PL61281B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 19.XI.1968 (P 130 133) 10.XI.1970 61281 KI. 36 c, 11/04 MKP G 05 d, 23/00 Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Basaj, Aleksander Bak, Zdzislaw Pi- latowicz Wlasciciel patentu: Stoleczne Przedsiebiorstwo Energetyki Cieplnej, War¬ szawa (Polska) Uklad sterujacy ilosc dostarczanego ciepla do budynków Przedmiotem wynalazku jest uklad sterujacy ilosc dostarczanego ciepla do budynków w zalez¬ nosci od wskazan co najmniej trzech elektrycznych czujników termometrycznych, z których jeden wskazuje temperature zewnetrzna, a pozostale dwa temperatury czynnika grzejnego instalacji central¬ nego ogrzewania.Znane sa dwa zasadnicze typy ukladów steruja¬ cych ilosc cicp'3 dostarczanego do instalacji cen¬ tralnego ogrzewania, a mianowicie: uklad uzalez¬ niajacy ilosc dostarczanego ciepla od temperatury powietrza panujacej w pomieszczeniach przyjetych jako reprezentatywne oraz uklad utrzymujacy stala wartosc sumy temperatur powietrza zewnetrznego i wody w instalacji centralnego ogrzewania, przy czym znane sa trzy odmiany tego ostatniego roz¬ wiazania, a mianowicie: uklad utrzymujacy stala wartosc sumy temperatury zewnetrznej tzew i tem¬ peratury wody powracajacej TP z instalacji cen¬ tralnego ogrzewania wyrazony równaniem tzew + TP = const; uklad utrzymujacy stala wartosc su¬ my temperatury powietrza zewnetrznego tzew i tem¬ peratury wody zasilajacej Tz instalacje centralnego ogrzewania wyrazony równaniem tzew + Tz = const.; oraz uklad utrzymujacy stala wartosc sumy temperatury zewnetrznej tzew i sredniej arytme¬ tycznej temperatur wody zasilajacej Tz i powraca¬ jacej TP z instalacji centralnego ogrzewania, wyra- T -f T zony równaniem tzew + — p = = const. 10 15 20 25 30 Przedstawione powyzej uklady maja nastepujace wady. Uklad uzalezniajacy ilosc dostarczanego cie¬ pla od temperatury powietrza w pomieszczeniach przyjetych jako reprezentatywne, nie reprezentuje wszystkich uzytkowników obiektu. Przy obiektach o 400 izbach wybranie trzech izb pozwalajacych na uogólnienie uzyskiwanych informacji jest niemozli¬ we. Kazda z grup lokali znajduje sie w innych wa¬ runkach chlodzenia (wiatr, naslonecznienie, strona swiata) i nie ma podstaw do jednakowego trakto¬ wania kazdego z nich. Równiez sposób uzytkowania ciepla (wietrzenie pomieszczen, uszczelnienie okien, indywidualne potrzeby odbiorcy w kierunku na przyklad obnizenia temperatury w jednym z po¬ mieszczen) beda mialy wplyw na dostawe ciepla do innych lokali o odmiennych wymaganiach.Poza tym, instalowanie ukladu sterowniczego na skutek koniecznosci doprowadzenia przewodów do termometrów do okreslonych pomieszczen jest po¬ laczone z trudnosciami. Poza tym instalowanie czujników w pomieszczeniach mieszkalnych stwa¬ rza mozliwosc swiadomej lub mimowolnej ingeren¬ cji uzytkownika na dzialanie tego czujnika, prze¬ waznie w kierunku niekontrolowanej dostawy cie¬ pla.Uklad utrzymujacy stala wartosc sumy tempera¬ tur powietrza zewnetrznego i wody w instalacji centralnego ogrzewania, ze wzgledu na utrzymanie stalej sumy temperatur i narzucenie jednego z tych 612813 skladników sumy przez warunki klimatyczne, wy¬ maga scislego dostosowania drugiego skladnika su¬ my. Wobec losowego