Автоматические системы регулирования теплоснабжения

• Автоматические системы регулировании отопления, вентиляции, горячего водоснабжения
• Регулирование теплового режима здания
• Система регулирования по возмущению
• Датчики АСР теплоснабжения
• Автоматические регуляторы
• Регулирующие органы
• Циркулярные насосы
• Теплообменники
• Температурный режим здания как объект регулирования
• Внедрение АСР теплоснабжения в жилых зданиях
• Современное оборудование автоматических систем регулирования теплоснабжения

Автоматические системы регулировании отопления, вентиляции, горячего водоснабжения

Внедрение автоматических систем регулирования (АСР) отопления, вентиляции, горячего водоснабжения является основным подходом к экономии тепловой энергии. Установка систем автоматического регулирования в индивидуальных тепловых пунктах по данным Всероссийского теплотехнического института (г. Москва) снижает потребление тепла в жилом секторе на 5-10%, а в административных помещениях на 40%. Наибольший эффект получается за счет оптимального регулирования в весенне-осенний период отопительного сезона, когда автоматика центральных тепловых пунктов практически не выполняет в полной мере свои функциональные возможности. В условиях континентального климата Южного Урала, когда в течение суток перепад наружной температуры может составлять 15-20 °С, внедрение автоматических систем регулирования отопления, вентиляции и горячего водоснабжения становится весьма актуальным.

Регулирование теплового режима здания

Управление тепловым режимом сводится к поддержанию его на заданном уровне или изменению в соответствии с заданным законом.

На тепловых пунктах производится регулирование в основном двух видов тепловой нагрузки: горячего водоснабжения и отопления.

Для обоих видов тепловой нагрузки АСР должна поддерживать неизменными заданные значения температуры воды горячего водоснабжения и воздуха в отапливаемых помещениях.

Отличительной особенностью регулирования отопления является его большая тепловая инерционность, тогда как инерционность системы горячего водоснабжения значительно меньше. Поэтому задача стабилизации температуры воздуха в отапливаемом помещении значительно сложнее, чем задача стабилизации температуры горячей воды в системе горячего водоснабжения.

Основными возмущающими воздействиями являются внешние метеоусловия: температура наружного воздуха, ветер, солнечная радиация.

Существуют следующие принципиально возможные схемы регулирования:

• регулирование по отклонению внутренней температуры помещений от заданной путем воздействия на расход воды, поступающей в систему отопления;
• регулирование в зависимости от возмущения внешних параметров, приводящих к отклонению внутренней температуры от заданной;
• регулирование в зависимости от изменений наружной температуры и внутри помещения (по возмущению и по отклонению).

Рис. 2.1 Структурная схема управления тепловым режимом помещения по отклонению внутренней температуры помещения

На рис. 2.1 приведена структурная схема управления тепловым режимом помещения по отклонению внутренней температуры помещений, а на рис. 2.2 приведена структурная схема управления тепловым режимом помещения по возмущению внешних параметров.

Рис. 2.2. Структурная схема управления тепловым режимом помещения по возмущению внешних параметров

Внутренние возмущающие воздействия на тепловой режим здания незначительны.

Для метода регулирования по возмущению в качестве сигналов, позволяющих отслеживать наружную температуру, могут быть выбраны:

• температура воды, поступающей в систему отопления;
• количество теплоты, поступающее в систему отопления:
• расход теплоносителя.

АСР должна учитывать следующие режимы работы системы централизованного теплоснабжения, при которых:

• регулирование температуры воды на теплоисточнике не ведется по текущей наружной температуре, которая является основным возмущающим фактором для внутренней температуры. Температура сетевой воды на теплоисточнике определяется по температуре воздуха за длительный период с учетом прогноза и располагаемой тепловой мощности оборудования. Транспортное запаздывание, измеряемое часами, также приводит к несоответствию у абонента температуры сетевой воды текущей наружной температуре;
• гидравлические режимы тепловых сетей требуют ограничения максимального, а иногда и минимального расходов сетевой воды на тепловую подстанцию;
• нагрузка горячего водоснабжения оказывает существенное влияние на режимы работы отопительных систем, приводя к переменным в течение суток температурам воды в системе отопления или расходам сетевой воды на систему отопления в зависимости от вида системы теплоснабжения, схемы присоединения подогревателей горячего водоснабжения и схемы отопления.

