Автоматическое регулирование качества воздушной среды | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №23 (261) июнь 2019 г.

Дата публикации: 09.06.2019

Статья просмотрена: 111 раз

Библиографическое описание:

Азовцев, А. А. Автоматическое регулирование качества воздушной среды / А. А. Азовцев, В. В. Колуков. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 23 (261). — С. 79-82. — URL: https://moluch.ru/archive/261/60364/ (дата обращения: 13.12.2024).



В работе проанализированы устройства автоматического регулирования качества воздушной среды и их основные характеристики. Определены достоинства и недостатки вариантов исполнения для различных ценовых групп. Описывается подход, позволяющий в значительной степени разрешить имеющиеся противоречия.

Ключевые слова: очистка воздуха, управление, качество воздушной среды.

Предлагаемая работа представляет собой анализ современного состояния рынка систем автоматической регуляции качества воздушной среды в различных помещениях, поиска актуальных проблем и попытки их устранения за счет выявления и ликвидации причин существующих проблем. Описывается подход, позволяющий в значительной степени разрешить имеющиеся противоречия. Практическое применение предлагаемого подхода реализуется в разработке оригинального устройства автоматической регуляции подачи воздуха.

Проведенный анализ показал, что современные системы вентиляции не сильно отличаются от тех, что использовали 10–20 лет назад, за исключением одного — автоматика стала более доступной для потребителей разной категории. Однако даже в наше время такие системы остаются довольно дорогими, занимают много места или не имеют необходимых возможностей для автоматической работы. Если же дополнять систему соответствующей автоматикой, то ее стоимость может превышать стоимость самой вентиляции.

Причина сложившейся ситуации в том, что базовые вентиляционные системы представляют собой обычные нагнетатели воздуха, управляемые человеком вручную. А для обеспечения автоматической работы таким устройствам требуется дополнительное оборудование, в состав которого входят температурные датчики, регуляторы скорости, устройства для управления регулирования работы нагревателя и т. д., которое поставляется в комплекте с устройством или отдельно.

Основная часть

В зависимости от требования к системе устройства для автоматического управления могут комплектоваться различными датчиками. При установке автоматики для оборудования, не поставляемого вместе с ним в комплекте, общая стоимость всей системы возрастает до двукратного размера цены от начальной стоимости вентиляции.

Рассмотрим для примера дорогие устройства.

Вентиляционная установка Minibox E-650-1/5kW/G4 GTC

Рис. 1. Minibox E-650–1/5kW/G4 GTC

Minibox E-650–1/5kW/G4 GTC — приточная установка. [1]. Имеет встроенную автоматику, регулирующую скорость вращения вентилятора, возможность подключения к системе “умный дом”, имеет калорифер (нагреватель) на 5Вт. Достоинством данного устройства можно считать небольшие размеры (392х314х699). Из минусов — наличие только фильтра грубой очистки, что накладывает ограничение на использование данного устройства в различных помещениях.

Вентиляционная установка Minibox Home-350 Zentec

Рис. 2. Minibox Home-350 Zentec

Minibox Home-350 Zentec так же, как и предыдущий вариант, имеет встроенную автоматику, регулирующую скорость вращения вентилятора и калорифер на 3.5 кВт, наличие фильтра особо тонкой очистки. [2]. Однако это влечет за собой так же увеличение стоимости.

При анализе проблем было также установлено, что на стоимость систем влияют и габаритные характеристики. За уменьшение размеров приходится расплачиваться увеличением цены или сокращением функциональных возможностей систем.

Далее рассмотрим недорогие варианты исполнения приточных установок.

Вентиляционная установка Shuft CAUF 800 VIM

Рис. 3. Shift CAUF 800 VIM

Shift CAUF 800 VIM. [3]. Имеет фильтр тонкой очистки. Из минусов — отсутствие нагревателя, возможности управления, фильтра грубой очистки, необходимого для меньшего засорения фильтра тонкой очистки.

Вентиляционная установка Аэроблок ECO 160/1-2,4/1-A

Рис. 4. Аэроблок ECO 160/1–2.4/1-A

Аэроблок ECO 160/1–2.4/1-A. [4]. Имеет фильтр грубой очистки, возможность дистанционного управления, калорифер. Минусы — отсутствие автоматики.

Таким образом, проблемой является невозможность использовать системы автоматического управления качеством воздушной среды для бюджетного оборудовании из-за значительного увеличения их цены.

Дополнительный анализ проблем позволил выявить их причины.

Для большего охвата рынка производители отказываются даже от достаточно простых решений по автоматизации в бюджетных вариантах систем управления качеством воздушной среды. Например, использование датчиков температуры для автоматической работы таких устройств возможно при небольших дополнительных затратах.

Примером является температурное реле KP61–2 Dabfoss. [5]. Может управлять работой однофазных двигателей переменного тока, что позволит приточной установке работать без участия человека.

