СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ
AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF BUILDING HEATING

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к системам управления отоплением.
Известна система управления отоплением (Пырков В.В. Особенности современных систем водяного отопления. - Киев.: II ДП "Таю справи", 2003, стр.63, рис.21), по которому система регулирования отопления снабжена балансировочными ручными или автоматическими клапанами, а также терморегуляторами RTD.
Известна система автоматического регулирования отопления здания с учетом его фасадов (см. патент №2284563, МПК G05D 23/00, G05D 23/19, опуб. 27.09.2006 г.), содержащая контроллер, погружной датчик температуры теплоносителя и датчики температуры наружного и внутреннего воздуха, расположенные соответственно на северном фасаде здания и в помещении этого фасада, подключенные к входам контроллера. При этом на трубопроводах установлены теплообменник, с одной стороны связанный с наружными тепловыми сетями через регулирующий клапан, с другой стороны связанный с ветвями системы отопления северного фасада здания через циркуляционный насос и погружной датчик температуры теплоносителя на подающей ветви за теплообменником.
Недостатком известных систем является невозможность поддержания допустимой температуры в помещениях, где могут находиться люди, при переводе данных систем в режим дежурного отопления.
Технически близкой к заявленной системе регулирования является система автоматического регулирования здания с учетом его фасадов (см. патент №2247422, МПК G05D 23/19, опуб. 27.02.2005 г.), которая содержит локальный контроллер, погружной датчик температуры теплоносителя и датчики температуры наружного и внутреннего воздуха, расположенные соответственно на одном из внешних фасадов здания и в помещении со стороны этого фасада, подключенные к входам локального контроллера, при этом на трубопроводах установлены регулирующие клапаны, связанные с наружными тепловыми сетями, циркуляционный насос и между ними перемычка с обратным клапаном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы, причем исполнительный механизм регулирующего клапана и электропривод циркуляционного насоса подключены к выходам локального контроллера, также в системе автоматического регулирования имеются дополнительные регулирующие клапаны, датчики температуры наружного и внутреннего воздуха.
Недостатком данной системы регулирования также является невозможность поддержания допустимой температуры в помещениях, где могут находиться люди, при переводе данной системы в режим дежурного отопления.
Техническим результатом заявляемой системы регулирования является поддержание допустимой температуры внутри помещений, в которых находятся люди, в часы работы дежурного отопления (контролируемые помещения).
Результат достигается тем, что система автоматического регулирования отопления здания, содержащая локальный контроллер, дополнительный контроллер, погружной датчик температуры теплоносителя и датчики температуры наружного и внутреннего воздуха, расположенные соответственно на одном из внешних фасадов здания и в помещении со стороны этого фасада, подключенные к входам локального контроллера, при этом на трубопроводах установлены регулирующие клапаны, связанные с наружными тепловыми сетями, циркуляционный насос и между ними перемычка с обратным клапаном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы, причем исполнительный механизм регулирующего клапана и электропривод циркуляционного насоса подключены к выходам локального контроллера, а также дополнительные регулирующие клапаны, подключенные к выходам дополнительного контроллера, и дополнительные датчики температуры наружного и внутреннего воздуха, подключенные к входам дополнительного контроллера, отличается тем, что система снабжена теплонасосной установкой, включающей испаритель, установленный на обратном трубопроводе системы отопления, конденсатор, установленный на ответвлении подающего трубопровода к контролируемому помещению, компрессор с электроприводом, подключенным к выходу дополнительного контроллера, также система снабжена группой вентиляторов, присоединенных к отопительным приборам в контролируемом помещении, исполнительные механизмы вентиляторов подключены к выходам дополнительного контроллера.