ustalania sie temperatury ze¬ wnetrzne], omawiany uklad moze zapewnic wlasci¬ wa dostawe ciepla jedynie w przypadku na przy¬ klad scislego uzaleznienia temperatury wody zasi¬ lajacej instalacje centralnego ogrzewania od tem¬ peratury zewnetrznej przy regulacji na warunek Tp + tzew = const. W przypadku odstepstw rzeczy¬ wistej zaleznosci Tz = f(tzew) od przewidzianej dla spelnienia wyzej podanego warunku, wystapia prze¬ grzania lub niedogrzania pomieszczen.Poza tym, z warunkiem scislej zaleznosci tempe¬ ratury zasilania Tz od temperatury zewnetrznej tzew wiaze sie zagadnienie tak zwanego „czasu od¬ powiedzi" systemu cieplnego, to znaczy czasu jaki musi uplynac od chwili zmiany temperatury czyn¬ nika grzejnego w zródle ciepla (kotlowni) do chwili gdy zmiana ta zostanie zaobserwowana u odbiorcy.Dla duzych systemów miejskich czasy odpowiedzi systemu cieplnego dochodza do czterech godzin. To z kolei uniemozliwia prowadzenie zmian tempera¬ tury zasilania w sposób omówiony w punkcie po¬ przednim w stosunku do wszystkich odbiorców i musi prowadzic do odchylen temperatury u od¬ biorców w stosunku do temperatury zalozonej.Celem wynalazku jest podanie ukladu, który eli¬ minuje powyzsze zasadnicze wady ukladów dotych¬ czasowych i w duzym stopniu umozliwia unieza¬ leznienie sie od eksploatacyjnych'odchylen tempe¬ ratury dostarczanego do budynku czynnika grzej¬ nego.Zagadnienie to rozwiazano wedlug wynalazku przez podanie nowego ukladu sterujacego ilosc do¬ starczanego ciepla do budynku wedlug zaleznosci T 4- T z^*p = const. *zew \ Przy takiej zaleznosci, ilosc dostarczanego ciepla do budynku scisle odpowiada ilosci wymaganej dla danej temperatury zewnetrznej, zwlaszcza przy za¬ stosowaniu regulacji impulsowej.W ukladzie sterujacym wedlug wynalazku, prze¬ kroczenie sredniej arytmetycznej temperatur zasi¬ lania i powrotu czynnika grzejnego dla danej tem¬ peratury powietrza zewnetrznego powoduje wstrzy¬ manie doplywu ciepla do budynku, a wznowienie dostawy ciepla nastepuje gdy srednia arytmetyczna temperatury wody zasilajacej i powrotnej z insta¬ lacji centralnego ogrzewania osiagnie wartosc od¬ powiadajaca temperaturze powietrza zewnetrznego.Sterowanie dostarczania ciepla w zaleznosci od ilorazu powyzszej sredniej temperatury wody i temperatury zewnetrznej, uniezaleznia dostawe cie¬ pla od chwilowych wahan temperatury dostarcza¬ nego czynnika grzejnego i taki uklad sterowania pracuje dobrze nawet przy dosc znacznych odchy¬ leniach tej temperatury od temperatury przewi¬ dzianej.Uklad wedlug wynalazku ma jeszcze te dodatko¬ wa zalete, ze nie wymaga czujek kontrolnych w budynku i prawie cala instalacje ogranicza do we¬ zla cieplnego w danym budynku.Przy praktycznej realizacji tej nowej zasady re- •1281 4 gulacji okazalo sie, ze uklad sterowania wedlug wynalazku, a wiec realizujacy podana zaleznosc, nie musi byc bardziej skomplikowany od ukladów dotychczasowych o ile jego rozwiazanie zostanie 5 oparte na mierniku o dwóch cewkach (logometrze), stosowanym dotychczas w cieplownictwie do po¬ miaru jednej temperatury lub sumy dwóch tem¬ peratur. W ukladzie sterowania wedlug wynalaz¬ ku logometr jest wykorzystany jako bezposredni io wskaznik podanej zaleznosci stanowiacej iloraz.Praktyczne rozwiazanie ukladu wedlug wynalaz¬ ku oparto wiec na zastosowaniu logometru realizu¬ jacego ten iloraz i trzech czujników termometrycz- nych, z których jeden wskazuje temperature ze- 15 wnetrzna a pozostale dwa wskazuja temperatury czynnika grzejnego na wejsciu i wyjsciu (zasilanie i powrót).Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony przykla¬ dowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia 20 schemat ideowy zasadniczego ukladu z logometrem T + T dla realizacji sterowania wedlug zaleznosci—? £- zew = const., fig. 2 — odmiane tego ukladu sterujace- 25 go i fig. 3 — przykladowy schemat instalacji tego ukladu w wezle cieplnym do sterowania ilosci cie¬ pla dostarczanego do budynku.W przedstawionym na fig. 1 schemacie ideowym zasadniczego ukladu z logometrem, 1, 2a i 3a ozna- . czaja trzy czujniki temperatury, z których czujnik 1 mierzacy temperature zewnetrzna tzew jest pod¬ laczony szeregowo z cewka 5 logometru, a pozo¬ stale ó&a 2a i 3a mierzace temperature wody za¬ silajacej i powrotnej sa podlaczone szeregowo z druga cewka 4 logometru. Te dwie galezie ele¬ mentów sa nastepnie podlaczone równolegle do zacisków (+) i (—) zasilanych pradem stalym.Czujniki 2a i 3a maja charakterystyki opornoscio¬ we o jednakowym znaku, zas czujnik 1 ma cha- 40 rakterystyke temperaturowa opornosci o znaku przeciwnym. Przykladowo jezeli czujnik 1 jest ter¬ mometrem oporowym, czujniki 2a i 3a sa czujni¬ kami o charakterystyce ujemnej, a wiec na przy¬ klad typu termistorów. 45 Zmiany pradu w cewce 4 logometru sa wiec pro¬ porcjonalne do temperatur mierzonych przez ter- mometryczne czujniki 2a i 3a, zas zmiany pradu* w cewce 5 logometru sa proporcjonalne do zmian temperatury mierzonej przez czujnik 1. Dla okres¬ lonych warunków temperaturowych organ ruchomy logometru przyjmuje pozycje okreslona stosunkiem pradów plynacych w cewkach 4 i 5.Przy zmianie którejkolwiek z mierzonych tempe- 55 ratur to jest temperatury zewnetrznej tzew, tem¬ peratury czynnika grzejnego Tz na zasilaniu, lub temperatury czynnika grzejnego TP na powrocie, lub tez zmiany dowolnej kombinacji tych tempe¬ ratur, ulegnie zmianie wartosc pradu w odnosnych 60 cewkach 4, 5 logometru, badz tez w obu cewkach jednoczesnie, w wyniku czego nastapi ruch zespolu cewek tego miernika. Ruch ten za posrednictwem znanych zespolów wykonawczych stosowanych w regulatorach temperatury spowoduje przerwanie e5< (lub zamkniecie obwodu elektrycznego sterujacego61281 elektromagnetycznym zaworem odcinajacym, po¬ wodujac w efekcie wstrzymanie lub wznowienie ogrzewania budynku. Nowo zaistnialy stan bedzie trwal do momentu az zostanie przywrócona równo¬ waga termiczna, to znaczy do chwili gdy stosunek temperatury sredniej czynnika grzejnego do tem¬ peratury powietrza zewnetrznego osiagnie wartosc zalozona.Na fig. 2 przedstawiony jest uklad bedacy od¬ miana ukladu wedlug fig. 1. Uklad ten ma zasto¬ sowanie w przypadku gdy wszystkie trzy czujniki 1, 2 i 3 maja jednakowe charakterystyki tempera¬ turowe.Czujnik 1 umieszczony na zewnatrz budynku do¬ konuje pomiaru temperatury zewnetrznej. Czujnik 2 umieszczony jest w rurociagu zasilajacym insta¬ lacje centralnego ogrzewania, a czujnik 3 w ruro¬ ciagu powrotnym.W tym przypadku uklad sklada sie z dwóch ga¬ lezi