УЗЕЛ РЕГУЛИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Устройство для регулирования работы системы отопления зданий относится к (области централизованного теплоснабжения) центральной системе теплоснабжения зданий общественного назначения и производственных зданий. Полезная модель может быть использована для регулирования системы отопления зданий общественного назначения, подключенных к централизованной системе теплоснабжения при безэлеваторном подключении через элеватор, зданий общественного назначения, подключенных к централизованной системе теплоснабжения через смесительный насосный узел, регулирования системы отопления производственных зданий.
Из уровня техники известны следующие технические решения: например, «Способ автоматического регулирования системы отопления». Суть изобретения заключается в изменении расхода теплоносителя в зависимости от показания давления сетевого насоса. Согласно изобретению (патент 2004112411, МПК F24D 3/00, опубл. 20/10/2005) Измеряется температура наружного воздуха и температура внутреннего воздуха здания, а также давления в контрольных точках и потребляемая мощность сетевого насоса. При отклонении давления в контрольной точке расход теплоносителя меняется до тех пор, пока мощность, потребляемая насосом, не примет контрольное значение.
- «Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении» (патент 2431781 МПК F24D 3/02, опубл. 20.10.2011). Устройство для регулирования температуры в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержит контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора расхода давления, а у насоса общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха, который дополнительно содержит датчик температуры на обратной магистрали на выходе из системы отопления, при этом на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции расположен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя.
return
req
req
loss
sourse
loss
sourse
Наиболее близким техническим решением (прототипом), является устройство, описанное в патенте «Управление отопительной системой на основе требуемой тепловой мощности» (№2450313 МПК G05D 23/19, F24D 3/00, опубл. 10.05.2012). Изобретение предназначено для управления отопительной системой внутри помещения в зависимости от температуры окружающей среды и в соответствии с требуемой температурой внутри помещения. Система содержит датчик для детектирования внешней температуры, датчик для детектирования обратной температуры T среды теплоносителя, циркулирующей в системе распределения тепла с определенным расходом потока и контроллер. Контроллер выполнен с возможностью определения требуемой тепловой мощности P, которая должна быть передана упомянутой системой распределения тепла для поддержания баланса тепловой энергии в соответствии с уровнем P=P-P, где P представляет собой аппроксимацию потерь тепловой мощности упомянутого здания и включает в себя динамическую аппроксимацию переноса тепловой мощности через стены здания на основе, по меньшей мере, упомянутой требуемой температуры внутри помещения, упомянутой детектируемой внешней температуры, коэффициента теплопередачи стены и теплоемкости стены, и P представляет собой аппроксимацию источника тепловой энергии, внешнего для упомянутой отопительной системы, и на основе упомянутой обратной температуры управления комбинацией температуры прямого потока и расхода потока для обеспечения подачи с помощью системы распределения упомянутой требуемой тепловой мощности. В соответствии с изобретением динамическую модель баланса тепловой энергии здания используют для управления тепловой мощностью, передаваемой отопительной системой.
Недостатком данного технологического решения является невозможность снижения расхода теплоносителя в ночное время и праздничные дни, что являлось бы существенной экономией. Кроме того, в случае поломки или выхода из строя элементов регулирования, система отопления здания будет остановлена, что особенно опасно в отопительный сезон.
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции отопительной системы здания, сокращение расхода теплоносителя, а также повышение надежности работы системы отопления.
Поставленная задача решается с помощью размещения датчика для детектирования температуры в контрольном помещении и снабжения узла регулирования расхода теплоносителя дополнительной ветвью для обеспечения работы системы отопления в дежурном режиме.
Сущностью заявленной полезной модели является то, что в отопительную схему включен датчик температуры внутреннего воздуха, размещенный в контрольном помещении, передающий исходный сигнал о внутренней температуре в контрольном помещении на регулятор расхода теплоносителя. Теплоснабжение осуществляется по двум ветвям (основная ветвь «L» для рабочего времени и второстепенная ветвь «N» - для работы системы отопления в ночное время и в праздничные дни). В случае выхода из строя каких-либо элементов регулирования, движение теплоносителя будет осуществляться по второй ветви «N», тем самым исключается остановка системы отопления здания. По основной ветви «L» регулирование осуществляется автоматически, в то время как во второстепенной ветви «N» - вручную.
Устройство для регулирования работы системы отопления зданий поясняется графической частью:
На фиг.1 - Общий вид узла регулирования системы отопления здания;
На фиг.2 - Схема управления узлом регулирования.
Узел регулирования системы отопления оснащен двумя ветвями теплоносителя - основной («L») и дополнительной (обводной) ««N» (фиг.2). На основной и обводной ветвях устанавливаются поворотные затворы фланцевые 1 (фиг.1), которые находятся постоянно в открытом состоянии. На основной ветви «L» устанавливается регулирующий клапан фланцевый 2 с электроприводом 3 (фиг.1). Он необходим для автоматического регулирования расхода теплоносителя в зависимости от показаний температуры внутреннего воздуха в контрольном помещении. В качестве контрольного выбирается помещение с наименьшим значением температуры внутреннего воздуха. По всем помещениям здания проводятся замеры температуры внутреннего воздуха: в солнечный день при отсутствии ветровой нагрузки и в пасмурный день, при наличии ветровой нагрузки. Температура воздуха замеряется в рабочей зоне на высоте 1 м от уровня пола, в углах помещения и по центру.