Система регулирования по возмущению

Для системы регулирования по возмущению характерно то, что:

• существует устройство, измеряющее величину возмущения;
• по результатам измерений регулятор осуществляет управляющее воздействие на расход теплоносителя;
• на регулятор поступает информация о температуре внутри помещения;
• основное возмущение - температура наружного воздуха, которая контролируется АСР, поэтому возмущение будет называться контролируемым.

Варианты схем регулирования по возмущению при указанных выше отслеживающих сигналах:

• регулирование температуры воды, поступающей в систему отопления по текущей температуре наружного воздуха;
• регулирование расхода теплоты, подаваемой в систему отопления по текущей температуре наружного воздуха;
• регулирование расхода сетевой воды по температуре наружного воздуха.

Как видно из рисунков 2.1, 2.2 независимо от способа регулирования автоматическая система регулирования теплоснабжения в своем составе должна содержать следующие основные элементы:

• первичные измерительные устройства - датчики температуры, расхода, давления, перепада давления;
• вторичные измерительные устройства;
• исполнительные механизмы, содержащие регулирующие органы и приводы;
• микропроцессорные регуляторы;
• нагревательные приборы (бойлеры, калориферы, радиаторы).

Датчики АСР теплоснабжения

Основные параметры теплоснабжения, которые с помощью автоматических систем регулирования поддерживаются в соответствии с заданием, широко известны.

В системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения обычно измеряется температура, расход, давление, перепад давления. В некоторых системах измеряется тепловая нагрузка. Методы и способы измерения параметров теплоносителей традиционные.

Рис. 2.3

На рис. 2.3 приведены датчики температуры шведской фирмы "Тур и Андерсон".

Автоматические регуляторы

Автоматический регулятор - это средство автоматизации, получающее, усиливающее и преобразующее сигнал отключения регулируемой величины и целенаправленно воздействующее на объект регулирования.

В настоящее время в основном применяют цифровые регуляторы на базе микропроцессоров. При этом обычно в одном микропроцессорном контроллере реализуются несколько регуляторов для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения.

Большинство отечественных и зарубежных контроллеров для систем теплоснабжения обладают одинаковыми функциональными возможностями:

1. в зависимости от температуры наружного воздуха регулятор обеспечивает необходимую температуру теплоносителя на отопление здания по отопительному графику, управляя регулирующим клапаном с электроприводом, установленным на трубопроводе теплосети;


2. автоматическая корректировка отопительного графика производится в соответствии с потребностями конкретного здания. Для наибольшей эффективности сбережения тепла график подачи постоянно корректируется с учетом реальных условий теплопункта, климата, теплопотерь помещения;


3. экономия теплоносителя в ночное время достигается за счет временного метода регулирования. Изменение задания на частичное снижение теплоносителя зависит от наружной температуры так, чтобы, с одной стороны уменьшить потребление тепла, с другой, не проморозить и утром вовремя прогреть помещение. При этом автоматически рассчитывается момент включения дневного режима отопления, или интенсивного прогрева для достижения нужной температуры помещения в нужное время;


4. контроллеры позволяют осуществлять обеспечение возможно низкой температуры возвращаемой воды. При этом предусматривается защита системы от замораживания;


5. производится автоматическая корректировка, заданная в системе горячего водоснабжения. Когда потребление в системе горячего водоснабжения невелико, допустимы большие отклонения в температуре (увеличение зоны нечувствительности). При этом шток клапана не будет меняться слишком часто, и срок его службы продлится. При увеличении нагрузки зона нечувствительности автоматически уменьшается, и точность регулирования возрастает;


6. срабатывает сигнализация превышения уставок. Обычно вырабатываются следующие сигналы тревоги:
   • сигнал тревоги по температуре, в случае отличия реальной от заданной температуры;
   • сигнал тревоги от насоса поступает в случае сбоя в работе;
   • сигнал тревоги от датчика давления в расширительном баке;
   • сигнал тревоги по сроку эксплуатации поступает, если оборудование отработало установленный срок;
   • сигнал общей тревоги — если контроллер зарегистрировал один или более сигналов тревоги;


7. ведется регистрация параметров регулируемого объекта и передача его на ЭВМ.

Рис. 2.4

На рис. 2.4 показаны микропроцессорные регуляторы ECL-1000 фирмы "Данфосс".

Регулирующие органы

Исполнительное устройство - это одно из звеньев автоматических систем регулирования, предназначенных для непосредственного воздействия на объект регулирования. В общем случае исполнительное устройство состоит из исполнительного механизма и регулирующего органа.

