RU2287174C1 - System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) - Google Patents
System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2287174C1 RU2287174C1 RU2005109824/28A RU2005109824A RU2287174C1 RU 2287174 C1 RU2287174 C1 RU 2287174C1 RU 2005109824/28 A RU2005109824/28 A RU 2005109824/28A RU 2005109824 A RU2005109824 A RU 2005109824A RU 2287174 C1 RU2287174 C1 RU 2287174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- building
- controller
- heating system
- heating
- shut
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области, связанной с системами управления или регулирования температуры с помощью электрических средств, и может быть использовано для автоматизации и управления системами отопления здания с учетом его фасадов с центральным водяным отоплением на основе применения теплообменников.The present invention relates to the field associated with control systems or temperature control by electrical means, and can be used to automate and control building heating systems, taking into account its facades with central water heating based on the use of heat exchangers.
Известна система автоматического регулирования (CAP) отопления здания с применением теплообменника (Ливчак В.И. Энергосбережение в системах централизованного теплоснабжения на новом этапе развития// Энергосбережение, 2000. №2. - С.4-9 (рис.3)), содержащая на вводе в индивидуальный тепловой пункт (ИТП) теплосчетчик (на рис. 3 обозначен как ТС - теплосчетчик, состоящий из 2-х датчиков температуры, расходомера теплоносителя и тепловычислителя, причем его элементы на схеме не обозначены), регулятор перепада давления прямого действия (на схеме не обозначен), регулирующий клапан с исполнительным механизмом (на схеме не обозначены), связанный с регулятором (на рис.3 поз.11 - это погодный термостат с часами), вход которого связан с датчиком температуры (на схеме не обозначен), теплообменник (на рис.3 поз.12 - это отопительный теплообменник), циркуляционный насос (на схеме не обозначен), отопительные приборы в системе отопления здания (на рис.3 поз.9 и 10) с термостатами (на схеме не обозначены), расширительный бак с предохранительным клапаном (на схеме не обозначены).A known system of automatic regulation (CAP) of building heating using a heat exchanger (Livchak V.I. Energy saving in district heating systems at a new stage of development // Energy Saving, 2000. No. 2. - P.4-9 (Fig. 3)), containing at the input to an individual heat point (ITP), a heat meter (in Fig. 3 is designated as ТС - heat meter, consisting of 2 temperature sensors, a heat carrier flow meter and a heat meter, and its elements are not indicated on the diagram), a direct-acting differential pressure regulator (on do not designate en), a control valve with an actuator (not shown in the diagram), connected to a controller (Fig. 3, pos. 11 is a weather thermostat with a clock), the input of which is connected to a temperature sensor (not indicated in the diagram), a heat exchanger (on Fig. 3, pos. 12 is a heating heat exchanger), a circulation pump (not shown in the diagram), heating devices in the building heating system (in fig. 3, pos. 9 and 10) with thermostats (not indicated in the diagram), an expansion tank with safety valve (not indicated in the diagram).
К основным недостаткам данного технического решения следует отнести относительно невысокую надежность использования теплообменника в системе отопления здания, например, без резервирования его в системе отопления в отличие от циркуляционных насосов, а также низкую эффективность CAP отопления здания, так как не учитываются температурный график подачи теплоносителя от тепловых сетей, температура наружного воздуха и температура внутри помещения здания.The main disadvantages of this technical solution include the relatively low reliability of using the heat exchanger in the heating system of the building, for example, without backing it up in the heating system, unlike circulation pumps, as well as the low efficiency of the CAP heating of the building, since the temperature schedule of the heat transfer from the heat carrier is not taken into account networks, outdoor temperature and indoor temperature of the building.
Прототипом предлагаемого изобретения является CAP отопления по фасадам здания с применением двух теплообменников, состоящая из двух независимых контуров, один из которых отапливает северную сторону здания, другой - южную (Кулев М.В. Применение комплекса автоматизации регулирования тепла в административных зданиях Екатеринбурга // Энергосбережение, 2000. №2. - С.24-25 (рисунок с принципиальной схемой автоматизации ИТП)). Первая подсистема CAP для авторегулирования температуры системы отопления северного фасада, содержащая циркуляционный насос (P1 - циркуляционный насос отопления, показанный на принципиальной схеме автоматизации ИТП) с электроприводом (на схеме не показан), подключенный к 1 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 4 справа от центральной части контроллера), регулирующий клапан с исполнительным механизмом (M1 - исполнительный механизм клапана), подключенный к 2 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 3 слева от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя системы отопления северного фасада в подающем трубопроводе (буквенное обозначение S3), расположенный после первого теплообменника (на схеме верхний), подключенный к 1 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 6 справа от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя из теплосетей в обратном трубопроводе (буквенное обозначение S4), подключенный к 2 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 4 слева от центральной части контроллера), датчик температуры внутреннего воздуха северного фасада (буквенное обозначение 82), расположенный в одной из комнат северного фасада и подключенный к 3 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 1 справа от центральной части контроллера) и датчик температуры наружного воздуха (буквенное обозначение S1), расположенный на северном фасаде здания и подключенный к 4 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 1 слева от центральной части контроллера). Вторая подсистема CAP для авторегулирования температуры системы отопления южного фасада, содержащая циркуляционный насос (Р2 - циркуляционный насос отопления, показанный на принципиальной схеме автоматизации ИТП) с электроприводом (на схеме не показан), подключенный к 3 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 3 справа от центральной части контроллера), регулирующий клапан с исполнительным механизмом (М2 - исполнительный механизм клапана), подключенный к 4 выходу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 2 слева от центральной части контроллера), погружной датчик температуры теплоносителя системы отопления южного фасада в подающем трубопроводе (буквенное обозначение S5), расположенный после второго теплообменника (на схеме нижний) и подключенный к 5 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 5 справа от центральной части контроллера), датчик температуры внутреннего воздуха южного фасада (буквенное обозначение S6), расположенный в одной из комнат южного фасада и подключенный к 6 входу контроллера (показано на схеме в виде функциональной линии связи 2 справа от центральной части контроллера). Основная особенность технического решения при пофасадном регулировании связана с тем, что помещения южной стороны здания получают дополнительное тепло за счет их обогрева солнечным