Klimatizace provozu TP II pro program SUC

Pro zabezpečení výroby jemné mechaniky a optiky byl ve výrobním objektu společnosti Lisovny plastických hmot s.r.o. ve Vrbně pod Pradědem rekonstruován provoz TP II. Ke splnění požadavků mikroklimatu na pracovištích a automatických montážních linkách byla výrobní hala včetně pomocných prostor a zázemí vybavena vzduchotechnickou soustavou s klimatizačními jednotkami pracující s 16 000 m³/hod.. Dílo bylo realizováno naší firmou dodavatelsky "na klíč".

Dle požadavků zahraničního partnera byly stanoveny následující celoroční kriteria mikroklimatu:

• teplota vzduchu v prostoru montáží 22°C±2K
• relativní vlhkost v prostoru montáží 45%±3%
• teplota vzduchu v prostoru finální výroby 22°C±1K
• relativní vlhkost v prostoru finální výroby 45%±2%

Základní úpravu vzduchu pro celý provoz zajišťuje vzduchotechnická jednotka fy CIC Jan Hřebec H16 vybavená:

• směšovací komorou
• filtrací EU4 a EU7
• odvlhčovací komorou
• dvouokruhovým chlazením
• ventilátory s dvouotáčkovými motory
• teplovodním ohřívačem
• elektrickým ohřívačem

Strojní část chlazení byla vybavena venkovními chladícími jednotkami UNIFLAIR s chladícím výkonem 2x70kW. Pro zvlhčování vzduchu je v potrubí přívodu vzduchu instalován zvlhčovač VAPAC PE45 s výkonem 45kg páry /hod. Celkem 80kW instalovaného elektrického příkonu je rozdělěno na 55kW nezálohovaných a 25kW napájených ze zálohovaného zdroje.

K řízení chodu a regulaci tepelného výkonu této vzduchotechnické soustavy naše firma navrhla a vyrobila řídící jednotku se silovou částí, osazenou mikroprocesorovým regulátorem MICROPEL MPC 302, provedení ZDF. Spolu s dalšími pomocnými regulátory, základní automatikou pro odvlhčovací okruhy, automatikami chladících jednotek a zlhčovače jsou zajišťovány tyto funkce:

• regulace tepelného výkonu a řízení chodu vzduchotechnické jednotky
• protimrazová ochrana teplovodního ohřívače
• snímání a vyhodnocení zanesení filtrů
• snímání a vyhodnocení chodu ventilátorů, řízení otáček, zajištění přetlaku, provoz "léto-zima"
• ochrana elektroohřívače, spojité řízení 0-10V spínáním v "0"
• Ochrana chladících okruhů, odtávání námrazy, recykl kompresorů
• připravena vazba na požární signalizace, polohy protipožárních klapek
• okruh řízení zvlhčování, odvlhčování
• hlášení provozních stavů a signalizace poruch, přenos dat RS 485 na PC, Control Panel

Regulace tepelného výkonu a řízení chodu vzduchotechnické jednotky

Z čelního panelu regulátoru lze nastavit požadované teploty a vlhkost větraného prostoru se zobrazením skutečných a požadovaných hodnot. Z klávesnice lze zadat požadovaný režim chodu soustavy v nižších výkonu, vyšším výkonu a v plně automatickém režimu.

Servisní menu umožňuje nastavení vazby chodu chlazení na venkovní teplotu, výkonové omezení zvlhčovače, elektroohřívače, omezení otáček ventilátoru odtahu, nastavení přetlaku v prostoru, nastavení polohy směšovacích klapek

Regulace tepelného výkonu teplovodního ohřívače je kvalitativní pomocí regulačního uzlu RUB. Regulační ventil ohřívače s rovnoprocentní charakteristikou se servopohonem ovládaným řídící jednotkou zajišťuje míšením náběhové otopné vody s vratnou požadovanou teplotu přiváděného vzduchu v závislosti na provozním stavu jednotky. Konstantní průtok otopné vody ohřívačem je zajištěn vlastním oběhovým čerpadlem ohřívače.

Elektroohřívač pro přechodné a letní období je řízen spínáním v "0" signálem 0-10V. Elektroohřívač je řazen v kaskádě k vodnímu ohřívači jako dohřívač.

Chladící výkon je řízen kvantitativně pomocí solenoidového ventilu chladiče a chodu kompresoru venkovní jednotky ve dvou okruzích 1:1.

Podle vnitřní teploty a její odchylky od nastavené hodnoty je ve vazbě na venkovní teplotu řízen dvouotáčkový chod ventilátorů. Směšování je nastaveno servopohony v každém režimu pevným pracovním bodem s15% čerstvého vzduchu celoročně.

Protimrazová ochrana teplovodního ohřívače

U teplovodního výměníku je oběhové čerpadlo při venkovní teplotě nižší než +8^oC neustále v chodu. Při náběhu jednotky je rozběh jednotky blokován vyhřátím výměníku na požadovanou teplotu přiváděného vzduchu (nastavenou hodnotu). Při odstavení jednotky zajišťuje regulátor temperování vlastního teplovodního výměníku na +12°C .

