Klima Santrali (AHU) Kontrolü

Havalandırma Sistemleri için Klima Santrali (AHU) Otomasyonu Uygulamaları

Aşağıdaki örnek uygulamada, karışım havalı ve frekans invertörlü bir klima santralinde yapılabilecek örnek bir uygulamayı bulacaksınız.

 AHU

1– Klima Santralının Çalıştırılması

Klima santralı MCC panelinde bulunan MAN-0-AUTO şalteri vasıtasıyla Manual veya Automatic olarak devreye alınabilir. Fanın manual olarak devreye alınması durumunda fana çalış komutu verilmediği halde fan status bilgisinin ON okunması sebebiyle ekranda FAN ON alarmı verilir ve operatör uyarılır.

Klima santralı MCC üzerinden AUTO’ya alındığında sistem zaman programından gelecek ÇALIŞ komutuyla devreye girer. Zaman programı ÇALIŞ komutunun tarihi ve zamanı merkez bilgisayardan girilir.

2– Donma Koruması

Donma termostatından gelecek bir donma bilgisi sonucunda klima santralı fanları durdurulur, taze hava ve egzost damperleri kapatılır ve ısıtma vanası 100% açılır. Bu durum donma termostatından gelen donma bilgisi süresince devam eder.

Donma koruması ayrıca dış hava sıcaklığı izlenerek de devreye girer. Klima santralının devreye girmesi  sırasında taze hava sıcaklığının 6°C’nin altında olması durumunda; klima santralı, dönüş damperinin 100%, taze hava ve egzost damperlerinin 0% konumu aldığı 10 dakikalık  bypass’a zorlanarak donma tehlikesinin önlenmesi sağlanır. 10 dakika süren bypass modundan normal çalışmaya geçildiğinde  sisteme soğuk taze hava alınmasıyla beraber tekrar donma alarmının oluşmaması için üfleme sıcaklığı set değeri 10°C arttırılır. Bu artış dakikada 1°C olacak bir rampa fonksiyonu ile normal değere düşürülür.

Donma

 Donma termostatından donma alarmı gelen santral, donma alarmı resetlenmeden normal çalışma perioduna dönemez. Bunun için her kontrolörde o kontrolöre bağlı tüm cihazların alarmlarını resetlemek üzere yaratılmış olan RESET noktasının manual’e alınıp RESET komutu verilmesi gerekmektedir. Bu da operatörün alarmı görüp kontrol etmeden sistemin tehlikeli bir start-up’a girmesini engeller. RESET noktası 10 sn. sonra tekrar otomatik konumuna döner.

3– Optimum Start Parametreleri

Sistem 3 günlük süreler zarfında dış hava sıcaklığının ortalamasını alır ve her zaman programı komutundan önce mahaldeki VAV cihazlarının mahal sıcaklık sensörlerinden aldığı mahal sıcaklığı değeri ve dış hava sıcaklığına göre  optimum start süresini kendi belirler. Optimum start, 3 gün süresince ortalaması alınan dış hava sıcaklığı 18°C’ den  ve ortalama mahal sıcaklığı mahal set değerinden düşükse  ısıtma yönünde, dış hava sıcaklığı 18°C’ den ve ortalama mahal sıcaklığı mahal set değerinden yüksekse soğutma yönünde başlar ve mahal sıcaklığı, mahale atfedilen setpointin 62°C civarına getirilene kadar devam eder. Optimum start süresince karışım damperi 100%, taze hava ve egzost damperi 0% konumunda kalır.

4– Normal Çalışma

Zaman programından ÇALIŞ komutu verildikten damper açma süresi kadar (2 dak.) sonra klima santralı devreye girer.

4.1– Minimum Taze Hava Damperi Pozisyonu

Diğer sistemlerden farklı olarak değişken hızlı santrallarda minimum taze hava damperi pozisyonunun sabit bir değer olması mümkün değildir. Sabit damper pozisyonu yerine taze hava kanalında minimum taze hava dabisi kontrolü yapılır. Minimum debiye göre tayin edilen minimum damper pozisyonu klima santralının normal çalışması esnasındaki minimum taze hava damperi pozisyonu olur ve hız değiştikçe damper pozisyonu oransal olarak tekrar sisteme uyarlanır.