излучением. В связи с этим в осенне-весенний отопительный период с южной стороны в помещениях здания намного теплее по сравнению с другими помещениями со стороны противоположного фасада здания. Для устранения перепада температур, создания нормальных температурных условий для работы в помещениях и экономии тепловой энергии вводится пофасадное регулирование в протяженных в плане зданиях и соответственно расположенных относительно северного и южного направлений. В соответствии с этим для каждой из 2-х сторон здания применяются раздельные элементы для систем авторегулирования расхода теплоносителя и энергоэффективное оборудование, включая циркуляционные насосы и теплообменники. В каждой из двух независимых CAP температур системы отопления применяется программное управление графиком изменения температуры теплоносителя в системе отопления каждого из фасадов в зависимости от наружной температуры и с коррекцией этого графика при отклонении внутренней температуры помещений от заданной.The prototype of the invention is CAP heating on the facades of the building using two heat exchangers, consisting of two independent circuits, one of which heats the north side of the building, the other - the south (Kulev M.V. Application of a complex of automation of heat regulation in administrative buildings of Yekaterinburg // Energy Saving, 2000. No. 2. - S.24-25 (drawing with a schematic diagram of the automation of ITP)). The first CAP subsystem for automatic temperature control of the heating system of the northern facade, containing a circulation pump (P1 - heating circulation pump shown in the ITP automation circuit diagram) with an electric drive (not shown in the diagram) connected to 1 controller output (shown in the diagram as a functional line 4 to the right of the central part of the controller), a control valve with an actuator (M1 - valve actuator) connected to the 2 output of the controller (shown in the diagram as a function of the communication line 3 to the left of the central part of the controller), an immersion temperature sensor for the heating medium of the northern facade heating system in the supply pipe (letter designation S3) located after the first heat exchanger (upper in the diagram), connected to 1 controller input (shown in the diagram as a functional communication line 6 to the right of the central part of the controller), an immersion temperature sensor for the coolant temperature from the heating networks in the return pipe (letter designation S4) connected to the controller's 2 input (shown on page a heme in the form of a functional communication line 4 to the left of the central part of the controller), an indoor air temperature sensor of the northern facade (letter designation 82) located in one of the rooms of the northern facade and connected to the 3 input of the controller (shown in the diagram as a functional communication line 1 on the right from the central part of the controller) and an outdoor temperature sensor (letter designation S1) located on the northern facade of the building and connected to the 4 input of the controller (shown in the diagram as a functional communication line 1 s left of the central part of the controller). The second CAP subsystem for automatic temperature control of the heating system of the southern facade, containing a circulation pump (P2 - heating circulation pump, shown in the ITP automation circuit diagram) with an electric drive (not shown in the diagram) connected to the 3 controller output (shown in the diagram as a functional line connection 3 to the right of the central part of the controller), a control valve with an actuator (M2 - valve actuator) connected to the 4 output of the controller (shown in the diagram as a function communication line 2 to the left of the central part of the controller), an immersion temperature sensor for the heating medium of the southern facade heating system in the supply pipe (letter designation S5) located after the second heat exchanger (lower in the diagram) and connected to the controller's 5 input (shown in the diagram as a functional communication line 5 to the right of the central part of the controller), the temperature sensor of the internal air of the southern facade (lettering S6), located in one of the rooms of the southern facade and connected to the 6th input of the controller (shown in the diagram as a functional communication line 2 to the right of the central part of the controller). The main feature of the technical solution for facade control is that the premises on the south side of the building receive additional heat due to their heating by solar radiation. In this regard, in the autumn-spring heating period, on the south side, the premises of the building are much warmer compared to other rooms from the opposite facade of the building. To eliminate the temperature difference, create normal temperature conditions for working indoors and save heat energy, facade control is introduced in buildings extended in terms of plan and, respectively, located relative to the north and south directions. In accordance with this, for each of the 2 sides of the building, separate elements are used for automatic control systems for the flow of coolant and energy-efficient equipment, including circulation pumps and heat exchangers. In each of the two independent CAP temperatures of the heating system, program control is used to schedule the change in the temperature of the coolant in the heating system of each of the facades depending on the outdoor temperature and with the correction of this schedule when the indoor temperature deviates from the set temperature.
Недостатком этого технического решения является относительно невысокая надежность использования 2-х теплообменников для 2-х фасадов здания с учетом автоматического регулировании теплового режима системы отопления по фасадам. Например, при потерях работоспособности одного из теплообменников необходимо подключение резервного, что связано с относительно высокой стоимостью такого технического решения, так как теплообменник сравним по стоимости с элементами автоматизации в целом для ИТП. В другом случае возможно напрямую подключать систему отопления здания к тепловым сетям. Это приведет к затратному режиму функционирования системы отопления. Кроме того, в системе отопления зданий отсутствует возможность проведения регламентных работ на теплообменниках в отопительный период, например, при очистке трубок теплообменника от различных отложений солей на его внутренних поверхностях.The disadvantage of this technical solution is the relatively low reliability of using 2 heat exchangers for 2 building facades, taking into account the automatic regulation of the thermal regime of the heating system on the facades. For example, in case of loss of operability of one of the heat exchangers, a backup connection is necessary, which is associated with the relatively high cost of such a technical solution, since the heat exchanger is comparable in cost to the automation elements in general for ITP. In another case, it is possible to directly connect the heating system of the building to heating networks. This will lead to an expensive mode of operation of the heating system. In addition, in the heating system of buildings there is no possibility of routine maintenance on heat exchangers during the heating period, for example, when cleaning heat exchanger tubes from various salt deposits on its internal surfaces.
