Комфортные климатические условия в помещениях свободной планировки

Как сделать пребывание сотрудника на рабочем месте наиболее комфортным в условиях неблагоприятных воздействий окружающей среды — шума, недостаточной освещенности, планировки рабочих мест, условий для отдыха и питания и т.д. Ведь ощущение собственного благополучия, уважение к своему труду и его значимости, ассоциируемые у сотрудника с рабочим местом и организацией в целом, может значительно повысить производительность труда. Рассмотрим проблему организации благоприятных климатических условий в помещениях свободной планировки на примере конкретного объекта.

Авторы: О.В. Хаванский, А.Б. Тихонов (Управляющая компания «АРМЭКС»)

В последние годы большую популярность приобрели офисы со свободной планировкой, которые позволяют работодателю эффективно использовать занимаемые площади, что особенно важно для компаний с большим числом сотрудников. Однако обеспечение комфортных климатических условий на таких местах вызывает ряд затруднений с технической точки зрения:

•      низкое расположение потолочного покрытия (2...3 метра);
•      использование в качестве доводчиков температуры схемы фанкойлов канального типа с охлаждением от системы чиллеров. При этом в связи с существенной теснотой запотолочного пространства перенос вентиляционных решеток невозможен;
•      алгоритм автоматического управления работой фанкойлов не предусматривает ограничение по температуре подаваемого воздуха в рабочую зону, в которой находятся сотрудники компании. При этом управление осуществляется по сигналу с датчика температуры, расположенного на стене;
•      зоны свободной планировки разбиты на локальные климатические зоны, в каждой из которых может находится 3...5 фанкойлов, управляемых от одного контроллера типа FX-15 (Johnson Controls) и одного температурного датчика, что делает гибкость воздействия на климат на конкретных рабочих местах невозможным.

На рассматриваемом в статье объекте в состав аппаратуры периферийной части автоматики управления помещениями входит:

•      контроллер управления освещением и климатом FX-15 (Johnson Controls), предназначенный для дискретного управления освещением в помещениях, управления пропорциональными приводами клапанов и трехскоростными вентиляторами двухтрубных фанкойлов;
•      диммер управления освещением 045111 LX-1000RC (Lexel);
• шлюз LON-DALI REG-S 4DIM (SVEA);
•      настенная панель управления освещением и климатом LON-VCU (Warema), предназначенная для обеспечения управления освещением и регулирования температурной уставки и управления скоростью вентилятора фанкойла, а также для формирования сигнала температуры помещений;
•      настенная панель управления освещением и климатом помещений свободной планировки GP2600 (Passtec), предназначенная для управления освещением и климатом помещений свободной планировки и устанавливается на выходах из лифтовых холлов;
•      настенная панель управления освещением и климатом помещений свободной планировки GP2600 (Passtec), предназначенная для управления освещением и климатом помещений свободной планировки и устанавливается на выходах из лифтовых холлов;
•      мультисенсор с ИК-портом ILA-22 (SVEA);
•      пульт дистанционного управления освещением и климатом (SVEA);
•      импульсные кнопки Legrand;
•      датчики температуры RS9140-0000W (Johnson Controls), предназначенные для формирования сигналов температуры в помещениях свободной планировки;
•      датчики протечки воды в серверных JR-UND (JR-SS).

В офисном помещении располагается 1...5 фанкойлов, объединенных в одну климатическую зону. Управление приводами клапанов осуществляется сигналом 0...10В с аналогового выхода контроллера FX-15, а управление трехскоростными вентиляторами — с трех цифровых выходов контроллера FX-15 через реле. В качестве датчика температуры используется RS-9140-0000W, подключенный к аналоговому входу контроллера FX-15.

Для более эффективного контроля за климатом в помещении и исключения подачи в помещение холодного воздуха из фанкойла на начальном этапе включения в существующую схему управления добавлен температурный датчик RS-9140-0000W, подключенный к свободному аналоговому входу контроллера FX-15, для контроля температуры подаваемого в помещение воздуха, а также добавлена программная переменная, являющаяся уставкой минимальной температуры воздуха, подаваемого в помещение.