glównych i jednej bocznikowej. Pierwsza ga¬ laz glówna ma polaczone ze soba szeregowo trzy elementy a mianowicie: cewke 5 logometru, czuj¬ nik 1 i opornik 6. Druga galaz glówna ma polaczo¬ ne w szereg trzy elementy to jest cewke 4 logo¬ metru i dwa oporniki 8 i 7. Do tej drugiej galezi jest podlaczony bocznik skladajacy sie z czujnika 3, czujnika 2 i opornika 9 polaczonych miedzy soba w szereg i bocznikujacych jako calosc cewke 4 wraz z opornikiem 8. Zaciski (+) i (—) sa podla¬ czone do zródla pradu stalego.Zmiany pradu w cewce 5 logometru sa odwrotnie proporcjonalne do zmian opornosci czujnika 1, na¬ tomiast zmiany pradu w cewce 4 logometru, dzieki umieszczeniu czujników 2 i 3 w boczniku, sa wprost proporcjonalne do zmian sumy opornosci tych czujników.Dalszy przebieg czynnosci sterowania, a wiec wlaczanie lub wylaczanie pradu do zaworu elektro¬ magnetycznego jest analogiczny do opisanego po¬ wyzej odnosnie ukladu przedstawionego na fig. 1.Na fig. 3 pokazano przykladowy schemat insta¬ lacji ukladu wedlug wynalazku w wezle cieplnym z pompa strumieniowa. Czujnik 1 mierzacy tempe¬ rature zewnetrzna umieszczony jest poza zewnetrz- 15 20 25 30 35 40 na sciana' 12 budynku, a czujniki 2 13 mierzace temperatury czynnika grzejnego, umieszczone sa pomiedzy strumieniowa pompa 13 a wewnetrzna instalacja centralnego ogrzewania. Czujniki te sa podlaczone zgodnie z fig. 1 lub fig. 2 do logometru regulatora 10, który za pomoca umieszczonego w nim organu wykonawczego steruje dwupolozenio- wym elektromagnetycznym^ zaworem 11.Ze schematu fig. 3 widac, ze zastosowanie ukla¬ du sterujacego wedlug wynalazku nie wymaga pro¬ wadzenia przewodów do ogrzewanych pomieszczen i pozwala w ten sposób na unikniecie niepozadanej ingerencji uzytkowników. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patent o w e 1. Uklad sterujacy ilosc dostarczanego ciepla do budynków w zaleznosci od wskazan co najmniej trzech elektrycznych czujników termometrycznych, z których jeden wskazuje temperature zewnetrzna, a dwa wskazuja temperatury czynnika grzejnego instalacji centralnego ogrzewania, znamienny tym, ze w zastosowanym logometrycznym regulatorze (10) ilosci dostarczanego ciepla, w obwód jednej cewki <4) logometru wlaczony jest szeregowo ze¬ spól dwóch czujników temperatury (2a, 3»), z któ¬ rych jeden (2a) mierzy temperature wody zasilaja¬ cej a drugi (3a) temperature wody powracajacej z instalacji centralnego ogrzewania oraz w szereg z druga cewka (5) logometru wlaczony jest czujnik (1) mierzacy temperature powietrza zewnetrznego.

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czujniki (2a, i 3a), maja charakterystyki reakcji na temperature odwrotne w stosunku do charaktery¬ styki czujnika (1).

3. Odmiana ukladu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze w obwód jednej cewki (4) logometru wla¬ czony jest szeregowy uklad dwóch oporników (7, 8), a poza tym na czesc tej galezi w postaci cewki (4) z opornikiem (8) wlaczony jest bocznik zawie¬ rajacy szeregowy uklad czujników (2, 3) tempera¬ tury wody, zas w obwód drugiej cewki (5) logo¬ metru wlaczony jest czujnik (1) mierzacy tempera¬ ture powietrza zewnetrznego.KI. 36 c,11/04 61281 MKP G 05 d, 23/00 Fig.1 Rg. 2 W.D.Kart. C/692/70, A4, 270 PL PL