Предлагаемое изобретение направлено на повышение надежности функционирования CAP отопления здания с учетом его фасадов и на обеспечение возможности проведения регламентных работ в отопительный период на теплообменниках за счет применения малозатратного, неметаллоемкого и энергоэффективного технического решения, предназначенного для подключения систем отопления здания к тепловым сетям по зависимой схеме и за счет применения системы автоматизированного мониторинга для анализа работоспособности теплообменников.The present invention is aimed at improving the reliability of the CAP heating of a building, taking into account its facades, and at ensuring the possibility of carrying out routine maintenance during the heating period on heat exchangers through the use of low-cost, non-metal-intensive and energy-efficient technical solutions designed to connect building heating systems to heating networks in a dependent manner and through the use of an automated monitoring system to analyze the health of heat exchangers.
Это достигается тем, что по первому варианту CAP отопления здания с учетом его фасадов, содержащая контроллер, i-ю систему отопления здания (i=1...N, i - номер индекса системы отопления, N - количество раздельных систем отопления здания по его фасадам), причем каждая из них с погружным датчиком температуры теплоносителя и датчиком температуры внутреннего воздуха, расположенного в помещении каждого фасада, подключенные ко входам контроллера с Кi1 по Кi2, датчик температуры наружного воздуха, расположенный на северном фасаде здания и подключенный ко входу контроллера К0, а также теплообменник, циркуляционный насос с электроприводом и исполнительный механизм с регулирующим клапаном для каждой системы отопления здания, при этом исполнительные механизмы и электроприводы подключены соответственно к выходам контроллера Hi1 по Нi2, кроме того, в CAP имеется обратный клапан и теплосчетчик, согласно предлагаемому решению в каждой системе отопления на подающем и обратном трубопроводах установлен теплообменник, с одной стороны, связанный с подающим и обратным трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны и регулирующий клапан, а с другой стороны, связанный с ветвями этой же системы отопления здания через 2-е запорные краны и циркуляционный насос, при этом между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы перед теплообменником, а также связанная с каждой системой отопления через 3-и запорные краны между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами, причем контроллер и/или дополнительные контроллеры и теплосчетчик связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления. Согласно второму варианту CAP отопления здания с учетом его фасадов, содержащая контроллер, i-ю систему отопления здания (i=1...N, i - номер индекса системы отопления, N - количество раздельных систем отопления здания по его фасадам), причем каждая из них с погружным датчиком температуры теплоносителя и датчиком температуры внутреннего воздуха, расположенного в помещении каждого фасада, подключенные ко входам контроллера с Кi1 по Кi2, датчик температуры наружного воздуха, расположенный на северном фасаде здания и подключенный ко входу контроллера К0, а также теплообменник, циркуляционный насос с электроприводом и исполнительный механизм с регулирующим клапаном для каждой системы отопления здания, при этом исполнительные механизмы и электроприводы подключены соответственно к выходам контроллера Нi1 по Hi2, кроме того, в CAP имеется обратный клапан и теплосчетчик, согласно предлагаемому решению в каждой системе отопления на подающем и обратном трубопроводах установлен теплообменник, с одной стороны, связанный с подающим и обратным трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны и регулирующий клапан, а с другой стороны, связанный с ветвями этой же системы отопления здания через 2-е запорные краны и циркуляционный насос, при этом между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы каждой системы отопления, а также связанная со стороны теплообменника с наружными тепловыми сетями через 3-й запорные краны между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами, причем контроллер и/или дополнительные контроллеры и теплосчетчик связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления.This is achieved by the fact that, according to the first version of the building’s CAP, taking into account its facades, the controller contains the i-th heating system of the building (i = 1 ... N, i is the index number of the heating system, N is the number of separate heating systems of the building according to its facades), each of them with an immersion coolant temperature sensor and an indoor air temperature sensor located in the premises of each facade, connected to the controller inputs K i1 to K i2 , an outdoor temperature sensor located on the northern facade of the building and connected to about the input of the controller K 0 , as well as a heat exchanger, a circulation pump with an electric drive and an actuator with a control valve for each heating system of the building, while the actuators and electric drives are connected respectively to the outputs of the controller H i1 through H i2 , in addition, the CAP has a return valve and heat meter, according to the proposed solution, in each heating system, a heat exchanger is installed on the supply and return pipelines, on the one hand, connected to the external heat supply and return pipelines networks through the 1st stopcocks and the control valve, and on the other hand, connected to the branches of the same heating system of the building through the 2nd stopcocks and the circulation pump, while between the control valve and the 1st stopcocks there is a jumper with a reverse a valve and an additional shut-off valve connecting the supply and return pipes to the heat exchanger, as well as connected to each heating system through 3 shut-off valves between the circulation pump and 2 shut-off valves, the controller and / or supplement The controllers and the heat meter are connected via a communication adapter and / or an intermediate controller to the control computer of the supervisory control panel. According to the second version of the building heating CAP, taking into account its facades, containing the controller, the i-th building heating system (i = 1 ... N, i is the index number of the heating system, N is the number of separate heating systems of the building along its facades), each of them with immersion sensor coolant temperature and the indoor air temperature sensor disposed in each room of the facade are connected to inputs of the controller with K by K i1 i2, outdoor air temperature sensor disposed on the north facade of the building and connected to an input of the controller and it has a check valve K 0, and the heat exchanger, a circulation pump with electric drive and an actuator with a control valve for each of the building heating system, the actuators and the actuators are connected respectively to the outputs H i1 controller for H i2, in addition, CAP and heat meter, according to the proposed solution, in each heating system, a heat exchanger is installed on the supply and return pipelines, on the one hand, connected to the supply and return pipelines of the external heating networks through 1- shut-off valves and a control valve, and on the other hand, connected to the branches of the same building heating system through 2 shut-off valves and a circulation pump, while between the circulation pump and 2 shut-off valves there is a jumper with a check valve and an additional shut-off valve, connecting the supply and return pipelines of each heating system, as well as connected from the side of the heat exchanger with external heating networks through the 3rd shut-off valves between the control valve and the 1st shut-off valves, the controller and / and whether additional controllers and a heat meter are connected through a communication adapter and / or an intermediate controller to the control computer of the supervisory control panel.
Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что оба предложенных варианта направлены на решение одной и той же задачи, связанной с повышением надежности функционирования CAP отопления здания и обеспечением возможности проведения регламентных работ в отопительный период на теплообменниках за счет применения малозатратного, неметаллоемкого и энергоэффективного технического решения, предназначенного для подключения систем отопления здания к тепловым сетям по зависимой схеме и за счет применения системы автоматизированного мониторинга для анализа работоспособности теплообменников.The combination of two technical solutions in one application is due to the fact that both proposed options are aimed at solving the same problem associated with improving the reliability of the CAP of a building and ensuring the possibility of routine maintenance in the heating period on heat exchangers through the use of low-cost, non-metal-intensive and energy-efficient technical solution designed to connect building heating systems to heating networks according to a dependent scheme and through the use of an automation system monitoring to analyze the performance of heat exchangers.
Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показывает, что предлагаемая CAP отопления здания с учетом его фасадов отличается тем, что по первому варианту в каждой системе отопления на подающем и обратном трубопроводах установлен теплообменник, с одной стороны, связанный с подающим и обратным трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны и регулирующий клапан, а с другой стороны, связанный с ветвями этой же системы отопления здания через 2-е запорные краны и циркуляционный насос, при этом между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы перед теплообменником, а также связанная с каждой системой отопления через 3-и запорные краны между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами, причем контроллер и/или дополнительные контроллеры и теплосчетчик связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления. Вместе с тем по второму варианту отличается тем, что в каждой системе отопления на подающем и обратном трубопроводах установлен теплообменник, с одной стороны, связанный с подающим и обратным трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны и регулирующий клапан, а с другой стороны, связанный с ветвями этой же системы отопления здания через 2-е запорные краны и циркуляционный насос, при этом между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, соединяющая подающий и обратный трубопроводы каждой системы отопления, а также связанная со стороны теплообменника с наружными тепловыми сетями через 3-и запорные краны между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами, причем контроллер и/или дополнительные контроллеры и теплосчетчик связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления.A comparative analysis with known technical solutions shows that the proposed CAP for heating a building, taking into account its facades, is distinguished by the fact that according to the first option, in each heating system, a heat exchanger is installed on the supply and return pipelines, on the one hand, connected to the supply and return pipelines of the external heating networks through 1st shut-off valves and a control valve, and on the other hand, connected to the branches of the same building heating system through 2nd shut-off valves and a circulation pump, while between with a valve and 1 shut-off valves, there is a jumper with a check valve and an additional shut-off valve connecting the supply and return pipes to the heat exchanger, as well as connected to each heating system through 3 shut-off valves between the circulation pump and 2 shut-off valves, moreover the controller and / or additional controllers and heat meter are connected through a communication adapter and / or an intermediate controller to the control computer of the supervisory control panel. At the same time, according to the second option, it differs in that in each heating system, a heat exchanger is installed on the supply and return pipelines, on the one hand, connected to the supply and return pipelines of the external heating networks through the 1st shut-off valves and control valve, and on the other hand, connected to the branches of the same building heating system through 2 shut-off valves and a circulation pump, while between the circulation pump and 2 shut-off valves there is a jumper with a check valve and an additional shut-off valve, connected the supply and return pipelines of each heating system, as well as connected from the heat exchanger side with external heating networks through 3 shut-off valves between the control valve and 1 shut-off valves, the controller and / or additional controllers and heat meter connected via a communication adapter and / or an intermediate controller with a control computer of a dispatching control panel.
Таким образом, заявляемое техническое решение по указанным пунктам соответствует критерию "новизна".Thus, the claimed technical solution for these items meets the criterion of "novelty."