Управляющий сигнал на привод клапана подачи холодоносителя в теплообменник фанкойла формируется в дополнительном программном модуле (PID-регулятор) и пропорционален разности температуры с датчика и изменяемой уставки, добавленной на графический план АРМ диспетчера BMS (Building Management System — система управления зданием). Значение уставки ограничивает температуру подаваемого от фанкойла воздуха путем формирования управляющего сигнала на клапан подачи холодоносителя.

При реализации проекта по оптимизации климатических условий на данном объекте были внесены также изменения в алгоритм управления, реализованный в контроллере FX-15, осуществляющем управление фанкойлом (клапаном и вентиляторами) всего помещения. Кроме того, был добавлен программный модуль, запрещающий дальнейшее открытие клапана контура охлаждения в случае, если температура подаваемого фанкойлом воздуха приближается или становится ниже уставки.

По новому алгоритму фанкойл может работать в трех режимах — незанятый, ждущий и занятый. Для каждого из этих режимов существуют свои температурные уставки на нагрев и на охлаждение. В нерабочее время фанкойл работает в незанятом режиме. За 1 час до начала рабочего времени по команде системы управления зданием (СУЗ) он переходит в ждущий режим. Затем, перед началом рабочего времени по команде СУЗ фанкойл переходит в занятый режим. После окончания рабочего времени фанкойл по команде СУЗ переходит в ждущий режим и далее, через 1 час — в незанятый. В нерабочее время команды перехода в незанятый режим подаются СУЗ каждый час.

Вручную перевести фанкойл в занятый режим пользователь может нажатием любой из кнопок включения освещения, после чего занятый режим продержится до прихода отключающего сигнала с СУЗ, независимо от того, оставил ли потом пользователь освещение включенным или нет.

Режимы работы фанкойла, температурная уставка пользователя, температурные уставки всех режимов работы фанкойла и скорость вентилятора отображаются на рабочих станциях СУЗ и могут изменяться операторами. Локально изменять температурную уставку и скорость вращения вентилятора можно и с панелей GP2600, введя для этого специальный сервисный код.

Путем изменения управляющих коэффициентов ПИД регулирования была увеличена скорость срабатывания системы управления микроклиматом при изменении температуры воздуха в помещении. Включение двигателей вентиляторов фанкойлов теперь происходит при 5...10 % открытии клапана охлаждения (прежнее значение соответствовало 30%), а значение температуры приточного воздуха группы фанкойлов, управляемых от каждого ЩКУ-4 (щит комнатного управления), поддерживается в автоматическом режиме.

Включение первой скорости вентилятора происходит при наличии сигнала разрешения (наличие автоматического режима от АРМ), наличия сигнала на привод клапана «открытие» 0...3% и отсутствия сигнала понижения температуры подаваемого в зону воздуха ниже уставки. Таким образом, достигается включение в работу вентилятора фанкойла при закрытом клапане подачи холодоносителя. Включение второй скорости вентилятора происходит при тех же самых условиях и наличии сигнала на привод клапана «открытие» 52 %. Включение третьей скорости вентилятора происходит при тех же условиях и сигнала на привод клапана «открытие» 92 %. Переключение скоростей на понижение подачи охлажденного воздуха происходит в обратной последовательности по ступенчатому алгоритму со значениями «шагов» 90 — 50 — 0 % соответственно.

Таким образом, в результате предпринятых мероприятий было достигнуто прямое управление температурой подаваемого в помещение воздуха на начальном этапе работы фанкойлов. При включении фанкойлов на охлаждение, первоначально происходит перемешивание воздуха в климатической зоне с помощью канальных доводчиков (фанкойлов), что понижает частично на 1...2 ºС температуру воздуха в месте присутствия людей. Далее начинают работать клапана подачи охлажденной воды на теплообменники фанкойлов, что обеспечивает более плавное управление температурой воздуха в зоне нахождения сотрудников.