Рис. 2.5

Исполнительный механизм является приводной частью регулирующего органа (рис. 2.5).

В автоматических системах регулирования теплоснабжения применяются, в основном, электрические (электромагнитные и электродвигательные).

Регулирующий орган предназначен для изменения расхода вещества или энергии в объекте регулирования. Различают дозирующие и дроссельные регулирующие органы. К дозирующим относятся такие устройства, которые изменяют расход вещества за счет изменения производительности агрегатов (дозаторы, питатели, насосы).

Рис. 2.6

Дроссельные регулирующие органы (рис. 2.6) представляют собой переменное гидравлическое сопротивление, изменяющее расход вещества за счет изменения своего проходного сечения. К ним относятся регулирующие клапаны, элеваторы, повторные заслонки, краны и т.д.

Регулирующие органы характеризуются многими параметрами, основными из которых являются: пропускная способность K_v, условное давление P_y, перепад давления на регулирующем органе D_y, и условный проход Д_y.

Кроме приведенных параметров регулирующего органа, определяющих в основном их конструкцию и размеры, имеются и другие характеристики, которые учитываются при выборе регулирующего органа в зависимости от конкретных условий их применения.

Наиболее важной является пропускная характеристика, которая устанавливает зависимость пропускной способности относительно перемещения затвора при постоянном перепаде давления.

Дроссельные регулирующие клапана профилируются обычно с линейной или равнопроцентной пропускной характеристикой.

При линейной пропускной характеристике приращение пропускной способности происходит пропорционально приращению перемещения затвора.

При равнопроцентной пропускной характеристике приращение пропускной способности (при изменении перемещения затвора) идет пропорционально текущему значению пропускной способности.

В рабочих условиях вид пропускной характеристики изменяется в зависимости от перепада давления на клапане. При пом регулирующий клапан характеризуется расходной характеристикой, которая представляет собой зависимость относительного расхода среды от степени открытия регулирующего opгана.

Наименьшее значение пропускной способности, при котором сохраняется пропускная характеристика в пределах установленного допуска, оценивается как минимальная пропускная способность.

Во многих случаях автоматизации производственных процессов регулирующий орган должен иметь широкий диапазон изменения пропускной способности, который представляет собой отношение условной пропускной способности к минимальной пропускной способности.

Необходимым условием надежной работы автоматической системы регулирования является правильный выбор формы пропускной характеристики регулирующего клапана.

Для конкретной системы расходная характеристика определяется значениями параметров среды, протекающих через клапан, и его пропускной характеристикой. В общем случае расходная характеристика отличается от пропускной, так как параметры среды (в основном давление и перепад давлений), как правило, зависят от значения расхода. Поэтому задача выбора предпочтительной пропускной характеристики регулирующего клапана разбивается на два этапа:

1. выбор формы расходной характеристики, обеспечивающий постоянство коэффициента передачи регулирующего клапана во всем диапазоне нагрузок;


2. выбор формы пропускной характеристики, обеспечивающей при данных параметрах среды желаемую форму расходной характеристики.

При модернизации систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения заданы размеры типовой сети, располагаемый напор и первоначальное давление среды, регулирующий орган выбирают так, чтобы при минимальном расходе через клапан потеря в нем соответствовала избыточному давлению среды, развиваемому источником, а форма расходной характеристики была близка к заданной. Метод гидравлического расчета при выборе регулирующего клапана достаточно трудоемкий.

АУЖКХ треста 42 в содружестве с ЮУрГУ разработана программа расчета и выбора регулирующих органов для наиболее распространенных систем отопления и горячего водоснабжения.

Циркулярные насосы

Независимо от схемы присоединения тепловой нагрузки в контуре системы отопления устанавливают циркуляционный насос (рис. 2.7).

Рис. 2.7. Циркулярный насос (фирма Grundfog).

Он состоит из регулятора скорости, электродвигателя и собственно насоса. Современный циркуляционный насос - это бессальниковый насос с мокрым ротором, не требующий технического ухода. Управление двигателя, как правило, осуществляется электронным регулятором числа оборотов, предназначенным для оптимизации производительности насоса, работающего в условиях повышенных внешних возмущений, действующих на отопительную систему.

Действие циркуляционного насоса основано на зависимости напора от производительности насоса и, как правило, имеет квадратичный характер.