Snímání a vyhodnocení zanesení filtrů

Zanesení filtru nad dovolenou mez je signalizováno v řídící jednotce a přímým ukazatelem tlakové diference na každém filtru. Zanesení filtrů je signalizováno v katalogu poruch v úrovni "PORUCHA"

Snímání chodu a řízení ventilátorů

Statický tlak vytvářený ventilátorem je vyhodnocován jako dvoupolohová veličina. Na chod ventilátoru přívodu vzduchu je vázán chod elektroohřívače, zvlhčovače a chod strojního chlazení. Nedostatek statického tlaku za podmínky chodu ventilátoru je vyhodnocen a signalizován v katalogu poruch v úrovni "HAVÁRIE".

Ventilátor odtahu vzduchu je řízen podle signálu snímače vnitřního tlaku. Přetlak 40Pa odpovídá 100% výkonu (10V na výstupu), přetlak 30Pa odpovídá minimálním otáčkám ( 5V na výstupu), přetlak 20Pa je zajištěn vypnutím odtahového ventilátoru.

Ochrana elektroohřívače, spojité řízení výkonu

Chod elektroohřívače je blokován chodem ventilátoru, provozním a havarijním termostatem. Řízení výkonu elektroohřevu v kaskádě jako dohřevu je realizováno triakovým regulátorem spínaným "v 0".
U ventilátorů je zajištěn doběh 120 sec pro vychlazení tyčí po vypnutí.

Ochrana proti namrzání okruhu chlazení

Vytvořením námrazy na výparnících chladících okruhů dochází ke snížení účinnosti větrání, až k neprůchodnosti vzduchu klimatizační jednotkou. Snímáním dovolené tlakové diference vzduchu na výparnících je zajištěno včasné automatické odtávání námrazy a kompresory jsou chráněny minimální dobou klidu zařízení. Doba odtávání námrazy i klidového stavu kompresoru je nastavitelná ze servisního MENU řídící jednotky.

Okruh řízení vlhkosti

Analogový signál 0-10V snímače vlhkosti v potrubí odtahu vzduchu je vyhodnocen v řídící jednotce. Při požadavku na vlhčení je za současného bezporuchového chodu ventilátorů dán povel CHOD do zvlhčovače. Dle analogového signálu 0-10V snímače vlhkosti v potrubí přívodu a odtahu vzduchu je zvlhčovač spínán v požadovaném výkonu.Chod zvlhčovače je blokován havarijním hygrostatem v přívodním potrubí vzduchu.

Odvlhčování je zajištěno blokovou odvlhčovací jednotkou. Tato je chráněna okruhy nízkotlakého a vysokotlakého presostatu, blokací opakovaného startu 10min.
Chod zvlhčovače i odvlhčovače je vázán na bezporuchový chod centrální jednotky.

Hlášení provozních stavů a signalizace poruch, přenos dat na PC

Řídící jednotka zabezpečuje součtovou signalizaci poruch "MRÁZ, FILTR, VENTILÁTOR, BCHJ, VLHČENÍ, NÍZKOTLAK, VYSOKOTLAK, TECHNOLOGIE. Chybové hlášení je do doby kvitace poruchy evidováno v registru katalogu poruch. Do výrobního prostoru je přenášena optická signalizace provozního stavu klimatizace v úrovní CHOD, PORUCHA a HAVÁRIE.

Do kanceláře vedoucího provozu jsou na PC přenášena data chodu a provozního stavu celé klimatizační soustavy s následným zobrazením na Control Web Panel. Tyto jsou pak vyhodnocovány v jednotlivých tendrech a slouží k dokladování a archivaci parametrů mikroklimatu ve výrobě.

Přesná klimatizace, klimatizace laboratoře a technické kontroly

Mikroklima prostoru závěrečných výrobních operací je dolaďováno jednotkou přesné klimatizace s elektrickým ohřívačem, přímým chlazení a parním zvlhčováním v autonomním režimu řízení.

Pomocné prostory, fotolaboratoř a místnost OTK, jsou klimatizovány nezávislými klimatizačními jednotkami s tepelnými čerpadly a elektroohřevem. Tento slouží pro vyhřátí prostor po technologických odstávkách, kdy není daný prostor vyhřátý odpadním technologickým teplem.

Vyhodnocení zkušebního provozu

Zkušební provoz probíhá od září 2001. V klimatizovaném prostoru je prováděna instalace technologie, automatických výrobních linek. Dodržení teplot vzduchu a jejich tolerance je bezproblémové, rovněž tak bez problémů pracují klimatizační jednotky ve fotolaboratoři a místnosti OTK.

V průběhu listopadu byl instalován přenos dat na PC, který umožnil podrobně analyzovat stav mikroklimatu, provozní stav vzduchotechnického zařízení v průběhu 24 hod denně, a poskytl tak podrobné informace pro doladění zaregulování celé soustavy.

V praxi se po určité době provozu projevila nízká relativní vlhkost vzduchu (zvlhčovač pracoval přes 370 hodin). Pro optimalizaci výkonu okruhů řízení vlhkosti bude provedena úprava poměru čerstvého vzduchu na hranici hygienického minima a výměna cylindru zvlhčovače typem nejvíce odpovídajícím špatné kvalitě vody s velmi nízkou vodivostí.