На главную страницу    Структура сайта    Контакты. Обратная связь добавить в избранное  

+7 (495) 925-7508
raznotech-m@yandex.ru  

Toshiba, Hitachi, Liebert, Mitsubishi Electric, Midea, Lessar, Systemair, NED, Wolf, Master, Carel и др.

системы кондиционирования   системы вентиляции   о компании   прайс-лист   услуги

погода на завтра


главная
о компании
услуги
оборудование
прайс-лист
объекты
справочник
статьи
ссылки

бренды

 экономичность,  производитель-ность, фильтры  »»»

 выносливость,     компактность, бесшумность  »»»

конкурентноспо-собность, цена-качество, инновации  »»»

конкурентноспо-собность, цена-качество, гарантия  »»»

низкий уровень шума, стильный дизайн, экономичность  »»»

 экологичность,   контроль ка-чества, технологичность  »»»

 экологичность,   энергоэффекти-вность , технологичность  »»»

вентиляция, хо-лодоснабжение, диспетчеризация  »»»




климат-рейтинги

Каталог Climatecontrol Аренда квартир Каталог компаний и сайтов строительной тематики ремонт квартир, евроремонт Строительный рейтинг

Мы ВКонтакте
список тематических статьей  ||   статья

Обеспечение надежности на стадии проектирования.

Проекты, при разработке которых главным критерием выбирается повышенная надежность, часто отличает низкая энергетическая эффективность, высокие капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Это, конечно, не значит, что нужно скатываться в другую крайность и вообще не учитывать этот аспект. Просто следование требованиям надежности не должно выходить за грань разумного. Проблема в том, чтобы верно определить, где проходит эта грань.

Рассмотрим гостиничный комплекс, где используется общий водяной котел, и в каждом номере установлены фэнкойлы. Сбои в работе такой системы возможны, однако система эта довольно распространена и считается приемлемой.

Стремление обеспечить повышенную надежность определяется серьезностью последствий возможных отказов. Если они грозят лишь небольшими неудобствами, то обычно достаточно использовать качественное оборудование и строго контролировать монтажные работы. Например, в климатической зоне, где охлаждение требуется лишь в течение короткого периода, трудно обосновать необходимость резервного чиллера. На производственных предприятиях требования к уровню надежности определяются стоимостью выпускаемой продукции. В коммерческих терминах затраты, связанные с повышением надежности, рассматриваются как страхование. Если затраты на страхование автомобиля превышают его стоимость, то с коммерческой точки зрения страховка просто не имеет смысла.

При проектировании необходимо понять взгляды заказчика относительно обеспечения надежности, определить, насколько они важны для него. Начиная со стадии эскизного проекта, следует составить перечень позиций, склонных к отказам, и оценить, насколько велика вероятность этих отказов.

Последнее – довольно сложная задача. Например, какова вероятность сбоя в работе источника водоснабжения На этот вопрос нет простого ответа. Тем не менее, перечень отказов должен быть упорядочен по степени серьезности их последствий и вероятности появления. Одним из методов является назначение весовых коэффициентов от 1 до 10. Когда отказы расположены по приоритетам, определяются варианты их предотвращения и связанные с этим затраты.

Введение в стратегию "N".

В области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха проектирование начинается с определения нагрузок по теплу и холоду. При этом N означает совокупность агрегатов, используемых для реализации проектной нагрузки. "N+1" позволяет развивать заданную мощность при отказе одного любого агрегата.

В таблице 1 иллюстрируется применение стратегии "N+" при нагрузке по тепловыделениям 440 кВт. Без резервирования проект мог бы быть реализован путем использования одного агрегата мощностью 440 кВт, двух агрегатов мощностью по 220 кВт каждый или трех по 147 кВт. В таблице рассмотрены варианты резервирования N+0 и N+1. Варианты N+2, N+3 и так далее возможны, но на практике используются редко. Полное удвоение мощности (вариант 4) называют 100%-ой избыточностью, и такое резервирование используется в системах небольшой производительности.