Особенность предлагаемого технического решения заключается в том, что оно направлено на повышение надежности функционирования CAP отопления здания с теплообменниками и на обеспечение возможности проведения регламентных работ в отопительный период на теплообменниках за счет применения энергоэффективной зависимой схемы подключения систем отопления здания к наружным тепловым сетям на основе применения перемычки с обратным клапаном, подключаемой соответствующим образом к подающему и обратному трубопроводам между регулирующим клапаном и циркуляционным насосом. По первому варианту при потерях работоспособности теплообменника j-й системы отопления он с помощью 1-х и 2-х запорных кранов отсоединяется от наружных тепловых сетей и от j-й системы отопления. Учитывая, что между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, то после открытия этого крана перемычка, во-первых, соединяет подающий и обратный трубопроводы перед теплообменником, а во-вторых, после открытия 3-х запорных кранов связывается c j-й системой отопления через 3-и запорные краны, причем только в местах соединения между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами. Далее CAP j-й системы отопления продолжает функционировать по так называемой зависимой схеме присоединения системы отопления к наружным тепловым сетям. По второму варианту при потерях работоспособности теплообменника j-й системы отопления в период отопления, он с помощью 1-х и 2-х запорных кранов отсоединяется от наружных тепловых сетей и от j-й системы отопления. Учитывая, что между циркуляционным насосом и 2-ми запорными кранами расположена перемычка с обратным клапаном и дополнительным запорным краном, то после открытия этого крана перемычка, во-первых, соединяет подающий и обратный трубопроводы j-й системы отопления, а во-вторых, после открытия 3-х запорных кранов связывается со стороны теплообменника с наружными тепловыми сетями через 3-и запорные краны, причем только в местах соединения между регулирующим клапаном и 1-ми запорными кранами. Далее CAP j-й системы отопления продолжает функционировать по зависимой схеме присоединения системы отопления к наружным тепловым сетям. Следовательно, CAP j-й системы отопления остается полностью работоспособной и энергоэффективной при выходе теплообменника из строя в период отопления или при проведении регламентных работ на нем. Важно отметить, что для анализа работоспособности теплообменников по первому и второму вариантам CAP отопления здания с учетом его фасадов применяется система автоматизированного мониторинга о режимах работы исследуемых теплообменников на основе данных, поступающих от датчиков температуры, связанных с теплосчетчиком и контроллером и/или дополнительными контроллерами, которые связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер с управляющей вычислительной машиной диспетчерского пульта управления с системой автоматизированного мониторинга.The peculiarity of the proposed technical solution lies in the fact that it is aimed at improving the reliability of the functioning of the building heating CAP with heat exchangers and at ensuring the possibility of routine maintenance during the heating period on the heat exchangers through the use of an energy-efficient dependent circuit for connecting the building heating systems to external heating networks based on the use of a jumper with non-return valve, appropriately connected to the supply and return pipes between the control valve m and circulation pump. According to the first option, if the heat exchanger of the j-th heating system loses its functionality, it is disconnected from the external heating networks and from the j-th heating system using 1 and 2 shut-off valves. Considering that between the control valve and 1 shut-off valves there is a jumper with a check valve and an additional shut-off valve, after opening this tap, the jumper, firstly, connects the supply and return pipelines in front of the heat exchanger, and secondly, after opening 3- x shut-off valves connected to the j-th heating system through 3 shut-off valves, and only at the junction between the circulation pump and 2 shut-off valves. Further, the CAP of the j-th heating system continues to operate according to the so-called dependent scheme of connecting the heating system to external heating networks. According to the second option, if the heat exchanger of the j-th heating system loses its functioning during the heating period, it is disconnected from the external heating networks and from the j-th heating system using 1 and 2 shut-off valves. Given that between the circulation pump and 2 shut-off valves there is a jumper with a check valve and an additional shut-off valve, after opening this tap, the jumper, firstly, connects the supply and return pipes of the j-th heating system, and secondly, after the opening of 3 shut-off valves is connected from the heat exchanger to external heating networks through 3 shut-off valves, and only at the junction between the control valve and 1 shut-off valves. Further, the CAP of the j-th heating system continues to operate according to the dependent scheme of connecting the heating system to external heating networks. Therefore, the CAP of the j-th heating system remains fully operational and energy-efficient when the heat exchanger fails during the heating period or during routine maintenance on it. It is important to note that to analyze the operability of heat exchangers according to the first and second CAP options for heating a building, taking into account its facades, an automated monitoring system is used about the operating modes of the studied heat exchangers based on data received from temperature sensors associated with the heat meter and controller and / or additional controllers, which connected through a communication adapter and / or an intermediate controller to the control computer of the control room control system with an automated of monitoring.
Таким образом, проведенный анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемой CAP отопления здания с учетом его фасадов, и дает право признать заявляемое техническое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".Thus, the analysis of the known technical solutions (analogues) in the study area allows us to conclude that there are no signs similar to the distinctive features in the claimed CAP heating of the building, taking into account its facades, and gives the right to recognize the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step" .
На фиг.1 представлена схема CAP отопления здания по первому варианту, на фиг.2 представлена схема CAP отопления здания по второму варианту (цифровое обозначение соответствует элементам системы, буквенно-цифровое - соответствующие входы и выходы контроллеров и управляющей вычислительной машины).Figure 1 shows the CAP heating scheme of the building according to the first embodiment, figure 2 shows the CAP heating scheme of the building according to the second embodiment (digital designation corresponds to system elements, alphanumeric - corresponding inputs and outputs of the controllers and control computer).
