilgotności w centrali klimatyzacyjnej z nawilżaczem parowym


W regulatorze takiego układu klimatyzacyjnego działają obwody regulacji temperatury i wilgotności. Zarówno w klimatyzowanym pomieszczeniu, jak i w przewodzie nawiewnym muszą zostać umieszczone czujniki wilgotności oraz temperatury (rys. 3).

Zamiast w pomieszczeniu, czujniki T1 i H1 mogą zostać umieszczone w przewodzie wywiewnym.

0 regulacja wilgotnosci rys3

Rys. 3. Regulacja wilgotności powietrza

Rys. 3. Regulacja wilgotności w centrali klimatyzacyjnej z nawilżaczem parowym; R – regulator, T1 – czujnik temperatury pomieszczenia, T2 – czujnik temperatury nawiewu, H1 – czujnik wilgotności względnej w pomieszczeniu, T3 – czujnik temperatury zewnętrznej, H2 – czujnik wilgotności względnej nawiewu, H – higrostat nawiewu, Y1 – sygnał wyjściowy do siłowników recyrkulacyjnych, Y2 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego nagrzewnicy, Y3 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego chłodnicy, Y4 – sygnał wyjściowy do sterowania nawilżacza parowego, T – zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe nagrzewnicy, SS – siłownik przepustnicy powietrza zewnętrznego ze sprężyną powrotną


Regulator R wylicza, na podstawie odchyłki temperatury pomieszczenia T1 od wartości zadanej, wymaganą temperaturę nawiewu T2, co zgodnie z zasadą działania regulacji kaskadowej decyduje o sygnałach sterujących do siłowników nagrzewnicy oraz chłodnicy. W zależności od odchyłki wartości wilgotności H1 w stosunku do wartości zadanej regulator R wyznacza wymaganą wilgotność względną nawiewu H2, a na podstawie tego sygnał sterujący do siłownika zaworu nawilżacza albo chłodnicy powietrza.

Wybierając punkt montażu czujnika wilgotności nawiewu, należy uwzględnić tzw. długość drogi nawilżania (mierzoną od nawilżacza), co zapewnia umieszczenie czujnika wilgotności w miejscu pełnego zaabsorbowania przez nawiewane powietrze pary wodnej, a dzięki temu dokładny pomiar [3].

Przy określaniu długości drogi nawilżania należy się stosować do wytycznych producenta nawilżacza. Higrostat H chroni przed zbyt wysoką wilgotnością nawiewu w przypadku awarii układu regulacyjnego. Przyjmuje się, że jego nastawa nie powinna być większa niż 80%. Nawilżanie powietrza odbywa się przy użyciu nawilżacza parowego.

Chłodnica ma w tym przypadku dwa zadania: osuszanie powietrza (gdy wilgotność jest zbyt duża) oraz chłodzenie powietrza (gdy potrzebne jest schłodzenie pomieszczenia). Ponieważ na chłodnicę mają wpływ dwa obwody regulacyjne, w regulatorze R dokonywany jest wybór silniejszego sygnału do sterowania chłodnicą.

Przemiany podczas nawilżania przedstawia rys. 4.

0 stan powietrza rys4

Rys. 4. Regulacja wilgotności powietrza

Rys. 4. Zmiany stanu powietrza w przypadku nawilżania powietrza nawilżaczem parowym [4]; 1 – stan powietrza przed nawilżaczem parowym, 2 – stan powietrza za nawilżaczem parowym

 

W przypadku nawilżania parą nasyconą przemiana przebiega praktycznie równolegle do izotermy, dlatego nawilżanie parowe jest bardzo efektywne i łatwiejsze do regulacji, choć znacząco zwiększa koszty eksploatacji budynku.

W okresie letnim, kiedy temperatura powietrza oraz wilgotność są wysokie, konieczne jest użycie chłodnicy do osuszenia powietrza. Wówczas w początkowej fazie zarówno obwód regulacji temperatury, jak i wilgotności generują swoje sygnały sterujące, spośród których regulator wybiera silniejszy.

Sygnał ten jest następnie sygnałem sterującym dla chłodnicy. Odebraniu ciepła na chłodnicy powietrza, oprócz wykroplenia wilgoci, towarzyszy spadek temperatury powietrza. Jeżeli spowoduje to spadek temperatury nawiewu poniżej wartości wymaganej dla regulacji temperatury, regulator wysyła sygnał sterujący, powodujący otwieranie się zaworu regulacyjnego na nagrzewnicy w celu utrzymania wymaganej temperatury nawiewanego powietrza.

Jeżeli nie ma możliwości regulowania wilgotności pomieszczenia lub wywiewu (np. gdy centrala jest elementem poprzedzającym przygotowanie powietrza poprzez indywidualne nagrzewnice lub chłodnice strefowe albo gdy pomieszczenie ma małą objętość i wysoki stopień wymiany powietrza), regulować można tylko wilgotność nawiewu (rys. 5). Koniecznym elementem jest higrostat ograniczający wilgotność nawiewu H1 [3].

0 regulacja wilgotnosci rys5

Rys. 5. Regulacja wilgotności powietrza

Rys. 5. Regulacja wilgotności powietrza nawiewanego z nawilżaczem parowym; R – regulator, T1 – czujnik temperatury pomieszczenia, T2 – czujnik temperatury nawiewu, T3 – czujnik temperatury zewnętrznej, H1 – czujnik wilgotności względnej nawiewu, H – higrostat nawiewu, Y1 – sygnał wyjściowy do siłowników recyrkulacyjnych, Y2 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego nagrzewnicy, Y3 – sygnał wyjściowy do siłownika zaworu regulacyjnego chłodnicy, Y4 – sygnał wyjściowy do sterowania nawilżacza parowego, T – zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe nagrzewnicy, SS – siłownik przepustnicy powietrza zewnętrznego ze sprężyną powrotną

 

Więcej o automatyce w wentylacji w nowej książce Autora: „Systemy regulacji automatycznej w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych”

 

Literatura


1. Romanowski Andrzej, Systemy regulacji automatycznej w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, Grupa MEDIUM, Warszawa 2019.
2. Siemens, materiały informacyjno-techniczne firmy.
3. Swegon, materiały informacyjno-techniczne firmy.
4. IV Produkt, materiały informacyjno-techniczne firmy.

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika Rynek Instalacyjny 9/2019

Kalendarz wydarzeń

Polecamy:

Kessel

Kessel

Rabeka

Rabeka

Naval OY

Naval OY

KURS Revit-MEP

KURS Revit-MEP

Wspierają nas:

       KELVIN  SPLASTIC  METALPLAST    KARPIN    KESSEL    ELPLAST+    UNIWERSAL   TRANS QUADRO

Współpracujemy z:

16,2,0,80,1
25,600,60,1,1500,5000,25,800
90,150,1,50,12,30,50,1,70,12,1,50,1,1,1,5000
0,1,1,1,2,31,13,4,2,1,0,17,0,0

Odwiedziło nas:

187255
DzisiajDzisiaj91
WczorajWczoraj251
W tym tygodniuW tym tygodniu701
W tym miesiącuW tym miesiącu3694
WszystkichWszystkich1872559