СХЕМА УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
LAYOUT OF THE UNIT FOR CONTROL AND REGULATION OF HOT WATER SUPPLY PARAMETERS

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для регулирования параметров горячего водоснабжения в системах отопления зданий, домов или сооружений.
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известна схема узла управления системой горячего водоснабжения (Авторское свидетельство СССР № 1495583, 23.07.1989), содержащая обратный трубопровод тепловой сети, на котором до и после подогревателя первой ступени установлены датчики температуры, связанные с электроприводом, управляющим работой регулирующего клапана, расположенного на подающем трубопроводе тепловой сети перед подогревателем второй ступени, включенным по последовательной схеме. Клапан с электроприводом связан с пускателем циркуляционного насоса. На трубопроводе горячего водоснабжения после подогревателя установлен датчик температуры, связанный с электроприводом регулирующего клапана.
Недостаток данной схемы заключается в значительной сложности реализации, что связано с необходимостью применения двух теплообменников, что отрицательно влияет на быстродействие процесса регулирования температуры воды.
Наиболее близким аналогом патентуемого решения является устройство для регулирования параметров горячего водоснабжения (патент РФ № 2499198, опубликовано 20.11.2013), содержащее подающую магистраль, подключенную через измеритель температуры воды в подающей магистрали и ключ к первому входу смесительной камеры, ко второму входу которой через измеритель температуры воды в обратной магистрали и обратный клапан подсоединена обратная магистраль, а выход смесительной камеры через измеритель температуры горячей воды и расходомер связан с входом потребителя горячей воды, причем второй выход измерителя температуры воды в подающей магистрали соединен с первым входом блока управления, ко второму входу которого подключен блок задания температуры горячей воды, к третьему входу блока управления подсоединен второй выход расходомера, четвертый вход блока управления связан со вторым выходом измерителя температуры горячей воды, пятый вход блока управления соединен со вторым выходом измерителя температуры воды в обратной магистрали, а выход блока управления подключен ко второму входу ключа.
Недостаток известного решения состоит в отсутствии обеспечения автоматического стабильного режима регулирования давления горячего водоснабжения.
Техническая проблема, решаемая заявленной системой, состоит в необходимости регулирования параметров горячей воды и снижения амплитуды скачков параметров регулирования.
Поставленная задача решается введением в схему демпферной линии, подсоединяемой параллельно подающей линии, что обеспечивает снижение пульсаций и перерегулирования давления, размещением блоков измерения давления и температуры на подающем и обратном трубопроводах, что позволяет регулировать давление по значению давления в обратном трубопроводе, за счет чего исключен переток теплоносителя, установкой на обратном трубопроводе регулятора прямого действия «до себя» с обратным клапаном для стабилизации и повышения давления.
Техническим результатом заявленного изобретения является создание системы автоматического управления регулирования параметров теплоносителя в тепловых пунктах зданий и сооружений, обеспечивающей надежную и длительную эксплуатацию за счет обеспечения стабильного режима регулирования давления и температуры теплоносителя на подающем и обратном трубопроводах.
Заявленный технический результат обеспечивается за счет конструкции схемы узла управления и регулирования параметров горячего водоснабжения системы отопления, включающей подающий трубопровод отопления, ответвленный от него и подключенный параллельно трубопровод горячего водоснабжения, соединенные последовательно с подающим трубопроводом отопления водоструйный элеватор, систему отопления и обратный трубопровод и блок управления, при этом на участке подающего трубопровода до ответвления трубопровода горячего водоснабжения установлен первый блок измерения температуры, на трубопроводе горячего водоснабжения установлен второй блок измерения температуры, выходы блоков измерений температур подключены к входам блока управления, на трубопроводе горячего водоснабжения и на обратном трубопроводе установлены по одному датчику давления, выходы которых подключены к входам блока управления, на трубопроводе горячего водоснабжения установлен клапан, вход которого связан с выходом электропривода, вход которого связан с выходом блока управления, выполненному с возможностью генерации управляющих сигналов исходя из показаний блоков измерения температуры и блоков измерения температуры теплоносителя, между трубопроводом горячего водоснабжения и подающим трубопроводом отопления параллельно подключена демпферная линия с обратным клапаном.
В частном случае осуществления изобретения на обратном трубопроводе отопления параллельно ему установлен регулятор прямого действия «до себя» вместе с обратным клапаном.
Блоки измерения давления, размещенные на подающем и обратном трубопроводе необходимы для реализации алгоритмов предотвращения аварийных ситуаций, реализуемых в блоке управления. Блоки измерения давления определяют аварийную ситуацию на подающем трубопроводе за пределом отопительного пункта, при возникновении которой производится закрытие клапана с электроприводом. Блок измерения температуры теплоносителя перед разветвлением подающего трубопровода необходим для отслеживания температуры теплоносителя, поступающего в систему от источника, и служит индикатором для смены режимов управления, которые могут отличаться в зависимости от приходящих параметров теплоносителя. Демпферная линия с обратным клапаном позволяет снизить пульсации давления в линии ГВС.