В варианте 7 используются два чиллера или котла мощностью в две трети от проектной нагрузки. Такая схема предпочтительна, когда работа с полной нагрузкой востребована достаточно редко. Выбор типоразмера оборудования в расчете на увеличение производительности в будущем и наличие резервирования на начальном этапе обеспечивают определенную степень избыточности без существенного увеличения стоимости.

    Таблица 1. Варианты резервирования оборудования – агрегаты одинаковой мощности
Вариант Проектная нагрузка, кВт Резервирование Распределение мощности, кВт Установленная мощность, кВт Остаточная мощность при наличии 1 отказа Остаточная мощность при наличии 2 отказов
1 440 N+0 1 по 440 440 (100%) 0 0
2 440 N+0 2 по 220 440 (100%) 220 (50%) 0
3 440 N+0 3 по 147 440 (100%) 293 (67%) 147 (33%)
4 440 N+1 2 по 440 880 (200%) 440 (100%) 0
5 440 N+1 3 по 220 660 (150%) 440 (100%) 220 (50%)
6 440 N+1 4 по 147 586 (133%) 440 (100%) 293 (67%)
7 440 (2/3 N)+1 2 по 293 586 (133%) 293 (67%) 0

В таблице 1 рассмотрено использование агрегатов одинакового типоразмера. Однако возможна и комбинация агрегатов различного типоразмера. Полагая N по мощности соответствующим максимуму из используемой совокупности агрегатов, стратегия N+1 обеспечит полное резервирование на наихудший случай отказа одного из них.

Итак, проанализировав таблицу 1 можно сделать следующие выводы. Назначение всей проектной нагрузки на один единственный агрегат приводит к полной потере мощности при отказе. Распределение проектной нагрузки на большее количество агрегатов меньшего типоразмера приводит к меньшей потере мощности при отказе одного из них. В случае же большего количества отказов все равно имеется резерв остаточной мощности. Использование большего количества агрегатов меньшего типоразмера снижает общую установленную мощность и, соответственно, стоимость системы.

Что лучше?

Преимущество проекта, использующего множество агрегатов малого типоразмера, в том, что каждый отказ приводит к меньшим потерям остаточной мощности (Таблица 2). Можно сказать, что такой проект мягко реагирует на отказы.

    Таблица 2. Сравнение стратегий – большое количество агрегатов малого типоразмера
    против малого количества агрегатов большого типоразмера
Аргументы в пользу использования большого количества агрегатов малого типоразмера Аргументы в пользу использования малого количества агрегатов большого типоразмера
Система с большим количеством агрегатов более устойчива к разовым и множественным отказам Агрегаты большого типоразмера имеют более высокую эффективность работы на полной нагрузке по сравнению с агрегатами малого типоразмера
Большое количество агрегатов обеспечивает необходимое резервирование с меньшей установленной мощностью, поскольку дополнительный агрегат (N=1) имеет меньшую мощность Жизненный цикл большого агрегата часто более продолжителен, чем у совокупности малых агрегатов. Затраты в расчете на жизненный цикл также различны
Агрегаты малого типоразмера легче монтировать при строительстве и демонтировать по окончании жизненного цикла При наличии нескольких агрегатов большого типоразмера, работающих с неполной нагрузкой, восстановление требуемой производительности системы при наличии отказа может занимать секунды вместо минут, поскольку все, что необходимо сделать, сводится к увеличению развиваемой мощности оставшимися агрегатами. Этот способ называется горячим резервированием или скользящей избыточностью
Агрегаты малого типоразмера стартуют быстрее по сравнению с агрегатами большого типоразмера, что упрощает автоматическое управление и позволяет использовать холодное резервирование вместо горячего резервирования, предполагающего работу на холостом ходу Большое количество агрегатов требует использования большого количества запорно-регулирующей арматуры в составе систем их гидравлической обвязки, что в свою очередь увеличивает число позиций потенциально склонных к отказам
Большое количество агрегатов малого типоразмера будет развивать суммарную полную мощность, более близкую к реальной нагрузке, и обеспечивать большую эффективность работы по сравнению с большими агрегатами, развивающими неполную мощность Большое количество агрегатов может потребовать большее количество площадей для их размещения в связи с необходимостью обеспечения большого количества проходов для доступа к ним. В некоторых проектах систем, состоящих из модулей, важным является обеспечение компактности, что может усложнить обслуживание и, особенно, изолирование одного отдель но взятого агрегата, зажатого между другими, расположенными в общую линейку