Ayrıca dönüş kanalına monte edilmiş olan CO2  sensörü vasıtasıyla mahal CO2 değeri setpoint’ten uzaklaştıkça taze hava damperi minimum pozisyonu aşağıdaki eğriye göre arttırılır ve böylece içeri daha fazla taze hava alınarak mahaldeki CO2 oranı düşürülür.

damperkont

4.2– Enthalpy, Damper ve Sıcaklık Kontrolü

Klima santralı software’i mahal sıcaklığı set değerini yakalamak üzere çalışır. Mahal sıcaklığı dönüş havasından takip edilir. Sistem dönüş havası sıcaklığına bakarak PI kontrol vasıtasıyla bir üfleme sıcaklığı belirler.

sickont

Üfleme sıcaklığı için verilecek damper ve vana konum komutları enthalpy kontrolüne ve belli bir sıralamaya dayanır.Sistem sürekli olarak taze hava sıcaklık ve nem sensörleri ile dönüş kanalına monte edilen sıcaklık ve nem sensörü ile dış hava ile dönüş havası sıcaklık ve bağıl nemlerini kontrol ederek taze hava ve dönüş havası ehthalpy ve mutlak nemlerini hesaplar. Enerji ekonomisi yönetimiyle, sistem ihtiyacı soğutma yönünde ve dış hava enthalpy’si dönüş havası enthalpy’sinden küçükse sistem soğutma serpantinin yükünü hafifletmek üzere tamamen dış hava ile çalışır. Eğer sistem ihtiyacı ısıtma yönünde ise sistem sıcaklığı yüksek olan kanalın damperini açık konuma yönlendirecek şekilde komut verir.

  • Üfleme havası sıcaklığı damper hareketleri ile sağlanamaz ise ısıtma veya soğutma ihtiyacının devamlılığı yönünde ısıtma veya soğutma vanası devreye girer. Üfleme sıcaklığının set pointin altına düşmesi durumunda damperler sıcaklığı yüksek kanalın damper konumu 100% olacak şekilde konum alır. Setpointin yakalanamaması durumunda ısıtma vanası açmaya başlar.
  • Üfleme sıcaklığının set pointin üstüne çıkması durumunda damperler, entalpisi düşük  kanalın damper konumu taze hava damperini minimum damper poaisyonunun altına düşmeyecek şekilde 100%’e doğru konumlandırılır. Setpointin yakalanamaması durumunda soğutma vanası açmaya başlar. Entalpi kontrolü vasıtasıyla gizli ısıya harcanan enerji minimuma indirilir ve enerji ekonomisi sağlanır.
  • Sistemin ani soğutma ihtiyacı göstermesi olasılığına karşılık soğutma grubuna ani soğutma yükü yüklememek için soğutma vanası konumu belli bir hızla belirlenecektir. Buna göre soğutma vanasının 100% açıklığa ulaşması 20 dak. sürecektir. (Vana poz. komutu 5% / dak.)
  • Isıtma vanasının özellikle düşük dış hava sıcaklıklarındaki start-up’larda oluşabilecek ani vana hareketlerini engellemek üzere vana komutu belli bir hızla (20% / dak) belirlenecektir.
  • Santral herhangi bir sebeple ( zaman programından dur komutu, fan arızası, yangın alarmı veya donma koruması) duruyor ise taze hava damperi kapatılır, karışım damperi 100% konumuna yönlendirilir.

Yukarıda belirlenen dış hava kompanzasyonu vasıtası ile vana hareketlerinin dış hava sıcaklığına göre limitlenmesi olanaklı hale gelmektedir. Buna göre:

  • Isıtma vanası, dış hava sıcaklığı 24°C den büyük ise, açmayacaktır.
  • Soğutma vanası, dış hava sıcaklığı 16°C düşük ise, açmayacaktır.
  • Ayrıca dış hava kompanzasyonu vasıtasıyla kış mevsiminde (dış hava sıcaklığı<10°C ise) binanın ve dolayısıyla mahallerin artan ısıtma yükünü karşılamak üzere üfleme sıcaklığı set değeri arttırılır (Kış kompanzasyonu).
  • Yaz mevsiminde ise (dış hava sıcaklığı>30°C ise) hem dış hava ile iç hava sıcaklıkları arasındaki farkın muazzam boyutlara vararak konforu azaltmasını engellemek hem de binanın dolayısıyla mahalin artan soğutma yükünü azaltmak amacı ile mahal sıcaklığı set değeri arttırılır (Yaz kompanzasyonu).