Далее решение поясняется ссылками на фигуру, на которой показан узел управления параметрами горячего водоснабжения.
Система автоматического регулирования параметров горячего водоснабжения, включает подающий трубопровод отопления Т1, подающий теплоноситель из тепловой сети 1 в индивидуальный тепловой пункт 3 здания или сооружения, ответвленный от него и подключенный параллельно трубопровод Т5 горячего водоснабжения, соединенные последовательно с подающим трубопроводом отопления обратный трубопровод Т4, ведущий к потребителю 4, с функционально встраиваемым регулятором прямого действия «до себя» (12в), и блок управления 6.
На участке подающего трубопровода до ответвления трубопровода горячего водоснабжения установлен первый блок измерения температуры 8а, предназначенный для отслеживания температуры приходящего теплоносителя. Данный блок служит индикатором для смены режимов управления, которые могут отличаться в зависимости от приходящих параметров теплоносителя.
На трубопроводе горячего водоснабжения установлен второй блок измерения температуры 3а, выходы блоков измерений температур подключены к входам блока управления 6. Второй блок измерения температуры необходим для поддержания параметров ГВС, давления и температуры на заданном уровне. Показания снимаются блоками 3б и 3а. Так, при показаниях температуры на блоке 8а, равной необходимой температуре для поддержания на 3а, производится регулирование ГВС только по давлению. При показаниях температуры на блоке 8а выше необходимой температуры для поддержания на 3а, производится регулирование ГВС по давлению и температуре.
2
На трубопроводе горячего водоснабжения и на обратном трубопроводах установлены по одному датчику давления 3г (на обратном трубопроводе) и 3б (на трубопроводе горячего водоснабжения), выходы которых подключены к входам блока управления 6. Для обеспечения стабильного режима регулирования давление ГВС, измеряемое блоком 3б поддерживается на уровне давления на обратном трубопроводе отопительного пункта, измеряемого блоком 3г с добавлением добавочного значения в размере 0.1-1.0 кгс/см. Также устанавливается регулятор прямого действия «после себя» 12б. Данный регулятор представляет собой регулятор прямого действия, который поддерживает давление теплоносителя на выходной линии регулятора не более заранее настроенного уровня. Повышает плавность регулирования клапанам 12а за счет снижения на нем перепад давления.
На трубопроводе горячего водоснабжения установлен клапан 12а, вход которого связан с выходом электропривода 13а, вход которого связан с выходом блока управления 6. Клапан 12а с электроприводом 13а производит регулирование давление и температуры на заданном уровне на основании данных, полученных от блоков измерения температуры 3а и 8а.
Блок управления 6 генерирует управляющие сигналы электроприводом 13а по заданному алгоритму исходя из показаний блоков измерения давления теплоносителя 3б и 3г и блоков измерения температур теплоносителя 3а и 8а. В основном режиме управляющий блок 6 выдает команды на закрытие и открытие регулирующего клапана 12а для поддержания температуры 3а и давления 3б на заданном уровне. В дополнительном режиме, когда температура теплоносителя, измеряемая блоком 8а ниже порогового значения, то управляющий блок 6 выдает команды на закрытие и открытие (клапана) 12а для поддержания давления 3б на заданном уровне.
Для снижения пульсаций и перерегулирования давления в линии ГВС добавлена демпферная линия 14, подключенная между трубопроводом горячего водоснабжения и подающим трубопроводом отопления, и обратный клапан 14а, установленный на данной демпферной линии. При кратковременных скачках давления на линии ГВС (Т5) избытки давления сбрасываются в линию Т3 (линяя подающего трубопровода к потребителям). Повышается плавность регулирования давления. Клапан 14а не допускает обратного перетока теплоносителя из Т3 в Т5.
Так как регулирование давления производится по значению давления в обратном трубопроводе, постоянный переток теплоносителя отсутствует. При необходимости, для стабилизации и повышения давления в обратном трубопроводе Т2, может устанавливаться регулятор прямого действия «до себя» 12в вместе с обратным клапаном 12г. Регулятор 12в является регулятором прямого действия, который поддерживает давление теплоносителя на входной линии в клапан на заранее настроенном уровне. Необходим для поддержания минимального значения давления ГВС. Создает опорное значение давления для регулирования ГВС.
Узел управления параметров горячего водоснабжение работает в двух режимах: ручной и автоматический. Автоматический режим является основным, автоматика поддерживает заданные параметры теплоносителя, поступающего в линию ГВС. Ручной режим работы является дополнительным режимом, он необходим для отладки системы или ручного вмешательства в работу. В ручном режиме возможно самостоятельно подавать сигналы на открытие и закрытие клапана 12а.