Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Kalibracja instalacji różnicowania ciśnienia. Wybrane problemy w kontekście prowadzenia prób odbiorowych
Ocena użytkowników: / 2
SłabyŚwietny 
Data dodania: 24.03.2012

Konieczne jest stosowanie rozwiązań adaptujących się do bieżącej sytuacji.


2012_03_38Obiekt regulacji połączony z regulatorem w pętli sprzężenia zwrotnego

 

Obecnie stosowane systemy nadciśnieniowego zabezpieczenia przed zadymieniem dróg ewakuacyjnych do poprawnego działania wymagają jednoznacznego zdefiniowania warunków pracy. Jednocześnie obiekty w budowie lub przebudowie można porównać do żywego organizmu, w którym nieustannie zachodzą intensywne procesy zmieniające kształt i właściwości tego organizmu (montaż stolarki, wykonanie przejść instalacyjnych, tynków, posadzek). Dla kryterium 50 paskali i trzech sekund kluczowa okazuje się szczelność, wykazywana przez klatki, przedsionki czy windy – im mniejsza (mniejsza szczelność to większy przeciek), tym układ jest łatwiejszy do regulacji. Gdy zmniejszą się przecieki, znacznie wzrasta prawdopodobieństwo wystąpienia oscylacji. Dlatego też uruchomienie i kalibracja systemu nadciśnieniowego musi odbyć się dopiero w momencie, gdy budynek jest całkowicie wykończony – przynajmniej w zakresie obudowy i wyposażenia dróg ewakuacyjnych.

Głównym powodem, uniemożliwiającym poprawną kalibrację, jest przeważnie zbyt późne przekazanie budynku ekipie odpowiedzialnej za uruchomienie układu wentylacji pożarowej. Tym samym czas niezbędny na wykonanie wszystkich prób i korekt działania systemu (zależny od wielkości obiektu i stopnia rozbudowania instalacji wentylacji pożarowej), jest zdecydowanie niewystarczający. Dodatkowo regulację instalacji utrudnia fakt, że zabezpieczane drogi ewakuacyjne (klatki schodowe, przedsionki, korytarze) są w trakcie prac budowlanych, montażowych i wykończeniowych, będąc stale używanymi drogami komunikacji. Dla wykonawcy systemu zapobiegania zadymieniu niezbędny jest pewien okres, w którym na drogach ewakuacji nie pojawia się nikt niepowołany i możliwe jest poprawne przeprowadzenie testów, niezbędnych do dobrania właściwych nastaw regulatorów.

Często zdarza się, że części budynku (w pionie czy w poziomie), mają różnych właścicieli lub najemców, przez co wykańczanie odbywa się w kilku etapach. Podczas tych prac, z parametrów, jakie mają wpływ na działanie systemu nadciśnieniowego, najbardziej zmienia się szczelność. Powoduje to, po zakończeniu każdego etapu prac adaptacyjnych, konieczność kosztownej i bardzo kłopotliwej ponownej kalibracji. Konieczność ponownej kalibracji zachodzi również w przypadku przebudowy czy remontu obiektu, jeżeli wymianie podlega stolarka budowlana lub zmienia się konfigurację ścian działowych, mających istotny wpływ na przecieki. Nowe drzwi z reguły wykazują wyższą szczelność, a więc współczynniki algorytmów regulacji trzeba dobrać na nowo.

Niektóre obiekty dostosowywane są etapowo do wymagań określonych nowymi przepisami. System nadciśnieniowy musi być kalibrowany za każdym razem, gdy, w miarę rozbudowy, dodawane są kolejne jego części składowe – drzwi oddzielenia pożarowego, wentylatory oddymiające, okna odprowadzające powietrze. Zawsze więc należy pamiętać, że każda ingerencja w budynek czy system powoduje konieczność wykonania ponownych prób i testów dla zapewnienia poprawnej pracy. Problemy kalibracyjne dotyczą systemów sterowanych elektronicznie (nastawy PID) i mechanicznych (ustawianie odważników, sprężyn, kryzowanie przewodów wentylacyjnych).

Lekarstwem na te wszystkie problemy są układy regulacji adaptacyjnej.