Параметры циркуляционного насоса:

• производительность;
• максимальный напор;
• максимальная рабочая температура;
• максимальное рабочее давление;
• число оборотов;
• диапазон изменения числа оборотов.

АУЖКХ треста 42 располагает необходимой информацией по расчету и выбору циркуляционных насосов и может оказать необходимую консультацию.

Теплообменники

Важнейшими элементами теплоснабжения являются теплообменники. Различают два типа теплообменников: трубчатые и пластинчатые. Упрощенно трубчатый теплообменник можно представить в виде двух труб (одна труба находится внутри другой грубы). Пластинчатый теплообменник представляет собой компактный теплообменник, собранный на соответствующей раме из гофрированных пластин, снабженных уплотнителями. Используются трубчатые и пластинчатые теплообменники для горячего водоснабжения, отопления и вентиляции. Основными параметрами любого теплообменника являются:

• мощность;
• коэффициент теплопередачи;
• потеря давления;
• максимальная рабочая температура;
• максимальное рабочее давление;
• максимальный расход.

Кожухотрубные теплообменники имеют низкую эффективность из-за малых скоростей течений воды в трубках и межтрубном пространстве. Это приводит к низким значения коэффициента теплопередачи и, как следствие, неоправданно большим габаритам. При эксплуатации теплообменников возможны значительные отложения в виде накипи и продуктов коррозии. В кожухотрубных теплообменниках устранение отложений весьма затруднительно.

В сравнении с трубчатыми теплообменниками пластинчатые отличаются повышенной эффективностью за счет улучшения теплообмена между пластинами, в которых противоточно проходят турбулентные потоки теплоносителя. Кроме того, ремонт теплообменника осуществляется достаточно просто и без больших затрат.

Пластинчатые теплообменники успешно решают задачи подготовки горячей воды в тепловых пунктах практически без тепловых потерь, поэтому они на сегодняшний день активно используются.

Принцип действия пластинчатых теплообменников следующий. Жидкости, участвующие в процессе теплопередачи, через патрубки вводятся в теплообменник (рис. 2.8).

Рис. 2.8

Прокладки, установленные специальным образом, обеспечивают распределение жидкостей по соответствующим каналам, исключая возможность смешивания потоков. Тип гофров на пластинах и конфигурацию канала выбирают в соответствии с требуемой величиной свободного прохода между пластинами, обеспечивая тем самым оптимальные условия процесса теплообмена.

Рис. 2.9

Пластинчатый теплообменник (рис. 2.9) состоит из комплекта гофрированных металлических пластин с отверстиями в углах для прохода двух жидкостей. Каждая пластина оборудована прокладкой, которая ограничивает пространство между пластинами и обеспечивает ток жидкостей в этом канале. Расход теплоносителей, физические свойства жидкостей, потери давления и температурный режим определяют количество и размер пластин. Их гофрированная поверхность способствует повышению турбулентного потока. Соприкасаясь в пересекающихся направлениях, гофры поддерживают пластины, которые находятся в условиях разного давления со стороны обоих теплоносителей. Чтобы изменить пропускную способность (повысить тепловую нагрузку), необходимо добавить в пакет теплообменника определённое количество пластин.

Подводя итог изложенному, отметим, что достоинствами пластинчатых теплообменников являются:

• компактность. Пластинчатые теплообменники более чем и три раза компактнее кожухотрубных и более чем в шесть раз легче при одинаковой мощности;
• простота установки. Теплообменники не требуют специального фундамента;
• малые затраты на обслуживание. Высокотурбулентный поток обуславливает низкую степень загрязнения. Новые модели теплообменников спроектированы таким образом, чтобы по возможности продлить период эксплуатации, при котором не требуется ремонта. Очистка и проверка занимает мало времени, так как в теплообменниках вынимается каждый лист нагрева, который может быть очищен индивидуально;
• эффективное использование тепловой энергии. Пластинчатый теплообменник имеет высокий коэффициент теплопередачи, передает тепло от источника к потребителю с малыми потерями;
• надежность;
• способность значительно увеличивать тепловую нагрузку за счет добавления определенного количества пластин.

Температурный режим здания как объект регулирования

При описании технологических процессов теплоснабжения используют расчетные схемы статики, описывающие установившиеся состояния, и расчетные схемы динамики, описывающие переходные режимы.

Расчетные схемы системы теплоснабжения определяют связи между входными и выходными воздействиями на объект регулирования при основных внутренних и внешних возмущениях.