Помимо основного оборудования.

В проектах, требующих обеспечения высокой надежности, важной частью их разработки является перечисление всех позиций, склонных к отказам (Таблица 3). Это побуждает заказчика к рассмотрению планов действий в нештатных ситуациях.

    Таблица 3. Позиции, склонные к отказам (неосновное оборудование)
Место отказа: Общий трубопровод для всех систем
Решения:
  • Трубопровод, состоящий из отдельных автономных частей, вместо общего магистрального трубопровода;
  • Временные связи;
  • Усиленная спецификация общего трубопровода – труба с большей толщиной стенки, более высокий класс по давлению, более качественные клапаны, более строгий контроль в процессе эксплуатации;
  • Дополнительные клапаны;
  • Доступность для производства быстрого ремонта.
  • Место отказа: Источник водоснабжения
    Решения:
  • Дополнительный подвод с противоположных сторон наружного входного клапана ;
  • Буферная емкость;
  • Градирни в комплекте с глубокими бассейнами, спроектированные в расчете на требуемое время их полного опорожнения;
  • Обеспечение резервного водоснабжения с использованием подвижного транспорта.
  • Место отказа: Общая электропроводка для всех систем
    Решения:
  • Электропроводка, состоящая из отдельных автономных частей вместо общей магистральной проводки;
  • Временные связи;
  • Усиленная спецификация общей электропроводки – уменьшенные токовые нагрузки, рубильники более высокого качества, более строгий контроль в процессе эксплуатации;
  • Доступность для производства быстрого ремонта.
  • Место отказа: Источник электроснабжения
    Решения:
  • Сдвоенный подвод, предпочтительно от различных подстанций;
  • Местная генерация;
  • Функционирующие окна;
  • Охлаждение с использованием двигателей, работающих на газовом топливе;
  • Аккумуляция тепловой энергии.
  • Место отказа: Коммутационная аппаратура, обслуживающая все системы
    Решения:
  • Раздельное обслуживание – разобщение элементов оборудования, оставив свободное место между ними
  • Место отказа: Источник газоснабжения
    Решения:
  • Оборудование со сдвоенной топливной системой и хранилище жидкого горючего;
  • Аккумуляция тепловой энергии.
  • Место отказа: Централизованная система автоматического управления
    Решения:
  • Распределенные автономные системы управления;
  • Средства приоритетного ручного управления оконечными устройствами.
  • Место отказа: Строительные конструкции, такие как фундамент и крыша Решения:
  • Размещение не на верхнем этаже (протечки кровли) и не на цокольном этаже (затопление);
  • Использование для установки внутри здания электродвигателей закрытого типа с вентиляторным охлаждением;
  • Размещение в нескольких зданиях.
  • Место отказа: Переключатель режимов работы
    Решения:
  • Принятие мер защиты является затруднительным;
  • Опциональный байпас для технического обслуживания;
  • Временные перемычки для оборудования, расположенного вниз по ходу движения теплоносителя.
  • Место отказа: Персонал, особенно в случае сложных систем
    Решения:
  • Взаимное обучение;
  • Документация;
  • Простые системы.
  • Системы с водяным чиллером в сравнении с системами непосредственного охлаждения (Direct Expansion, DX).