4.3– Fan Kontrolü

Klima santrali çalış komutu verildikten damper açma süresi kadar sonra supply fana çıkış verir. Supply fana çıkış verildikten 30 sn. sonra egzost fana çıkış verilir.

Üfleme fanı hız kontrolü, üfleme kanalındaki statik basıncı kanala monte edilmiş olan statik basınç sensörü vasıtasıyla takip eder. Verilen üfleme kanalı statik basıncı setpointine göre frekans konvertörlerine referans frekansı verilir. Üfleme kanalındaki basıncın VAV damper konumlarına göre değişmesi sebebiyle statik basıncı salınıma girmeden yakalayabilmek maksadıyla fan hızı değişimleri 10% / dak. olacak şekilde arttırılır veya azaltılır. Statik basınç set değerinin salınıma girmeden yakalanabilmesi için sistem integral etkiyi start-up sırasında 600 sn boyunca disable eder.

Dönüş fanı hız kontrolü dönüş kanalı debisini takip eder. Dönüş kanalı debisi üfleme kanalının o anki debisinin belli bir bağıl farkı olacak şekilde software tarafından hesaplanır. Bunun için üfleme kanalındaki dP sensöründen edinilen bilgiye göre hız ve debi bilgisi hesaplanır ve buna göre bir dönüş debisi belirlenir. Üfleme kanalındaki ani statik basınç değişimlerinin yaratacağı ani hız değişikliklerinden üfleme ve dönüş fanı hız kontrollerinin etkilenmemesi için debiler 1. dereceden bir filtreden geçirildikten sonra software tarafından işlenir. Ayrıca dönüş fanı debi set değeri değişimleri bir rampa fonksiyonundan (10% / dak) geçirilerek belirlenir. Tüm bu işlemler sonucunda oldukça düzgün bir fan hızı kontrolü sağlanır.

Herhangi bir fan arızası durumunda klima santrali sistemi “fan arızası uyarısı” vererek durur ve resetlenene kadar tekrar devreye girmez. Eğer arıza devam ediyorsa (örnek olarak termik resetlenmemiş ise) sistem merkezden resetlense bile arıza giderilene kadar FAN OFF modunu ve FAN OFF alarmını muhafaza eder ve ekranda klima santralı çalışma modu noktasında “FAN ARIZASI” olarak gösterilir.

Herhangi bir fan arızası durumunda tüm santral durdurulacak ve resetlenmeden devreye girmeyecektir.

Klima santrali software’inden fana çıkış verilmeden gerek MCC üzerinden gerekse Merkez bilgisayar üzerinden çıkış verilmesi durumunda sistem “FAN ON” alarmı verir. “FAN ON” alarmı kritik bir alarm değildir. Fakat fanın sistem dışı çalışması sebebiyle ekranda gösterilir ve uyarı niteliği taşır.

FanKontrol

 

Alarmın “Acknowledge” edilmesi sistemi resetlemez. Bunun için her kontrolörde o kontrolöre bağlı tüm cihazların alarmlarını resetlemek üzere yaratılmış olan RESET noktasının manual’e alınıp RESET komutu verilmesi gerekmektedir. Reset noktasının konum değiştirmesi ( Manual’e alınıp RESET komutu verilmesi ) sonucunda alarm durumu devam etmeyen noktalar normale döner. Reset noktası 10 sn. sonunda tekrar otomatik OFF konumuna döner. 

4.4– Night Purge ( Gece Havalandırması )

Sistem zaman programından verilmiş olan komutları sürekli olarak kontrol eder ve aşağıdaki şartlar sağlanmışsa ÇALIŞ komutundan 4 saat önce sistemin soğutma yükünü hafifletmek üzere entalpi kontrolü de uygulayarak gece havalandırması moduna girer.

  • Mahal sıcaklığı 20°C  den büyük ise,
  • Dış hava sıcaklığı 12°C den büyük ise
  • Dış hava entalpisi > dönüş entalpisi ise
  • Mahal sıcaklığı ve dış hava sıcaklığı arasındaki fark  4°C den büyük ise ise gece  havalandırması yapılmaz.

Gece havalandırması için taze hava damperi ve egzost damperi 100% konuma, karışım havası damperi 0% konumuna yönlendirilir. Fanlar 100% çalıştırılarak mahal havası soğuk dış hava ile süpürülür. Gece havalandırması başladıktan sonra yukarıdaki sıcaklık şartlarındaki değişimler 2°C’ye ulaşana kadar gece havalandırması devam eder.