В контрольном помещении установлен датчик температуры внутреннего воздуха 4 (фиг.1). Для каждого конкретного здания в соответствии со СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция, кондиционирование» установлена нормируемая температура внутреннего воздуха.
Основными конструктивными элементами регулирующего клапана являются корпус, дроссельный узел и привод. Дроссельный узел в клапане выполняет функцию регулирования потока рабочей среды. Управление регулирующими клапанами осуществляется посредством исполнительного механизма (электропривода). На обводной линии «N» устанавливается регулируемое дроссельное устройство (РДУ) 5 (фиг.1). Проходное сечение РДУ подобрано таким образом, чтобы обеспечить расход теплоносителя, необходимый для работы дежурного отопления (пониженный теплоотпуск). На основной ветви «L» установлены манометр показывающий 6 (фиг.1) для определения давления теплоносителя в системе и термометр показывающий 7 (фиг.1) для определения температуры теплоносителя. Элементы управления узлом регулирования работы системы отопления:
Блок питания: 8 (фиг.2) преобразует напряжение сети 220 В в напряжение 5 В для питания контроллера, мультивибратора, логических элементов (фиг.2). Резервный блок питания 9 (фиг.2).
Термодатчик: 4 устанавливается на стене в контрольном помещении. Является термосопротивлением, которое меняется при изменении температуры воздуха в контрольном помещении.
Контроллер 10 (фиг.1, 2) преобразует аналоговый сигнал от термодатчика в цифровой; сравнивает полученный сигнал с заданным значением (нормируемой температурой внутреннего воздуха для данного учреждения); выдает сигнал на исполнительный механизм (электропривод регулятора расхода теплоносителя).
Модуль расширения 11 (фиг.2) размножает сигналы от контроллера.
Мультивибратор 12 (фиг.2) определяет время работы и время ожидания исполнительно механизма (делает процесс открытия и закрытия дискретным).
Логические элементы 13 (фиг.2) совмещают работу контроллера и мультивибратора; выдают результирующий сигнал на исполнительный механизм.
Оптосемисторы 14 (фиг.2) подают питание на исполнительный механизм. Элементы управления работы системы отопления устанавливаются в щите управления, который крепится рядом с узлом регулирования.
Устройство работает следующим образом: теплоноситель поступает из тепловых сетей на ввод в здание. В дневное и/или рабочее время часть теплоносителя идет по основной ветви: проходит через поворотный затвор фланцевый 1 и через регулятор расхода теплоносителя 2, а часть по обводной ветви через поворотные фланцевые затворы 1 и регулируемое дроссельное устройство 4. Далее теплоноситель поступает в разводку системы отопления по стоякам к отопительным приборам (фиг.1). В ночное время суток и/или праздничные дни регулятор расхода теплоносителя, расположенный на основной ветви, полностью перекрыт, поэтому весь расход теплоносителя идет по обводной ветви через регулируемое дроссельное устройство 5.
Автоматическое регулирование системы отопления имеет характер прямого воздействия, т.к. осуществляется вне зависимости от температуры наружного воздуха и температуры в обратном трубопроводе. Регулирование t° производится исключительно по одному параметру - фактической температуре воздуха в контрольном помещении. В дневное время система сама потребляет теплоносителя ровно столько, сколько требуется для поддержания нормативной температуры в помещении, а в ночное время и в праздничные дни, температура воздуха в помещениях снижается до значения, соответствующего минимальному расходу теплоносителя по условию обеспечения устойчивой циркуляции.
На термодатчике 4, установленном на стене в контрольном помещении, устанавливается нормируемая температура внутреннего воздуха, принятая в соответствии со СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция, кондиционирование». При превышении температуры на 1С°, термодатчик подает сигнал на контроллер 10, который, в свою очередь, через модуль расширения выходных сигналов 11 и мультивибратор 12 с подстрочным сопротивлением, дает сигнал на исполнительный механизм (электропривод регулирующего клапана) 3 на плавное закрытие регулятора расхода и, следовательно, уменьшение расхода теплоносителя 2. В связи с уменьшением расхода теплоносителя температура внутреннего воздуха в помещениях здания постепенно снижается до нормируемого значения.
При понижении температуры на 1С°, термодатчик 4 подает сигнал на контроллер 10, который, в свою очередь, через модуль расширения выходных сигналов 11 и мультивибратор 12 с подстрочным сопротивлением, дает сигнал на исполнительный механизм (электропривод регулирующего клапана) 3 на плавное открытие регулятора расхода 2 и, следовательно, увеличения расхода теплоносителя. Увеличение расхода теплоносителя влечет повышение температуры в помещениях до нормируемого значения. На контроллере устанавливается время, когда он переводит работу системы отопления в режим дежурного отопления с пониженным теплоотпуском. При наступлении установленного времени контроллер подает сигнал исполнительному механизму (электропривод регулятора расхода) на полное закрытие регулятора расхода. Расход теплоносителя, необходимый для поддержания минимально возможной температуры в помещении, идет по второй ветви через регулируемое дроссельное устройство.
В дневное время система потребляет количество теплоносителя, необходимое для поддержания нормативной температуры в помещении. В ночное время t° воздуха в помещениях снижается до значения, соответствующего минимальному расходу теплоносителя по условию обеспечения устройства циркуляции.
Техническим результатом применения предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции узла регулирования, облегчение его использования, экономия энергии и расхода теплоносителя в выходные и праздничные дни, а также повышение надежности и бесперебойности работы системы отопления.
Таким образом, задача, поставленная перед изобретателем, решена.