Разработка системы управления кондиционером (стр. 2 из 9)

Многозональные центральные СКВ

Многозональные центральные системы кондиционирования воздуха применяют для обслуживания больших помещений, в которых оборудование размещено неравномерно, а также для обслуживания ряда сравнительно небольших помещений. Такие системы более экономичны, чем отдельные системы для каждой зоны или каждого помещения. Однако с их помощью не может быть достигнута такая же степень точности поддержания одного или двух заданных параметров (влажности и температуры), как автономными СКВ (кондиционерами сплит-систем и т.п.)

Прямоточные СКВ

Прямоточные системы кондиционирования воздуха полностью работают на наружном воздухе, который обрабатывается в кондиционере, а затем подается в помещение.

Рециркуляционные СКВ

Рециркуляционные системы кондиционирования воздуха, работают без притока или с частичной подачей (до 40%) свежего наружного воздуха или на рециркуляционном воздухе (от 60 до 100%), который забирается из помещения и после его обработки в кондиционере вновь подается в это же помещение. Классификация кондиционирования воздуха по принципу действия на прямоточные и рециркуляционные обуславливается, главным образом, требованиями к комфортности, условиями технологического процесса производства либо технико-экономическими соображениями.

СКВ с качественным регулированием

Центральные системы кондиционирования воздуха с качественным регулированием метеорологических параметров представляют собой широкий ряд наиболее распространенных, так называемых одноканальных систем, в которых весь обработанный воздух при заданных кондициях выходит из кондиционера по одному каналу и поступает далее в одно или несколько помещений. При этом регулирующий сигнал от терморегулятора, установленного в обслуживаемом помещении, поступает непосредственно на центральный кондиционер.

СКВ с количественным регулированием

Системы кондиционирования воздуха с количественным регулированием подают в одно или несколько помещений холодный или подогретый воздух по двум параллельным каналам. Температура в каждом помещении регулируется комнатным терморегулятором, воздействующим на местные смесители (воздушные клапаны), которые изменяют соотношение расходов холодного и подогретого воздуха в подаваемой смеси.

Двухканальные системы используются очень редко из-за сложности регулирования, хотя и обладают некоторыми преимуществами, в частности, отсутствием в обслуживаемых помещениях теплообменников, трубопроводов тепло-холодоносителя, возможностью совместной работы с системой отопления, что особенно важно для существующих зданий, системы отопления которых при устройстве двухканальных систем могут быть сохранены. Недостатком таких систем являются повышенные затраты на тепловую изоляцию параллельных воздуховодов, подводимых к каждому обслуживаемому помещению.

Двухканальные системы так же, как и одноканальные, могут быть прямоточными и рециркуляционными.

Степень обеспечения метеорологических условий

Кондиционирование воздуха, согласно СниП 2.04.05-91, по степени обеспечения метеорологических условий, подразделяется на три класса:

- Первый класс - обеспечивает требуемые для технологического процесса параметры в соответствии с нормативными документами.

- Второй класс - обеспечивает оптимальные санитарно-гигиенические нормы или требуемые технологические нормы.

- Третий класс - обеспечивает допустимые нормы, если они не могут быть обеспечены вентиляцией в теплый период года без применения искусственного охлаждения воздуха.

Создаваемое вентиляторами давление

По давлению, создаваемому вентиляторами центральных кондиционеров, системы кондиционирования воздуха подразделяются на системы

- Низкого давления (до 100 кг/кв.м.),

- Среднего давления (от 100 до 300 кг/кв.м.)

- Высокого давления (выше 300 кг/кв.м.).

2 Структура мирового и российского рынков кондиционеров

На рисунке1 приведены данные продаж 1999 г. по странам Европы (оконные, мобильные кондиционеры и настенные сплит-системы) [1]. Как и следовало ожидать, лидерами потребления климатических систем были страны Южной Европы — Испания, Италия и Греция. Непосредственно за ними следовала Россия (около 160 тыс. единиц). Однако по продажам на душу населения (рисунок 2) наша страна опережает только относительно прохладную Германию.

Рисунок 1 - Объемы продаж кондиционеров в странах Европы (в штучном исчислении, 1999 г.)

Рисунок 2 - Продажи кондиционеров в единицах на 1000 жителей.