На чертеже изображена система автоматического регулирования отопления здания, где: 1 - подающий трубопровод, 2 - обратный трубопровод, 3 - регулятор давления с регулирующим устройством прямого действия, 4 - клапан, 5 - регулирующий клапан, 6 - исполнительный механизм регулирующего клапана, 7 - обратный клапан, 8 - погружной датчик температуры, теплоносителя, 9 - циркуляционный насос, 10 - электропривод циркуляционного насоса, 11 - локальный контроллер, 12 - датчик температуры наружного воздуха, 13 - датчик температуры внутреннего воздуха, 14 - ответвление подающего трубопровода к контролируемому помещению, 15 - отопительный прибор, 16 - дополнительный регулирующий клапан, 17 - исполнительный механизм дополнительного регулирующего клапана, 18 - дополнительные датчики температуры внутреннего воздуха, 19 - дополнительные датчики температуры наружного воздуха, 20 - дополнительный датчик температуры внутреннего воздуха контролируемого помещения, 21 - дополнительный контроллер, 22 - компрессор, 23 - электропривод компрессора, 24 - дроссельный клапан, 25 - испаритель, 26 - конденсатор, 27 - группа вентиляторов.
Система автоматического регулирования работает следующим образом.
В конце рабочего дня, на ночное время или выходные дни дополнительный контроллер 21 формирует ряд управляющих команд. Во-первых, дополнительный контроллер 21 формирует управляющую команду для перехода системы в режим дежурного отопления, команда передается на локальный контроллер 11. Локальный контроллер 11, согласно программе дежурного отопления, формирует управляющую команду, при которой исполнительный механизм 6 опускает шток регулирующего клапана 5, что приводит к уменьшению расхода теплоносителя из подающего трубопровода 1, подмешиваемого к теплоносителю, циркулирующему в системе отопления, тем самым уменьшается температура теплоносителя в системе отопления. Снижение температуры теплоносителя производится до значения, при котором внутри помещений здания формируется минимальная допустимая температура внутреннего воздуха. Контроль температуры воздуха внутри помещений производится при помощи дополнительных датчиков температуры внутреннего воздуха 18, подключенных к входам дополнительного контроллера 21. При отклонении значений температур от заданных дополнительный контроллер 21 производит балансировку расходов в системе отопления путем формирования управляющих команд на исполнительные механизмы 17 для изменения положения штоков дополнительных регулирующих клапанов 16. Во-вторых, дополнительный контроллер 21 формирует управляющую команду для сокращения пропускной способности дополнительных регулирующих клапанов 16, управляющая команда преобразуется в электрический сигнал и подается на исполнительный механизм 17, опускающий шток регулирующего клапана. Сокращение пропускной способности клапана 16 производится на величину 20-30% от номинального значения, данное мероприятие позволяет локально увеличить расход теплоносителя в систему отопления контролируемых помещений 15 для интенсификации теплообмена без увеличения общего расхода теплоносителя, а также оставляя достаточный диапазон для дальнейшего регулирования. В-третьих, дополнительный контроллер 21 формирует управляющую команду для включения электропривода 23, приводящего в действие компрессор 22. Компрессор 22 обеспечивает работу теплонасосной установки, позволяющей переносить тепло от испарителя 25, частично охлаждая теплоноситель в обратном трубопроводе 2, к конденсатору 26, нагревая тепдоноситель в ответвлении подающего трубопровода 14 к отопительным приборам 15 контролируемого помещения, компенсируя снижение температуры теплоносителя вследствие перехода на режим дежурного отопления. В-четвертых, дополнительный контроллер 21 формирует управляющую команду для включения группы вентиляторов 27, установленных на отопительных приборах 15 контролируемого помещения, для увеличения теплоотдачи от поверхностей отопительных приборов 15, что позволяет более полно использовать тепло, отдаваемое отопительными приборами. Перед началом рабочего дня система возвращается в исходное состояние.
Таким образом, перенос тепла при помощи теплового насоса и интенсификация теплообмена при помощи вентиляторов и перераспределения расхода теплоносителя позволяет поддерживать комфортные условия пребывания людей в контролируемых помещениях при работе дежурного отопления.