Кроме того, почти каждый производитель, в погоне за покупателем, старается создать как можно больший ассортимент своей продукции. Однако одни производственные мощности могут быть окупаемы, другие нет. Вследствие чего появляется необходимость добавления «лишних» функции для увеличения цены.

В результате анализа проблем и их причин предложен подход, основанный на выявлении и учете основных функциональных свойств при реализации систем автоматической регуляции качества воздуха бюджетных системах. За счет отказа от уменьшения габаритов возможно снижение цены устройств, при сохранении функционала и других необходимых свойств.

Таблица 1

Сравнение устройств (*— приблизительный расчет, основанный на сложении стоимости отдельных комплектующих или их размеров)

Название

Размер, мм

Калорифер, кВт.

Фильтры

Доп. функционал

Цена

Minibox E-650–1/5kW/G4 GTC

392x314x699

5

G4

встроенная автоматика с возможность подключения к системе “умный дом”

121000

Minibox Home-350 Zentec

332x1088x349

3.5

G4, H11

Встроенная автоматика

109000

Shift CAUF 800 VIM

459x399x965

-

F5

Возможность подключения автоматики

27350

Аэроблок ECO 160/1–2.4/1-A

460x490x960

2.4

G4

Пульт дистанционного управления

33290

“Предлагаемое устройство”

380х450х1570*

3

G3, F5

Встроенная автоматика с возможностью подключения к системе “умный дом”

32000*

Устройство является сборкой уже готового вентилятора, калорифера, фильтров, но с наличием собственной автоматики. Главной целью является получение практичного варианта при небольших затратах.

Фильтры представлены двух видов: грубой очистки и тонкой.

Фильтры грубой очистки используются в помещениях и процессах с низкими требованиями к чистоте воздуха. [6]. Это предварительная очистка в системах вентиляции и центрального кондиционирования. Применяются при эксплуатации компрессоров, холодильных машин в условиях большой запыленности.

Фильтры тонкой очистки воздуха используют в системах кондиционирования и вентиляции. Применяются в качестве фильтров второй ступени очистки (доочистки). Используются в частных квартирах и домах, больничных палатах, административных зданиях, гостиницах, при производстве продуктов питания, лекарств, в электронной, мясомолочной промышленности и т. п.

Автоматика представлена микросхемами esp8266 для контроля работы устройства и u211b для контроля скорости вентилятора. Датчик температуры ds18b20 расположен на корпусе устройства (блока управления), передает данные esp8266, который, обрабатывая их, решает, включать устройство или нет, и на каких оборотах. За эти цели отвечает специализированное ПО. Так же, имеются датчики давления для определения загрязненности фильтров.

Кроме того, устройство можно запрограммировать на различные действия, в виду возможности дистанционного управления, используя WiFi, что позволяет так же использовать его, как часть системы “умного дома”.

Заключение

Таким образом, реализуя указанный подход, разработано устройство управления для автоматической регуляции подачи воздуха в помещение, которое, на наш взгляд, будет иметь лучшие характеристики по стоимости с достаточными функциональными возможностями для бюджетных вариантов систем.

Литература:

  1. Вентиляционная установка Minibox E-650–1/5kW/G4 GTC // Яндекс Маркет URL: https://market.yandex.ru/product--ventiliatsionnaia-ustanovka-minibox-e-650–1–5kw-g4-gtc/232463312/
  2. Вентиляционная установка Minibox Home-350 Zentec // Яндекс Маркет URL: https://market.yandex.ru/product--ventiliatsionnaia-ustanovka-minibox-home-350-zentec/232466331/
  3. Вентиляционная установка Shuft CAUF 800 VIM // Яндекс Маркет URL: https://market.yandex.ru/product--ventiliatsionnaia-ustanovka-shuft-cauf-800-vim/1721935855/
  4. Вентиляционная установка Аэроблок ECO 160/1–2,4/1-A // Яндекс Маркет URL: https://market.yandex.ru/product--ventiliatsionnaia-ustanovka-aeroblok-eco-160–1–2–4–1-a/1727724746/
  5. KP61–2 Danfoss Реле температуры // RoomKlimat URL: https://www.roomklimat.ru/item/5/27214-rele-temperatury-danfoss-kp61–2/
  6. Классификация воздушных фильтров // Свежий воздух URL: https://fresh-air.moscow/statja-1/
Основные термины (генерируются автоматически): CAUF, ECO, GTC, VIM, воздушная среда, встроенная автоматика, грубая очистка, устройство, автоматическая работа, дистанционное управление.


Ключевые слова

управление, очистка воздуха, качество воздушной среды

Похожие статьи

Возможность применения моделирования к проблеме дезодорации питьевой воды

В данной статье рассмотрены преимущества и недостатки моделирования для процесса дезодорации питьевой воды, рассмотрены теоретические предпосылки развития данного вопроса, определены условия для разработки модели параметров дезодорации питьевой воды.

Совершенствование конструктивно-технологических решений устройства защитных сооружений гражданской обороны

Статья посвящена проблемам состояния защитных сооружений гражданской обороны. Ведется обобщение результатов исследования проблем существующих защитных сооружений. Приводятся рекомендации по устранению выявленных проблем, применению современных разраб...

