Предисловие

   Среди главных задач одиннадцатой и последующей пятилеток XXIV съезд КПСС определил экономическое использование топливно-энергетических ресурсов и значительное улучшение энергетического баланса страны. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 – 1985 годы и на период до 1990 года» подчеркивается, что всемерное повышение эффективности производства – принципиальная основа современного экономического развития, важнейшая хозяйственно-политическая задача нынешнего этапа коммунистического строительства. Как указывалось в Отчетном докладе ЦК КПСС XXIV съезду КПСС, в предстоящий период особо важное значение в экономическом строительстве приобретает снижение металлоемкости продукции, экономическое расходование сырья, топлива, энергии, металла и других материалов. За годы одиннадцатой пятилетки намечается обеспечить экономию топлива и энергетических ресурсов в народном хозяйстве в количестве 160 – 170 млн. т условного топлива. Вводится жесткое ограничение на расходование всех ресурсов. Большое внимание эффективности и качеству партия органически связывает с работой по совершенствованию производства на базе современной науки и техники.

   Важную роль в современной технике и технологии играют системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Они обеспечивают заданные по технологическим и гигиеническим требованиям параметры состояния и состав воздушной среды, а системы автоматизации – автоматическую стабилизацию, программное изменение, местный и операторный контроль, защиту, блокировку, сигнализацию и устранение аварийных ситуаций. Правильные решения по автоматизации предопределяют рациональное использование теплоты, холода и электроэнергии системами, что составляет заметную долю в топливно-энергетическом балансе страны, поэтому пропаганда идей и методов автоматизации систем кондиционирования и вентиляции играет важную роль.

   К началу 80-х годов теория систем кондиционирования воздуха и вентиляции значительно усовершенствована. На смену приблизительным пришли более точные и строгие физические представления. Делаются попытки рассматривать систему комплексно, с учетом взаимосвязи ее элементов, оптимизировать ряд решений. При более глубоком и детальном рассмотрении процессов, протекающих в системах при разных уровнях нагрузок и воздействий, яснее становятся требования и к другим системам, в том числе к системе автоматизации.

   Системы кондиционирования воздуха и вентиляции как объекты автоматизации являются достаточно специфическими. Диапазон изменения исходных данных (нагрузок, отклонений регулируемых параметров, параметров внешней среды) очень широк. В этих условиях применяют разные решения систем управления. Регулируемые параметры систем – это и термодинамические, и аэродинамические, и химические (газовый состав). Объекты управления часто являются сложными, распределенными и нелинейными, обладающими разной инерционностью, заметной в тепловых процессах и незначительной в аэродинамических процессах. Ряд управляющих воздействий ограничен, а некоторые элементы систем пока еще остаются неуправляемыми. В помещениях могут быть заданы несколько параметров, например температура, относительная влажность или влагосодержание, подвижность, избыточное давление и концентрация вредного вещества в воздухе. Алгоритм функционирования системы зависит от всех исходных данных и ограничений, он может быть разным – от наиболее простого до достаточно сложного.

   Содержание книги и круг рассматриваемых в ней вопросов определены на основе анализа задач, решаемых при проектировании, наладке, эксплуатации автоматизированных систем. Кроме того, автор учитывал основное содержание литературы [8, 11, 15 и др.].

   Начальные главы книги посвящены управляемой системе и ее свойствам, а последние – принципиальным решениям управляющей системы. Изложение начинается с основных сведений о системах и исходных данных как основе выбора решений по управлению. В этих темах наибольшее внимание уделено вопросам систематизации основных теоретических положений. Вместо известных и достаточно традиционных признаков классификации систем приведена классификация исходных данных, предопределяющих технические решения. Читатель может познакомиться с основной терминологией и применяемыми условными обозначениями элементов систем и их автоматизации. В соответствии с требованиями экономического расходования материальных средств и топливно-энергетических ресурсов выявлено влияние системы управления на функциональные, технологические и экономические показатели системы. На этой основе с учетом приводимых в книге зависимостей для расходов теплоты и электроэнергии в элементах систем при разных решениях по управлению можно обоснованно выбирать объем применения средств автоматизации.

   Не любая система может быть успешно автоматизирована, поэтому специально описывают требования к системе при условиях ее автоматизации. Эти сведения позволят избежать ряда ошибок при проектировании систем. Читатель сможет ознакомиться с основными разновидностями систем регулирования и выбирать то решение, которое будет наилучшим в конкретном случае. Например, дается зависимость, по которой оценивают, допустимо ли в данном объекте косвенное поддержание относительной влажности.

   Известно, что обоснованные технические решения вытекают из исходных данных и ограничений. До последнего времени исходные данные для проектирования и автоматизации приводятся в явно недостаточном объеме. Восполняя этот существенный пробел, автор приводит методики расчета и оценки различных отклонений параметров воздуха в помещении, методы анализа и синтеза тепловой, влажностной и газовой нагрузок помещения. Приводимая климатологическая информация, расчетные зависимости и параметры позволят читателю выполнять технико-экономические расчеты при выборе решений в пунктах проектирования основной части территории Союза ССР. Учитывая влияние методов проектирования системы на возможности управления такой системой, автор дал краткий анализ методов проектирования и путей их совершенствования.

   В книге специально систематизированы методы и результаты определения статических и динамических характеристик всех элементов (звеньев) системы и приведены методики и результаты расчетов этих характеристик. На их основе приводятся оригинальные методики определения наружных расчетных параметров, расчетной тепловой нагрузки помещения при случайном характере ее изменения, расчетной производительности систем, создающих динамический температурный режим в помещении. Учитывая, что в ближайшее время уровень применения средств управления будет определяться технико-экономическим обоснованием, автор приводит методики этих расчетов, позволяющих оценить расходы теплоты и электроэнергии.