Современное здание - сложная теплоэнергетическая система, поэтому для описания температурного режима здания вводят упрощающие допущения.

• Для многоэтажных гражданских зданий производится локализация части здания, для которой производится расчет. Так как температурный режим в здании изменяется в зависимости от этажа, горизонтальной планировки помещений, то расчет температурного режима производится для одного или нескольких наиболее благоприятно расположенных помещений.


• Расчет конвективного теплообмена в помещении выводится из предположения, что температура воздуха в каждый момент времени одинакова во всем объеме помещения.


• При определении теплоотдачи через наружные ограждения предполагается, что ограждение или его характерная часть имеют в плоскостях, перпендикулярных направлению потока воздуха, одинаковую температуру. Тогда процесс теплопередачи через наружные ограждения будет описываться одномерным уравнением теплопроводности.


• Расчет лучистого теплообмена в помещении тоже допускает ряд упрощений:

  а) воздух в помещении считаем лучепрозрачной средой;
  б) многократным отражением лучистых потоков от поверхностей пренебрегаем;
  в) сложные геометрические формы заменяем более простыми.



• Параметры наружного климата:

  а) если производить расчеты температурного режима помещений при экстремальных значениях показателей наружного климата, возможных в данном районе, то теплозащита ограждений и мощность системы регулирования микроклимата обеспечат устойчивое выдерживание заданных условий;
  б) если принять более мягкие требования, то в помещении в некоторые моменты времени будут наблюдаться отклонения от расчетных условий.

Поэтому при назначении расчетных характеристик наружного климата обязателен учет обеспеченности внутренних условий.

Специалисты АУЖКХ треста 42 совместно с учеными ЮУрГУ разработали программу расчета на ЭВМ статических и динамических режимов работы абонентских вводов.

Рис. 2.10

На рис. 2.10 приведены основные возмущающие факторы, действующие на объект регулирования (помещение). Теплота Q_ист, поступающая от источника тепла, выполняет функции управляющего воздействия для поддержания температуры помещения Т_пом на выходе объекта. Наружная температура Т_нар, скорость ветра V_вет, солнечная радиация J_рад, внутренние потери теплоты Q_внут являются возмущающими воздействиями. Все эти воздействия являются функциями времени и носят случайный характер. Задача осложняется тем, что процессы теплообмена нестационарны и описываются дифференциальными уравнениями в частных производных.

Ниже приводится упрощенная расчетная схема системы отопления, достаточно точно описывающая статические тепловые режимы в здании, а также позволяющая качественно оценить влияние основных возмущений на динамику теплообмена, реализовать основные методы регулирования процессов отопления помещений.

В настоящее время исследования сложных нелинейных систем (к ним можно отнести процессы теплообмена в отапливаемом помещении) осуществляются методами математического моделирования. Применение вычислительной техники для исследования динамики процесса отопления помещения и возможных методов регулирования является эффективным и удобным инженерным методом. Эффективность моделирования состоит в том, что динамику сложной реальной системы можно исследовать с помощью сравнительно простых прикладных программ. Математическое моделирование позволяет исследовать систему при непрерывно изменяющихся ее параметрах, а так же возмущающих воздействиях. Использование моделирующих пакетов программ для исследования процесса отопления является особенно ценным, так как исследование аналитическими методами оказывается очень трудоемким и совершенно непригодным.

Рис. 2.11

На рис. 2.11 приведены фрагменты расчетной схемы статического режима системы отопления.

На рисунке имеются следующие обозначения:

1. t₁(T_н) - температура сетевой воды в подающей линии силовой сети;
2. T_н(t) - температура наружного воздуха;
3. U - коэффициент смешения смесительного узла;
4. φ - относительный расход сетевой воды;
5. ΔТ - расчетный температурный напор в системе отопления;
6. δt - расчетный перепад температур в тепловой сети;
7. Т_в - внутренняя температура отапливаемых помещений;
8. G - расход сетевой воды на тепловой пункт;
9. Д_р - перепад давления воды в системе отопления;
10. Q - относительная нагрузка отопления;
11. t - время.

При абонентском вводе с установленным оборудованием при заданных расчетной нагрузке отопления Q₀ и суточном графике нагрузки горячего водоснабжения Q_r программа позволяет решить любую из следующих задач.