Система автоматического регулирования отопления здания с учетом его фасадов по первому варианту, представленная на фиг.1, содержит контроллер 1, раздельные системы отопления здания по его фасадам, например, одну систему отопления 2 здания. К контроллеру 1 соответственно подключены погружной датчик температуры теплоносителя 3 системы отопления здания ко входу К11, датчик температуры внутреннего воздуха 4, расположенный в помещении здания, ко входу К12, датчик температуры наружного воздуха 5, расположенный на северной стороне здания, ко входу К0. CAP системы отопления здания содержит теплообменник 6, циркуляционный насос 7 с электроприводом 8, подключенный к выходу Н11 контроллера 1, регулирующий клапан 9 с исполнительным механизмом 10, подключенным к выходу Н12 контроллера 1. При этом регулирующий клапан 9 с исполнительным механизмом 10 расположен перед теплообменником 6. Кроме того, теплообменник 6 в системе отопления здания установлен на подающем и обратном трубопроводах таким образом, что, с одной стороны, он связан с подающим 11 и обратным 12 трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны соответственно 13 и 14 и регулирующий клапан 9, а с другой стороны, связанный с ветвями системы отопления здания через 2-е запорные краны соответственно 15 и 16 и циркуляционный насос 7. При этом между регулирующим клапаном 9 и 1-ми запорными кранами соответственно 13 и 14 расположена перемычка 17 с обратным клапаном 18 и дополнительным запорным краном 19, соединяющая подающий и обратный трубопроводы перед теплообменником 6, а также связанная с системой отопления здания через 3-и запорные краны соответственно 20 и 21 в местах соединения между циркуляционным насосом 7 и 2-ми запорными кранами соответственно 15 и 16. На вводе в тепловой пункт расположен теплосчетчик 22, включающий датчики температуры теплоносителя 23 и 24 и расходомер 25, подключенные к тепловычислителю 26. Выходы U0 контроллера 1 и теплосчетчика 22 соответственно подключены ко входам U1 и U2 промежуточного контроллера 27. Так как нет необходимости согласования интерфейсов, то адаптер связи на фиг.1 не показан. Адаптер связи может появиться в схеме, если необходимо согласовать интерфейсы между промежуточным контроллером и теплосчетчиком или теплосчетчиками. Промежуточный контроллер может отсутствовать в схеме, если его функции выполняет управляющая вычислительная машина 28, а адаптер связи применяется для согласования интерфейсов. В рассматриваемом варианте применяется промежуточный контроллер 27, который через цифровой коммуникационный порт U3 связан с цифровым коммуникационным портом управляющей вычислительной машины 28 диспетчерского пульта управления. Дополнительные контроллеры на фиг.1 не показаны, так как они могут появляться в CAP для зданий с большим количеством раздельных систем отопления, например, для здания O-образной формы, имеющего 8 фасадов с раздельными системами отоплении. Кроме того, ветви системы отопления здания содержат стояки с отопительными приборами 29.The system for automatically controlling the heating of a building, taking into account its facades according to the first embodiment, shown in Fig. 1, contains a controller 1, separate heating systems for the building along its facades, for example, one heating system 2 of a building. To the controller 1, respectively, an immersion temperature sensor for the heating medium 3 of the building heating system is connected to the input K 11 , the internal temperature sensor 4 located in the building’s premises, to the input K 12 , the outdoor temperature sensor 5 located on the north side of the building, to the input K 0 . The building heating system CAP contains a heat exchanger 6, a circulation pump 7 with an electric actuator 8, connected to the output H 11 of the controller 1, a control valve 9 with an actuator 10 connected to the output H 12 of the controller 1. At the same time, the control valve 9 with the actuator 10 is located in front of heat exchanger 6. In addition, the heat exchanger 6 in the heating system of the building is installed on the supply and return pipelines so that, on the one hand, it is connected to the supply 11 and return 12 pipelines of the external heating networks through 1st shut-off valves 13 and 14, respectively, and a control valve 9, and on the other hand, connected to the branches of the heating system of the building through 2 shut-off valves, 15 and 16, respectively, and a circulation pump 7. Moreover, between the control valve 9 and 1 with stopcocks 13 and 14, respectively, a jumper 17 is located with a check valve 18 and an additional stopcock 19, which connects the supply and return pipes to the heat exchanger 6, and also connected to the building heating system through 3 stopcocks, respectively 20 and 21 at the junction points between the circulating pump 7 and 2 mi stopcocks 15 and 16. At the input item is located in the thermal energy meter 22 including a coolant temperature sensors 23 and 24 and a flow meter 25 connected to the heat meter 26. The outputs U 0 and controller 1, a heat meter 22 are respectively connected to the inputs U 1 and U 2 of the intermediate controller 27. Since there is no need for matching interfaces, the communication adapter is not shown in figure 1. A communication adapter may appear in the circuit if it is necessary to coordinate the interfaces between the intermediate controller and the heat meter or heat meters. An intermediate controller may be absent in the circuit if its functions are performed by the control computer 28, and the communication adapter is used to coordinate the interfaces. In this embodiment, an intermediate controller 27 is used, which is connected through a digital communication port U 3 to the digital communication port of the control computer 28 of the supervisory control panel. Additional controllers are not shown in FIG. 1, since they can appear in the CAP for buildings with a large number of separate heating systems, for example, for an O-shaped building with 8 facades with separate heating systems. In addition, the branches of the heating system of the building contain risers with heating devices 29.
Система автоматического регулирования отопления здания с учетом его фасадов по второму варианту, представленная на фиг.2, содержит контроллер 1, раздельные системы отопления здания по его фасадам, например, одну систему отопления 2 здания. К контроллеру 1 соответственно подключены погружной датчик температуры теплоносителя 3 системы отопления здания ко входу К11, датчик температуры внутреннего воздуха 4, расположенный в помещении здания, ко входу К 12, датчик температуры наружного воздуха 5, расположенный на северной стороне здания, ко входу К0. CAP системы отопления здания содержит теплообменник 6, циркуляционный насос 7 с электроприводом 8, подключенный к выходу Н11 контроллера 1, регулирующий клапан 9 с исполнительным механизмом 10, подключенным к выходу H12 контроллера 1. При этом регулирующий клапан 9 с исполнительным механизмом 10 расположен перед теплообменником 6. Кроме того, теплообменник 6 в системе отопления здания установлен на подающем и обратном трубопроводах таким образом, что, с одной стороны, он связан с подающим 11 и обратным 12 трубопроводами наружных тепловых сетей через 1-е запорные краны соответственно 13 и 14 и регулирующий клапан 9, а с другой стороны, связанный с ветвями системы отопления здания через 2-е запорные краны соответственно 