   В современной литературе слабо отражены характеристики и методы управления аппаратами, нагнетателями и объектами. Учитывая это, в книге изложены требования к методикам управления и сравнительные характеристики этих методов применительно к основному оборудованию. Способы стабилизации параметров воздуха в помещении проанализированы с учетом их влияния на расходы теплоты, холода и электроэнергии.

   Традиционный раздел регулирующих органов (клапанов) систем наряду с известными методиками выбора и расчета единичных клапанов дополнен экспериментальными данными об изменении расходов при синхронном управлении двумя или тремя воздушными клапанами. Приводимые зависимости показывают, что упрощение схемы управления может приводить к перерасходам наружного воздуха, теплоты и холода.

   Центральным разделом книги, основанным на всем предшествующем материале, является методика составления функциональных схем автоматического регулирования центральных СКВ и вентиляции, автономных кондиционеров. Здесь приводится алгоритм оптимального управления и последовательность составления функциональных схем. Объяснены особенности режимов работы, выбора оборудования при позиционном регулировании в автономных кондиционерах. Кроме систем регулирования в книге описаны основные решения систем местного и дистанционного контроля, блокировки, защиты и диспетчеризации, основные сведения и технические характеристики регуляторов, методы выбора их настроек. Книгу завершают научно обоснованные методики испытания и наладки основных элементов автоматизированных систем: поверхностных аппаратов, сетей воздуховодов, автономных кондиционеров. Основные методики пояснены примерами расчетов.

   В книге сделана попытка обобщения ряда опубликованных в разных изданиях материалов и собственных исследований автора. Автор пользуется приятной возможностью выразить признательность за полезные советы и материалы А.А.Рымкевичу, В.И.Лысеву, А.Т.Акимову (ЛТИХП), И.И.Зингерману, З.М.Крастшевскому, Л.М.Берману (ГПИ «Харьковский Сантехпроект»), С.В.Нефелову (ЦНИИпромзданий), А.В.Степанову (ВНИИкондиционер).

 

 Представляем вашему вниманию фундаментальное издание профессора А.Г. Сотникова – «Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции», вышедшее в свет в 1984 году в издательстве «Машиностроение». Эта книга – логическое продолжение авторского цикла трудов по энергоэффективным системам ОВиК, но с акцентом на управление, контроль и оптимизацию. В условиях жесткой экономии топливно-энергетических ресурсов, провозглашённой в решениях XXIV съезда КПСС, вопросы автоматизации выходят на первый план: именно правильное управление определяет рациональное использование тепла, холода и электроэнергии, составляющих заметную долю в энергобалансе страны. Данная работа – не просто учебник по автоматике, а комплексная методология, охватывающая все аспекты – от теории до наладки, и позволяющая инженеру принимать обоснованные решения на основе точных расчётов.

📚 Ваш полный гид по автоматизации климатических систем

Книга системно рассматривает автоматизированные системы вентиляции и кондиционирования как единый комплекс, учитывая взаимосвязи всех элементов. Автор предлагает строгую научную базу для выбора структуры управления, регулирующих органов, алгоритмов и оборудования. В отличие от традиционных изданий, здесь особое внимание уделяется статическим и динамическим характеристикам всех звеньев системы – это позволяет прогнозировать поведение объекта и настраивать регуляторы с высокой точностью.

🏆 Кому адресована эта книга?

Издание предназначено для широкого круга специалистов в области климатической и автоматизированной техники:

  • Инженеры-проектировщики систем вентиляции и кондиционирования – научатся закладывать в проекты требования к управляемости, правильно выбирать структуру автоматизации.

  • Специалисты по автоматизации – получат детальные методики расчёта характеристик звеньев, настройки регуляторов, построения функциональных схем.

  • Наладчики и эксплуатационники – освоят научные методы испытаний и отладки оборудования, научатся выявлять и устранять неэффективные режимы.

  • Научные работники – найдут систематизированные данные по динамике объектов, методы снижения порядка уравнений, оригинальные подходы к нормированию параметров.

  • Преподаватели, магистранты и аспиранты – используют книгу как учебное пособие по курсам «Автоматизация тепловых процессов», «Управление микроклиматом».

🧪 Почему стоит выбрать это издание?

✅ Системный подход. В отличие от узких руководств, книга рассматривает автоматизацию не как приложение к системе, а как неотъемлемую часть единого инженерного комплекса. Показаны все взаимосвязи – от климата до настроек регуляторов.

✅ Глубокий теоретический фундамент. Приведены статические и динамические характеристики практически всех элементов системы – это позволяет не подбирать настройки вслепую, а рассчитывать их аналитически.

✅ Огромная практическая ценность. Каждый раздел сопровождается примерами расчётов, методиками выбора оборудования и построения схем. Особое внимание уделено расходу энергии – книга даёт инструменты для оценки перерасходов и оптимизации режимов.

✅ Оригинальные авторские разработки. Методика нормирования наружных параметров, определение расчётной нагрузки с учётом динамики, алгоритм оптимального управления – многие из этих методов впервые систематизированы именно в этой книге.

✅ Актуальность для современных условий. Хотя книга написана в 1984 году, её идеи о снижении энергозатрат, повышении точности регулирования, испытаниях и наладке остаются востребованными и сегодня. Современные VAV-системы, частотное регулирование, цифровая автоматика – всё это базируется на тех же физических принципах, которые детально рассмотрены автором.

✅ Учёт реального оборудования. В книге даны характеристики серийно выпускаемых клапанов, вентиляторов, датчиков, что делает рекомендации технически реализуемыми в условиях отечественной промышленности.