При произвольной температуре наружного воздуха Т_н:

• определить внутреннюю температуру отапливаемых помещений Т_в, при этом заданными являются расход сетевой воды ил ввод G_с и температурный график в подающей линии;
• определить расход сетевой воды на ввод G_с, требуемый для обеспечения заданной внутренней температуры отапливаемых помещений Т_в при известном температурном графике тепловой сети;
• определить требуемую температуру воды в подающей линии тепловой сети t₁ (температурный график сети) для обеспечения заданной внутренней температуры отапливаемых помещений Т_в при заданном расходе сетевой воды G_с. Указанные задачи решаются для любой схемы присоединения системы отопления (зависимая, независимая) и любой схемы присоединения горячего водоснабжения (последовательная, параллельная, смешанная).

Помимо указанных параметров определяются расходы воды и температуры во всех характерных точках схемы, расходы тепла на систему отопления и тепловые нагрузки обоих ступеней подогревателя, потери напора теплоносителей в них. Программа позволяет рассчитывать режимы абонентских вводов с любым типом теплообменников (кожухотрубные или пластинчатые).

Рис. 2.12

На рис. 2.12 приведены фрагменты расчетной схемы динамического режима системы отопления.

Программа расчета динамического теплового режима здания позволяет для абонентского ввода с выбранным оборудованием при заданных расчетной нагрузке отопления Q₀ решить любую из следующих задач:

• расчет схемы управления тепловым режимом помещения по отклонению его внутренней температуры;
• расчет схемы управления тепловым режимом помещения по возмущению внешних параметров;
• расчет теплового режима здания при качественном, количественном и комбинированном способах регулирования;
• расчет оптимального регулятора при нелинейных статических характеристиках реальных элементов системы (датчики, регулирующие клапаны, теплообменники и т.д.);
• при произвольно изменяющейся во времени температуре наружного воздуха T_н(t) необходимо:
• определить изменение во времени внутренней температуры отапливаемых помещений Т_в;
• определить изменение во времени расхода сетевой воды па ввод G_с, требуемый для обеспечения заданной внутренней температуры отапливаемых помещений Т_в при произвольном температурном графике тепловой сети;
• определить изменение во времени температуры воды в подающей линии тепловой сети t₁(t).

Указанные задачи решаются для любой схемы присоединения системы отопления (зависимая, независимая) и любой схемы присоединения горячего водоснабжения (последовательная, параллельная, смешанная).

Внедрение АСР теплоснабжения в жилых зданиях

Рис. 2.13

На рис. 2.13 показана принципиальная схема системы автоматического регулирования отопления и горячего водоснабжения в индивидуальном тепловом пункте (ИТП) с зависимым присоединением системы отопления и двухступенчатой схемой подогревателей горячего водоснабжения. Она была смонтирована АУЖКХ треста 42, прошла испытания и эксплуатационную проверку. Данная система применима к любой схеме присоединения систем отопления и горячего водоснабжения подобного типа.

Основная задача данной системы - поддерживать заданную зависимость изменения расхода сетевой воды на систему отопления и горячего водоснабжения от температуры наружного воздуха.

Присоединение системы отопления здания к тепловым сетям выполнено по зависимой схеме с насосным смешением. Для приготовления горячей воды на нужды ГВС предусмотрена установка пластинчатых подогревателей, подключенных к тепловой сети по смешанной двухступенчатой схеме.

Система отопления здания - двухтрубная вертикальная с нижней разводкой магистральных трубопроводов.

Система автоматического регулирования теплоснабжения здания включает в себя решения:

• по автоматическому регулированию работы наружного контура теплоснабжения;
• по автоматическому регулированию работы внутреннего контура системы отопления здания;
• по созданию режима комфортности в помещениях;
• по автоматическому регулированию работы теплообменника ГВС.

Система отопления оборудована микропроцессорным регулятором температуры воды контура отопления здания (внутреннего контура) в комплекте с датчиками температуры и регулирующим клапаном с электроприводом. В зависимости от температуры наружного воздуха регулирующий прибор обеспечивает необходимую температуру теплоносителя на отопление здания по отопительному графику, управляя регулирующим клапаном с электроприводом, установленным на прямом трубопроводе из теплосети. Для ограничения по максимуму температуры обратной воды, возвращаемой в теплосеть, предусмотрен ввод в микропроцессорный регулятор сигнала с датчика температуры, установленного на трубопроводе обратной воды в теплосеть. Микропроцессорный регулятор выполняет защиту системы отопления от замерзания. Для поддержания постоянного перепада давления на регулирующем клапане температуры предусмотрен регулятор перепада давления.