Gece havalandırması modu zaman programından gelen ÇALIŞ komutu ile biter ve normal çalışma başlar.

Gece havalandırması süresince VAV cihazlarının damperleri 100% pozisyonunda tutulur.

 4.5– Night Cycle ( Gece Çalışması )

Klima santralının kontrol ettiği mahalin gece şartlarında konfor şartlarından çok yüksek farklarla uzaklaşmasını ve normal çalışma başlangıcında sistemin aşırı zorlanmasını engellemek için mahal sıcaklığı VAV wall modüllerinden alınan sıcaklık bilgileri vasıtasıyla gece boyunca kontrol edilir ve aşağıdaki şartlar oluşursa gece çalışması yapılır.

  • Mahal sıcaklığı > 28°C, veya
  • Mahal sıcaklığı < 13°C ise

gece çalışması yapılır. Gece çalışması mahal şartlarında 2°C’lik bir iyileşme sağlanana kadar devam eder.

4.6– Bakım Modu

Bakım anahtarından bakım bilgisi alındığında santral çalışıyor olsa bile fanlar durdurulur, vanalar ve damperler kapatılır. Bakım modu ekranda “BAKIM MODU” olarak gösterilir.

4.7– Yangın Modu

Yangın anında karışım havalı ve return fanlı olan santraller egzost durumuna geçeceklerdir. Egzost modunda:

  • Santral çalışıyor olsa bile üfleme fanı durdurulur.
  • Taze hava ve karışım damperi kapatılır.
  • Egzost damperi 100% açılır.
  • Return fan 100% çalıştırılır.

Santral egzost modunda iken return fandan çalışıyor bilgisi alınamasa bile sistem FAN OFF alarmı yayınlamasına rağmen fanı durdurmaz. Fan alarmı yangın alarmı normale döndükten sonra geçerlilik kazanır.

Yangın alarmı sona erdikten sonra klima santralı, damperlerin ve diğer çıkışların normale döneceği 2 dakikalık bir geçiş – transition – moduna geçer. Daha sonra zaman programından “çalış” komutu alıyor ise ve yangın modunda iken herhangi bir alarm oluşmamış ise yukarıda anlatıldığı şekilde devreye girer.

4.8– Isıtma / Soğutma İhtiyacı

Her santralda, ısıtma ve soğutma vana pozisyonları devamlı takip edilerek işletme tarafından ayarlanabilecek bir yüzdeyi aşmaları ve bu durumu belli bir süre korumaları durumunda ısıtma veya soğutma ihtiyacı belirlenecektir. Tüm klima santrallarından toplanan bu bilgiler ilgili klima santralı ısıtma / soğutma pompalarına iletilecek ve pompaların çalışması sağlanacaktır. Santrallardan toplanan ihtiyaç bilgileri ihtiyaç arz etmiyorsa pompalar duracaktır.

İhtiyaç belirten vana pozisyonu ve aşma süresi “default” olarak 15% ve 2 dakikadır.

IsitSogIhti

4.9– Bina Otomasyon Ekranında Gösterilen Noktalar

  • Üfleme sıcaklığı
  • Üfleme sıcaklığı set değeri (kompanze edilmiş değer)
  • Dönüş sıcaklığı
  • Dönüş bağıl nemi
  • Dönüş CO2 oranı
  • Minimum taze hava damperi pozisyonu
  • Isıtma vanası komutu
  • Soğutma vanası komutu
  • Taze hava damperi komutu
  • Karışım damperi komutu
  • Egzost damperi komutu
  • Mahal sıcaklığı set değeri
  • Mahal sıcaklığı set değeri (kompanze edilmiş değer)
  • Supply Fan on/off
  • Supply fan termik arıza bilgisi
  • Supply fan DPS bilgisi
  • Supply fan auto/manual bilgisi
  • Supply fan off alarm bilgisi
  • Supply fan on alarm bilgisi
  • Supply fan kayış koptu alarmı
  • Supply fan çalışma süresi
  • Supply fan termik arıza bilgisi
  • Return Fan on/off
  • Return fan DPS bilgisi
  • Return fan auto/manual bilgisi
  • Return fan off alarm bilgisi
  • Return fan on alarm bilgisi
  • Return fan kayış koptu alarmı
  • Return fan çalışma süresi
  • Donma alarmı
  • Filtre durumları
  • Vantilatör Bakım Alarmı (Çalışma saatine göre)