    По ряду причин при больших тепловых нагрузках обычно применяются системы охлаждения с водяным чиллером. Однако при этом возникает ряд дополнительных позиций, склонных к отказам: основные линии холодной воды и обвязки водоохлаждаемого конденсатора (магистральный трубопровод и клапаны), линии водоснабжения градирен и электроснабжения чиллеров, возможность повреждений из-за разрыва трубопровода. Поэтому, если приоритетом является надежность, предпочтительнее использовать системы воздушного охлаждения, распределенные по зонам. Они не используют общих трубопроводов и лишены недостатков, свойственных централизованным установкам.

    Магистральные трубопроводы.

    Общий трубопровод – наиболее уязвимое место централизованных систем. Для снижения риска его разрушения необходимо, во-первых, установить срок службы короче обычного ресурсного срока. Во-вторых, обратить внимание подрядчиков, обозначив трубопровод на чертежах как объект особой важности. Создать подробную спецификацию общего трубопровода, несмотря на то, что это увеличит стоимость проектных работ. Кроме того, следует использовать трубы с увеличенной толщиной стенки, бесшовные трубы и фитинги без соединений на фланцах или посадке, без резьбовых или шлицевых соединений до корневого клапана. Последние, разумеется, должны быть высокого качества. Для подключений лучше использовать трубы диаметром не менее 50 мм. Трубопровод должен пройти тщательные гидравлические испытания.

    Упущенные преимущества.

    Дополнительные меры по увеличению надежности могут привести к появлению новых позиций, склонных к отказам. Например, при подключении любого дополнительного агрегата к общему магистральному трубопроводу появляются новые фитинги, сварочные швы и клапаны, что снижает его надежность. При введении системы аварийного питания дополнительным источником неисправностей становится переключатель источников электроснабжения. Двусторонняя коммутационная аппаратура обеспечивает сдвоенное питание агрегатов, но имеет общую склонную к отказам позицию – секционный рубильник. Использование многоскоростных двигателей дает определенные преимущества, но большинство из них не допускают производства работ под напряжением, и их все равно приходится отключать.

    Испытания.

    Для вновь создаваемых систем важно убедиться в том, что они могут и чего не могут, а также заранее определить возможные последствия отказов в работе или дефектов используемого оборудования. Испытания должны проводиться во всех режимах под полной длительной или повторяющейся нагрузкой. Следует избегать использования в проекте элементов, работоспособность которых не может быть испытана.

    План на случай нештатных ситуаций.

    Когда обеспечение надежности является критичным, план действий на случай нештатной ситуации помогает персоналу эффективно реагировать. Конечно, все предусмотреть невозможно, однако, подобного рода планы служат более четкому осознанию и сокращению последствий возможных неисправностей. В план необходимо включить: список приоритетов (что является важным, что – второстепенным); описание всех узлов, в которых возможен отказ; действия по отключению нагрузок второстепенной важности; сценарии отказов и последовательность шагов по сокращению последствий; местоположение наиболее важных элементов; типа клапанов и выключателей; контактная информация аварийных и дежурных служб; краткие схемы, отображающие важнейшие моменты необходимых действий.

    Дополнительное исследование: количественное определение надежности.

    Хотя этот вопрос выходит за рамки настоящей статьи, он занимает определенное место в программах обучения инженеров. Одним из общепринятых методов количественного определения надежности является анализ вида отказов и вызываемых ими последствий (FMEA). В соответствии с ним, отказы классифицируются индивидуально, а также в определенных сочетаниях с использованием логических последовательностей и/или для нахождения совокупной вероятности их возникновения. Существенным достоинством данного метода является возможность идентификации отказов в сложных системах, что невозможно сделать лишь на основе интуиции и опыта.

    10 мероприятий по повышению надежности на стадии проектирования.

    1. Выбор систем с наименьшим количеством позиций, склонных к отказам. Наилучшей является комплектация, в наименьшей степени зависимая от совместно используемых ресурсов.