Для автоматического регулирования температуры воздуха в помещениях здания в проекте предусмотрены терморегуляторы на отопительных приборах. Терморегуляторы обеспечивают комфорт и экономят теплоэнергию.

Для поддержания постоянного перепада давления между прямым и обратным трубопроводом системы отопления установлен регулятор перепада давления.

Для автоматического регулирования работы теплообменника установлен автоматический регулятор температуры на греющей воде, который меняет подачу греющей воды в зависимости от температуры нагреваемой воды, поступающей в систему ГВС.

В соответствии с требованиями "Правил учета тепловой энергии и теплоносителя" от 1995 г. выполнен коммерческий учет тепловой энергии на вводе теплосети в ИТП посредством теплосчетчика, установленного на подающем трубопроводе из теплосети и счетчика объема, установленного на обратном трубопроводе в теплосеть.

В состав теплосчетчика входят:

• расходомер;
• процессор;
• два датчика температуры.

Микропроцессорный контроллер обеспечивает индикацию параметров:

• количество теплоты;
• количество теплоносителя;
• температура теплоносителя;
• разность температур;
• время работы теплосчетчика.

Все элементы автоматических систем регулирования и горячего водоснабжения выполнены на оборудовании фирмы "Данфосс".

Микропроцессорный регулятор ECL 9600 предназначен для управления температурным режимом воды в системах отопления и горячего водоснабжения в двух независимых контурах и применяется для установки на тепловых пунктах.

Регулятор имеет релейные выходы для управления регулирующими клапанами и циркуляционными насосами.

Элементы, которые должны быть присоединены к регулятору ECL 9600:

• датчик температуры наружного воздуха ESMT;
• датчик температуры на подаче теплоносителя в циркуляционном контуре 2, ESMA/C/U;
• реверсивный привод регулирующего клапана серии AMВ или AMV (220 В).

Кроме того, следующие элементы могут быть присоединены дополнительно:

• датчик температуры обратной воды из циркуляционного контура, ESMA/C/U;
• датчик температуры внутреннего воздуха ESMR.

Микропроцессорный регулятор ECL 9600 имеет встроенные аналоговый или цифровой таймеры и жидкокристаллический индикатор, обеспечивающие простое обслуживание.

Встроенный индикатор служит для визуального наблюдения параметров и осуществления настройки.

В случае присоединения датчика температуры внутреннего воздуха ESMR/F происходит автоматическая корректировка темпера туры теплоносителя на подаче в систему отопления.

Регулятор может ограничить значение температуры обратном воды из циркуляционного контура в следящем режиме в зависимости от температуры наружного воздуха (пропорциональное ограничение) или установить постоянное значение максимального или минимального ограничения температуры обратной воды из циркуляционного контура.

Функции, обеспечивающие комфорт и экономию тепловой шсргии:

• снижение температуры в системе отопления в ночное время и зависимости от температуры наружного воздуха или согласно заданному значению снижения;
• возможность работы системы с увеличенной мощностью после каждого периода снижения температуры в системе отопления (быстрый разогрев помещения);
• возможность автоматического выключения системы отопления при определенной заданной температуре наружного воздуха (летнее отключение);
• возможность работы с различными типами механизированных приводов регулирующего клапана;
• дистанционное управление регулятором при помощи ESMF/ECA 9020.

Защитные функции:

• ограничение максимального и минимального значений температуры воды, подаваемой в циркуляционный контур;
• управление насосом, периодический променаж в летний период;
• защита системы отопления от замерзания;
• возможность присоединения предохранительного термостата.

Современное оборудование автоматических систем регулирования теплоснабжения

Отечественные и зарубежные фирмы предоставляют большой выбор современного оборудования автоматических систем регулирования теплоснабжения практически с одинаковыми функциональными возможностями:

1. Управление отоплением:
   • Демпфирование наружной температуры.
   • "Эффект понедельника".
   • Линейные ограничения.
   • Ограничения температуры возврата.
   • Коррекция по температуре помещений.
   • Самокорректировка графика подачи.
   • Оптимизация времени запуска.
   • Экономичный режим в ночное время.


2. Управление ГВС:
   • Функция низкой загрузки.
   • Лимит температуры обратной воды.
   • Отдельный таймер.


3. Управление насосом:
   • Защита от замораживания.
   • Отключение насоса.
   • Променаж насоса.