15 и 16 и циркуляционный насос 7. При этом между циркуляционным насосом 7 и 2-ми запорными кранами соответственно 15 и 16 расположена перемычка 17 с обратным клапаном 18 и дополнительным запорным краном 19, соединяющая подающий и обратный трубопроводы системы отопления, а также связанная со стороны теплообменника 6 с наружными тепловыми сетями через 3-и запорные краны соответственно 20 и 21 в местах соединения между регулирующим клапаном 9 и 1-ми запорными кранами соответственно 13 и 14. На вводе в тепловой пункт расположен теплосчетчик 22, включающий датчики температуры теплоносителя 23 и 24 и расходомер 25, подключенные к тепловычислителю 26. Выходы U0 контроллера 1 и теплосчетчика 22 соответственно подключены ко входам U1 и U2 промежуточного контроллера 27. Так как нет необходимости согласования интерфейсов, то адаптер связи на фиг.2 не показан. Адаптер связи может появиться в схеме, если необходимо согласовать интерфейсы между промежуточным контроллером и теплосчетчиком или теплосчетчиками. Промежуточный контроллер может отсутствовать в схеме, если его функции выполняет управляющая вычислительная машина 28, а адаптер связи применяется для согласования интерфейсов. В рассматриваемом варианте применяется промежуточный контроллер 27, который через цифровой коммуникационный порт U3 связан с цифровым коммуникационным портом управляющей вычислительной машины 28 диспетчерского пульта управления. Дополнительные контроллеры на фиг.2 не показаны, так как они могут появляться в CAP для зданий с большим количеством раздельных систем отопления, например, для здания O-образной формы, имеющего 8 фасадов с раздельными системами отопления. Кроме того, ветви системы отопления здания содержат стояки с отопительными приборами 29.The system for automatically controlling the heating of a building taking into account its facades according to the second embodiment, shown in FIG. 2, contains a controller 1, separate heating systems of the building along its facades, for example, one heating system 2 of the building. To the controller 1, respectively, an immersion temperature sensor for the heating medium 3 of the building heating system is connected to the input K 11 , the internal temperature sensor 4 located in the building’s premises, to the input K 12, the outdoor temperature sensor 5 located on the north side of the building, to the input K 0 . The building heating system CAP contains a heat exchanger 6, a circulation pump 7 with an electric actuator 8, connected to the output H 11 of the controller 1, a control valve 9 with an actuator 10 connected to the output H 12 of the controller 1. At the same time, the control valve 9 with the actuator 10 is located in front of heat exchanger 6. In addition, the heat exchanger 6 in the heating system of the building is installed on the supply and return pipelines so that, on the one hand, it is connected to the supply 11 and return 12 pipelines of the external heating networks through 1st shut-off valves 13 and 14, respectively, and a control valve 9, and on the other hand, connected to the branches of the building heating system through 2 shut-off valves, respectively 15 and 16 and a circulation pump 7. Moreover, between the circulation pump 7 and 2 with shut-off valves 15 and 16, respectively, a jumper 17 is located with a check valve 18 and an additional shut-off valve 19, connecting the supply and return pipes of the heating system, as well as connected from the heat exchanger 6 with external heating networks through 3 shut-off valves, respectively 20 and 21 at the junction between the control valve 9 and 1 shut-off valves 13 and 14, respectively. At the input to the heat point there is a heat meter 22, including temperature sensors for the heat carrier 23 and 24 and a flow meter 25 connected to the heat meter 26. Outputs U 0 of the controller 1 and the heat meter 22 are respectively connected to the inputs U 1 and U 2 of the intermediate controller 27. Since there is no need to coordinate the interfaces, the communication adapter is not shown in FIG. 2. A communication adapter may appear in the circuit if it is necessary to coordinate the interfaces between the intermediate controller and the heat meter or heat meters. An intermediate controller may be absent in the circuit if its functions are performed by the control computer 28, and the communication adapter is used to coordinate the interfaces. In this embodiment, an intermediate controller 27 is used, which is connected through a digital communication port U 3 to the digital communication port of the control computer 28 of the supervisory control panel. Additional controllers are not shown in FIG. 2, since they can appear in the CAP for buildings with a large number of separate heating systems, for example, for an O-shaped building with 8 facades with separate heating systems. In addition, the branches of the heating system of the building contain risers with heating devices 29.
Важно отметить, что для различных типов зданий с учетом их планировок суть предлагаемого изобретения не меняется, а изменяется только количество раздельных систем отопления зданий.It is important to note that for various types of buildings, taking into account their layouts, the essence of the invention does not change, but only the number of separate building heating systems changes.
CAP отопления здания по первому варианту (см. фиг.1) работает следующим образом. Автоматическое регулирование температуры теплоносителя в системе отопления обеспечивается контроллером 1 с учетом того, что система регулирования является двухконтурной. Это повышает динамическую устойчивость и точность регулирования. Первый контур, регулирующий расход теплоносителя из тепловых сетей в зависимости от температуры наружного воздуха, является малоинерционным, что позволяет осуществлять управление без статической ошибки, используя для этого пропорционально-интегральной закон регулирования. Второй контур, включающий инерционные элементы (помещения здания), работает по пропорциональному закону регулирования с учетом большой инерционности объекта управления, и корректирует работу первого контура. В первом контуре системы автоматизации на базе контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δt1 как результата сравнения значения от его программного задатчика (ПЗ1) и данных от погружного датчика температуры теплоносителя 3, расположенного после теплообменника 6. При этом следует отметить, что сигналы от датчиков температуры 3, 4, 5, поступающие на аналоговые входы (К11, К12, К0) контроллера 1, преобразуются в цифровые. Затем управляющая команда от контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал и подается на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9. При этом соответственно изменяется расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6. Функционирование задатчика ПЗ1 контроллера 1 определяется температурным графиком подачи теплоносителя при централизованном теплоснабжении здания с учетом температуры наружного воздуха, измеряемого датчиком температуры наружного воздуха 5, расположенного на северной стороне здания. Циркуляционный насос 7 создает необходимый и постоянный расход в системе отопления здания с помощью электропривода 8, подключенного к выходу Н11 контроллера 1. При этом следует отметить, что при увеличении температуры в системе отопления здания контроллер 1 формирует управляющую команду, при которой исполнительный механизм 10 перемещает шток регулирующего клапана 9 таким образом, что уменьшается расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 и это соответственно приводит к стабилизации заданной температуры в системе отопления здания. В случае уменьшения температуры в системе отопления здания по командам контроллера 1 исполнительный механизм 10 с помощью регулирующего клапана 9, наоборот, увеличивает расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 и т.