    2. Выбор наиболее надежного оборудования. Обычно это связано с простотой устройства и минимальным количеством подвижных частей.

    3. Компоновка основного оборудования в группы с использованием стратегии резервирования N+, стремясь к достижению "мягкого" реагирования каждой из групп на возникающие отказы.

    4. Идентификация позиций, склонных к отказам, включая общий трубопровод, общую электропроводку и источники электроснабжения агрегатов. Упорядочивание их по приоритетам в зависимости от степени серьезности и вероятности возникновения. Изменение или корректировка проекта с целью его усовершенствования с учетом инфраструктуры.

    5. Обеспечение возможности отключения нагрузок второстепенной важности в системах с совместно используемыми ресурсами.

    6. Обеспечение возможности использования запасного оборудования взамен основного.

    7. Исключение использования хрупких и ломких материалов.

    8. При разработке проектных решений следует избегать появления новых позиций, склонных к отказам.

    9. Постановка в ходе разработки проекта вопросов: "Что произойдет в случае появления данного отказа?" и "Что останется работоспособным при наличии данного отказа?". Документирование системных ограничений и создание плана действий обслуживающего персонала на случай нештатных ситуаций. Обеспечение возможности проведения периодических повторных испытаний системы в процессе эксплуатации.

    10. Получение отзывов от критически настроенных инженеров, ориентированных на поиск недостатков проекта.

    © Стив Доут, инженер-энергетик системы коммунального обеспечения г. Колорадо-Спрингс (США, штат Колорадо)
    Статья предоставлена журналом "Мир климата" В новом окне


    Член СРО - Некоммерческого партнерства "ИСЗС-Монтаж" с 25.12 2009. Свидетельство № СРО-М-1027739800351-2009-134

    поиск по сайту


    мы рекомендуем


    1. Программа для под-бора сплит-системы Toshiba поможет пра-вильно выбрать конди-ционер, дающий эконо-мию средств и комфорт. Ее можно взять на сай-те Toshiba в России. В новом окне

    2. Тематические ста-тьи из журнала "Мир Климата" В новом окне (печат-ного издания АПИК) о системах кондициони-рования и вентиляции, а так же их техническом обслуживании.  »»»

    3. Справочник тер-минов по кондициони-рованию и вентиляции, который поможет пони-мать процессы, проте-кающие в климатичес-ком оборудовании, и термины из технической документации.  »»»

    4. АВОК В новом окне – русско-английский и англо-рус-ский онлайн-словарь технических терминов по кондиционированию, вентиляции, отоплению, охлаждению и строи-тельной теплофизике.

    5. Некоторые материа-лы нашего сайта пред-ставлены в формате *.pdf. Для их чтения вам может потребоваться Adobe Reader, который можно получить на сайте производителя продукта. В новом окне



    информеры В новом окне
    Конвертор валют В новом окне


    наши партнеры

    Кондиционеры, вентиляция, тепловые насосы Вентиляторы Ostberg, O.Erre, Korf, Vitek Climat.su - портал климатических компаний Строительный портал СтройПлан.ру
     
    каталоги сайтов
    Обновления от 30.11.2015
    Copyright © 1992-2018. Разнотех-М
    Design & Support © 2008-2018. Smoky
      Технический эксперт

    Владимир     Сергей, технический эксперт. Написать письмо
    Администратор сайта

    Елена     Елена, администратор сайта, вебмастер. Написать письмо

    Мастербилдер объявления, строительство: Разнотех-М – кондиционирование, вентиляция, обогрев, увлажнение (Москва). Разнотех-М (Москва). Разнотех-М (Москва).
    Разнотех-М (Москва). Рекомендуем посетить строительный портал Стройка.ру. Разнотех-М (Москва).
    1000dosok.ru: Разнотех-М – кондиционирование, вентиляция, обогрев, увлажнение

    Как установить наш баннер. Баннерообмен Яндекс цитирования
    Анализ сайта