4. Сигналы тревоги:
   • От насоса.
   • По температуре замораживания.
   • Общий.

Комплекты оборудования теплоснабжения известных фирм, "Данфосс" (Дания), "Альфа-Лаваль" (Швеция), "Тур и Андерсон" (Швеция), "Рааб Кархер" (Германия), "Honeywell" (США) в общем случае включают следующие приборы и устройства для систем регулирования и учета.

1. Оборудование для автоматизации теплового пункта здания:
   • Микропроцессорные регуляторы (ECL 9600 "Данфосс", ТА Xenta "Тур и Андерсон", CF "Honeywell"), получая информацию о температуре наружного воздуха по датчику температуры наружного воздуха, поддерживают температурный график в подающей магистрали системы отопления по датчику, а также осуществляют контроль температуры воды в обратном трубопроводе системы отопления по датчику. Микропроцессорный регулятор поддерживает выбранный для данной местности и данного здания отопительный график, воздействуя на регулирующий клапан с электроприводом, тем самым изменяя количество сетевой воды, поступающей в систему отопления. По встроенному таймеру регулятор может осуществлять ночное понижение температурного графика, а также понижение графика в выходные дни.
   • Регулирующие клапаны с электроприводом (VF2, AVM "Данфосс", M300A/V298 "Тур и Андерсон", TG "Honeywell") меняют количество сетевой воды с помощью регулирующего клапана, регулирующий прибор поддерживает отопительный график в системе отопления.
   • Автоматический балансовый клапан (ASV "Данфосс").
   • Датчики температуры наружного воздуха (ESMT "Данфосс", EGU "Тур и Андерсон").
   • Датчики температуры в подающей магистрали системы отопления (ESMA/ESMU "Данфосс", EGA "Тур и Андерсон")
   • Датчики температуры воды в обратной магистрали (ESMA/ ESMU "Данфосс", EGA "Тур и Андерсон").
   • Датчики температуры воздуха в помещении ("Данфосс", EGRL "Тур и Андерсон").
   • Насосы циркуляционные бесшумные (UPS "Grundfos").
   • Регуляторы перепада давления (IVD/IVF "Данфосс") обеспечивают постоянный перепад давления на вводе независимо от колебаний давления перед ним, тем самым обеспечивая оптимальные условия регулирования в системе отопления.

     

   • Регулятор температуры прямого действия (IVT/IVF "Данфосс").

     

   • Радиаторные терморегуляторы (RTD "Данфосс") поддерживают заданную температуру воздуха в помещении в соответствии с температурой настройки поворотом настроечной рукоятки с указателем до желаемого значения, автоматически изменяя расход теплоносителя через отопительный прибор (радиатор или конвектор).
   • Пластинчатые теплообменники ("Альфа-Лаваль").


2. Оборудование для учета тепла.
   • Теплосчетчики ультразвуковые ("Водолей" АУЖКХ треста 42, EEM-1/EEM-QII "Данфосс").

     

   • Расходомеры ультразвуковые (ДРК-М АУЖКХ треста 42, EEM-QII "Данфосс").
   • Теплосчетчики испарительные на отопительных приборах для поквартирного измерения тепла (doprimo® "Raab Karcher").


3. Вспомогательное оборудование.
   • Обратные клапаны.
   • Шаровые краны устанавливаются для герметичного отключения стояков и для слива воды. При этом в открытом состоянии, во время работы системы, шаровые краны практически не создают дополнительных сопротивлений. Они также могут быть установлены на всех ответвлениях на вводе в здание и в тепловом пункте.
   • Сливные шаровые клапаны.
   • Обратный клапан устанавливается для защиты от попадания воды из подающей магистрали в обратную магистраль при остановке насоса.
   • Фильтр сетчатый, с шаровым краном на дренаже, на вводе в систему обеспечивает очистку воды от твердых взвесей.
   • Автоматические воздухоотводчики обеспечивают автоматический выпуск воздуха при заполнении системы отопления, а также в процессе работы системы отопления.
   • Радиаторы.
   • Конвекторы.
   • Домофоны ("Вика" АУЖКХ треста 42).

В АУЖКХ треста 42 проведен анализ функциональных возможностей оборудования автоматических систем регулирования теплоснабжения наиболее известных фирм: "Данфосс", "Тур и Андерсон", "Honeywell". Сотрудники треста могут оказать квалифицированную консультацию по внедрению оборудования этих фирм.