Динамика роста российского рынка кондиционеров приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Продажи кондиционеров различных типов на российском рынке в 1995 — 2000 гг

2001 г. стал рекордным для российского рынка, который впервые перешагнул отметку в 300 тыс. кондиционеров и теперь занимает третье место в Европе. На Россию теперь приходится 11... 12% европейского рынка, а по темпам продаж за последние годы мы существенно обгоняем соседей по континенту.

На рисунках 4 и 5 приведены доли продаж различных марок бытовых и полупромышленных климатических систем классов RAC и РАС на российском рынке в 2001 г. в количественном и стоимостном выражении соответственно [1]. Как видно из сравнения графиков, ценовые и количественные доли большинства марок не совпадают.

Рисунок 4 - Доли продаж различных марок климатических систем на российском рынке в 2001 г. в количественном выражении

Рисунок 5 - Доли продаж различных марок климатических систем на российском рынке в 2001 г. в ценовом выражении

С точки зрения качества и надежности выпускаемой техники, все бренды можно условно разделить на две большие группы: в первую входят японские фирмы (Chofu, Daikin, FujitsuGeneral, Hitachi, MitsubishiHeavy, MitsubishiElectric, Panasonic, Sanyo, Sharp, Toshiba), во вторую — корейские (LG, Samsung) и израильские (Electra, Tadi-ran). Производители из Европы (AirWell, Argo, DeLonghi) и США (Carrier, McQuay, White-Westin-ghouse, York) по стоимости, надежности и другим характеристикам занимают промежуточное положение между этими группами.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Структурная схема

Структурная схема данной системы управления кондиционером представлена на Рисунке 6.

Рисунок 6 – Структурная схема

2 Выбор элементной базы

2.1 Пульт управления

Пульт управления кондиционером содержит два ЖКИ индикатора текущей температуры помещения и задаваемой пользователем (поддерживаемой в помещении) температуры и две кнопки изменения задаваемой пользователем температуры в сторону увеличения и уменьшения (шаг изменения температуры – 1°С). При включении кондиционера задаваемая пользователем температура будет по умолчанию равна 24°С, как наиболее комфортная температура при небольшой физической нагрузке (ходьба в помещении, легкий труд) в летнее время.

Для отображения температур выберем ЖКИ модуль типа МТ-10Е7-7 российской фирмы МЭЛТ.

Основные характеристики модуля МТ-10Е7-7:

тип индикатора – цифровой семисегментный;

количество строк – 1;

количество разрядов – 10;

напряжение питания – минимальное +3В, максимальное +5В;

ток потребления – 30мкА;

способ регулировки контрастности – ручной (внешний резистор);

количество выводов – 12;

габаритные размеры – 66х31,5х9,5 мм.

Модуль МТ-10Е7-7 – это недорогой, достаточно распространенный однострочный индикатор, содержащий десять семисегментных разрядов для вывода цифровой информации. Выводы модуля выполнены в виде контактных площадок на печатной плате с отверстиями для пайки проводов. Назначение выводов модуля показано в таблице 1. Подпрограммы вывода симвомов и строк на индикаторы показаны в приложении 1.

Таблица 1 – Назначение выводов модуля МТ – 10Т7-7

Номер вывода	Название цепи	Назначение
1	A0	Вход выбора «адрес/данные»
2	WR2	Инверсный вход синхронизации записи
3	WR1	Прямой вход синхронизации записи
4	DB3	Разряд 3	Шина данных/адреса
5	DB2	Разряд 2
6	DB1	Разряд 1
7	DB0	Разряд 0
8	GND	Общий провод
9	V0	Вход управления контрастностью
0	+E	Питание модуля
11	+L	Не используется
12	-L	Не используется

2.2 Работа с шиной 1-Wire

Шина 1-Wire[2] построена по технологии Master / Slave. То есть, на шине должно быть хотя бы одно ведущее устройство (Master). Все остальные устройства должны быть ведомыми (Slave). Ведущее устройство инициирует все процессы передачи информации в пределах шины. Master может прочитать данные из любого Slave устройства или записать их туда. Передача информации от одного Slave к другому напрямую невозможна. При разработке протокола 1-Wire большое внимание было уделено надежности работы сети. Изначально было поставлено условие – работа должна происходить в условиях плохих контактов.