 

2012_03_39Algorytmy bez/i z predykcją na przykładzie zachowania kierowcy samochodu


Zadanie i obiekt regulacji
Zadanie regulacji, czyli cel, który należy zrealizować za pomocą regulatora, polega na utrzymywaniu nadciśnienia w przestrzeni chronionej w zakresie 50 paskali [Pa], z tolerancją +/-20 proc. w stanie, gdy wszystkie drzwi są zamknięte. W przypadku otwarcia drzwi na kondygnacji objętej pożarem, należy utrzymywać zadaną prędkość przepływu powietrza w otworze drzwi (z prędkością zależną od projektowej klasy budynku w przedziale od 1 do 2 m/s). Dla zapewnienia akceptowalnego poziomu bezpieczeństwa okres przejściowy nie powinien trwać dłużej niż trzy sekundy. Czyli, po zamknięciu drzwi na ustabilizowanie się ciśnienia 50 Pa, mamy maksimum trzy sekundy i po otwarciu na ustabilizowanie strumienia również.

Obiektem regulacji jest pionowa droga ewakuacyjna (klatka schodowa), napowietrzana przez wentylator z falownikiem (przekształtnikiem częstotliwości). Falownik, zasilany z sieci energetycznej, wysyła do silnika wentylatora napięcie przemienne o częstotliwości regulowanej w zakresie od 0 do 50 Hz. Umożliwia to precyzyjne sterowanie obrotami silnika, czyli wydatkiem wentylatora. Falownik otrzymuje sygnał sterujący z regulatora poprzez łącze transmisji szeregowej lub (w trybie Fire-Mode) sygnał napięciowy 0÷10V, który odpowiada częstotliwości od 0 do 50 Hz. Obiekt regulacji połączony z regulatorem w pętli sprzężenia zwrotnego, w sposób pokazany na rysunku 1., nazywamy układem regulacji.

Układ regulacji, zgodnie z nadrzędną zasadą: „nie realizujemy scenariuszy pożarowych, tylko ratujemy ludzkie życie”, powinien realizować zadanie regulacji w każdych warunkach, bez względu na ilość otwartych/niedomkniętych drzwi, wybitych okien itd. Przeciek (wypływ powietrza z przestrzeni chronionej) może zmieniać się gwałtownie (np. wybicie szyby) lub płynnie (np. działanie samozamykacza drzwi na piętrze nieobjętym pożarem). W układzie regulacji występują dwa stany stabilne (ustalone): drzwi zamknięte (50 Pa) i drzwi otwarte (2 m/s) oraz dynamiczne przejście pomiędzy nimi (stan nieustalony). Do zadania regulacji możemy dodać warunek, który rozgraniczy oba stany ustalone: jeżeli wentylator jest w stanie uzyskać nadciśnienie 50 Pa w przestrzeni chronionej, uznajemy to za stan drzwi zamkniętych, jeśli nie można spełnić tego warunku, oznacza to stan otwartych drzwi.

 

Algorytm regulacji (...)

 

Identyfikacja (...)

 

Adaptacja (...)

 

Próby odbiorowe i sprawdzenia okresowe (...)

 

Wyniki badań i podsumowanie
Przeprowadzone badania z wentylatorami o mocach nominalnych 4 kW, 7,5 kW i 15 kW wykazały, że opisany algorytm adaptacyjny umożliwia uzyskanie czasów stanów przejściowych w zakresie od 0,8 do 1,2 sekundy w warunkach zmiennego przecieku.

Systemy wentylacji pożarowej, które, w myśl przepisów techniczno-budowlanych, stanowić powinny skuteczny system ochrony dróg ewakuacji, muszą mieć zdolność adaptacji do rzeczywistych warunków, w których pełnić będą przypisaną im funkcję. Jedyną gwarancją uzyskania takich parametrów pracy jest stosowanie nowoczesnych układów automatycznego sterowania, posiadających opisane w niniejszym artykule cechy. Właściwe zastosowane predykcyjne układy sterownia to nie tylko wygoda i spełnienie oczekiwań uczestników procesu inwestycyjnego i wymagań nadzoru, ale przede wszystkim rzeczywisty wysoki stopień bezpieczeństwa pożarowego budynków wysokich.

 

AUTORZY:
Robert ZAPAŁA
– inżynier automatyk w firmie wentylacyjnej
Maciej SZUMSKI
– doktorant Instytutu Automatyki WEiTI Politechnika Warszawska

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.