Снижение тепловых потерь путем термореновации зданий

В данной статье рассмотрены основные предпосылки создания эффективных инструментов для исследования естественной вентиляции с ветровым побуждением, рассмотрены примеры применения данных систем на конкретных объектах, выявлены достоинства и недостатки...

Анализ конструктивных схем активного рулевого управления

Статья раскрывает сущность активного рулевого управления, принцип работы, преимущества и недостатки его применения, проводиться анализ и сравнение рулевых управлений, работающих по разным принципам. Кроме того, описывается проблема, связанная с обесп...

Анализ перспектив применения систем регулируемого освещения и средств их автоматизированной разработки

В статье рассмотрены вопросы, связанные с актуальными перспективами массового применения светодиодных источников света с функциями регулирования светового потока и цветовой температуры излучения. Поскольку наличие функций управления спектром излучени...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Исследование системы естественной вентиляции с ветровым побуждением

В данной статье рассмотрены основные предпосылки создания эффективных инструментов для исследования естественной вентиляции с ветровым побуждением, рассмотрены примеры применения данных систем на конкретных объектах, выявлены достоинства и недостатки...

Общий анализ неисправностей рулевого управления современного легкового автомобиля

Рулевое управление является одной из важнейших систем, влияющих на безотказность дорожного движения. Повышение показателей надежности рулевого управления является важной задачей. В предполагаемом исследовании рассмотрены наиболее характерные неисправ...

Обзор методов и средств для создания системы измерения угла отклонения аэродинамических поверхностей самолета

В статье приводится обзор современных методов оценки геометрических параметров аэродинамических поверхностей самолета. Предлагаются и оцениваются возможные реализации систем измерения угла отклонения руля высоты и выбирается наиболее оптимальный. Пре...

Анализ проблем выбора системы по температурной стабилизации грунтов в условиях вечной мерзлоты

В статье рассматриваются проблемы, связанные со строительством нефтегазовой инфраструктуры в условиях вечной мерзлоты. Рассмотрены основные типы мероприятий по температурной стабилизации грунтов и произведен их сравнительный анализ, описана предложен...

Похожие статьи

Возможность применения моделирования к проблеме дезодорации питьевой воды

В данной статье рассмотрены преимущества и недостатки моделирования для процесса дезодорации питьевой воды, рассмотрены теоретические предпосылки развития данного вопроса, определены условия для разработки модели параметров дезодорации питьевой воды.

Совершенствование конструктивно-технологических решений устройства защитных сооружений гражданской обороны

Статья посвящена проблемам состояния защитных сооружений гражданской обороны. Ведется обобщение результатов исследования проблем существующих защитных сооружений. Приводятся рекомендации по устранению выявленных проблем, применению современных разраб...

Снижение тепловых потерь путем термореновации зданий

В данной статье рассмотрены основные предпосылки создания эффективных инструментов для исследования естественной вентиляции с ветровым побуждением, рассмотрены примеры применения данных систем на конкретных объектах, выявлены достоинства и недостатки...

Анализ конструктивных схем активного рулевого управления

Статья раскрывает сущность активного рулевого управления, принцип работы, преимущества и недостатки его применения, проводиться анализ и сравнение рулевых управлений, работающих по разным принципам. Кроме того, описывается проблема, связанная с обесп...

Анализ перспектив применения систем регулируемого освещения и средств их автоматизированной разработки

В статье рассмотрены вопросы, связанные с актуальными перспективами массового применения светодиодных источников света с функциями регулирования светового потока и цветовой температуры излучения. Поскольку наличие функций управления спектром излучени...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Исследование системы естественной вентиляции с ветровым побуждением

В данной статье рассмотрены основные предпосылки создания эффективных инструментов для исследования естественной вентиляции с ветровым побуждением, рассмотрены примеры применения данных систем на конкретных объектах, выявлены достоинства и недостатки...

Общий анализ неисправностей рулевого управления современного легкового автомобиля

Рулевое управление является одной из важнейших систем, влияющих на безотказность дорожного движения. Повышение показателей надежности рулевого управления является важной задачей. В предполагаемом исследовании рассмотрены наиболее характерные неисправ...

Обзор методов и средств для создания системы измерения угла отклонения аэродинамических поверхностей самолета

В статье приводится обзор современных методов оценки геометрических параметров аэродинамических поверхностей самолета. Предлагаются и оцениваются возможные реализации систем измерения угла отклонения руля высоты и выбирается наиболее оптимальный. Пре...

Анализ проблем выбора системы по температурной стабилизации грунтов в условиях вечной мерзлоты

В статье рассматриваются проблемы, связанные со строительством нефтегазовой инфраструктуры в условиях вечной мерзлоты. Рассмотрены основные типы мероприятий по температурной стабилизации грунтов и произведен их сравнительный анализ, описана предложен...

Задать вопрос