д. Во втором контуре на базе этого же контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δt2 как результата сравнения значения от его второго задатчика (ПЗ2) и данных от датчика температуры внутреннего воздуха 4, установленного в помещении здания. Затем команда от контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал, поступающий на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9, т.е. при этом корректируется расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 с учетом температуры в помещении здания. При потерях работоспособности теплообменника 6 системы отопления он с помощью 1-х и 2-х запорных кранов соответственно 13, 14 и 15, 16 отсоединяется от наружных тепловых сетей 11 и 12, а также и от системы отопления 2. Учитывая, что между регулирующим клапаном 9 и 1-ми запорными кранами соответственно 13, 14 расположена перемычка 17 с обратным клапаном 18 и дополнительным запорным краном 19, то после открытия крана 19 перемычка 17, во-первых, соединяет подающий и обратный трубопроводы перед теплообменником 6, а во-вторых, после открытия 3-х запорных кранов соответственно 20 и 21 связывается с системой отопления 2 через 3-и запорные краны соответственно 20 и 21, причем только в местах соединения между циркуляционным насосом 7 и 2-ми запорными кранами соответственно 15, 16. Далее CAP системы отопления продолжает функционировать по так называемой зависимой схеме присоединения системы отопления к наружным тепловым сетям 11 и 12. Без теплообменника 6, но с перемычкой 17 CAP работает аналогично, как описано. Основное отличие заключается в том, что по командам контроллера 1 преобразованные выходные электрические сигналы поступают на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9, для изменения расхода теплоносителя из подающего трубопровода 11 и соответственно для его увеличения или уменьшения при подмешивании к теплоносителю в системе отопления 2, т.е. в целом для изменения температуры теплоносителя в системе отопления в соответствии с заданной. После проведения регламентных работ или замены теплообменника его можно обратно вернуть в систему отопления и, совершив обратные действия после его отключения, включить его в работу. Для анализа работоспособности теплообменника CAP отопления здания применяется система автоматизированного мониторинга о режимах работы исследуемого теплообменника 6 на основе данных, поступающих от датчиков температуры теплоносителя 23 и 24, связанных с тепловычислителем 26 теплосчетчика 22, и от погружного датчика температуры теплоносителя 3 системы отопления, связанного с контроллером 1. Теплосчетчик 22 и контроллер 1 связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер 27 с управляющей вычислительной машиной 28 диспетчерского пульта управления с системой автоматизированного мониторинга.CAP heating of the building according to the first embodiment (see figure 1) works as follows. Automatic control of the temperature of the coolant in the heating system is provided by the controller 1, taking into account the fact that the control system is a dual circuit. This increases dynamic stability and control accuracy. The first circuit, which regulates the flow of heat carrier from the heating networks depending on the temperature of the outside air, is low inertia, which allows control without static error, using the proportional-integral control law for this. The second circuit, including the inertial elements (building premises), works according to the proportional control law, taking into account the large inertia of the control object, and corrects the operation of the primary circuit. In the first circuit of the automation system, based on controller 1, a control command is generated taking into account the control law when a deviation Δ t1 occurs as a result of comparing the value from its software setpoint (PZ 1 ) and data from the immersion temperature sensor of the coolant 3 located after the heat exchanger 6. note that the signals from temperature sensors 3, 4, 5, supplied to the analog inputs (K 11 , K 12 , K 0 ) of the controller 1, are converted to digital. Then, the control command from the controller 1 is converted into an electric signal and fed to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9. In this case, the coolant flow rate from the supply pipe 11 through the heat exchanger accordingly changes. The operation of the PZ 1 controller 1 is determined by the temperature schedule of the coolant supply with centralized heat supply of the building taking into account the outdoor temperature, measured by the outdoor temperature sensor 5, located on the north side of the building. The circulation pump 7 creates the necessary and constant flow in the building heating system using an electric drive 8 connected to the output H 11 of the controller 1. It should be noted that when the temperature in the building heating system increases, the controller 1 generates a control command in which the actuator 10 moves the rod of the control valve 9 in such a way that the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6 is reduced and this accordingly leads to stabilization of the set temperature in the system building heating IU. In the case of a decrease in temperature in the heating system of the building according to the commands of the controller 1, the actuator 10 using the control valve 9, on the contrary, increases the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6, etc. In the second circuit, on the basis of the same controller 1, a control command is formed taking into account the control law when a deviation Δ t2 occurs as a result of comparing the value from its second setpoint (PZ 2 ) and data from the indoor air temperature sensor 4 installed in the building. Then the command from the controller 1 is converted into an electrical signal supplied to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9, i.e. at the same time, the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6 is adjusted taking into account the temperature in the building. In case of loss of operability of the heat exchanger 6 of the heating system, it is disconnected from the external heating networks 11 and 12, as well as from the heating system 2 using 1 and 2 shut-off valves, respectively. Considering that between the control valve 9 and 1 shut-off valves 13, 14 respectively, a jumper 17 is located with a check valve 18 and an additional shut-off valve 19, then after opening the valve 19, the jumper 17, firstly connects the supply and return pipelines before the heat exchanger 6, and secondly, after opening 3 stopcocks, respectively Naturally, 20 and 21 communicates with heating system 2 through 3 shut-off valves, respectively 20 and 21, and only at the junction between the circulation pump 7 and 2 shut-off valves, respectively, 15, 16. Further, the CAP of the heating system continues to operate according to the so-called dependent the connection scheme of the heating system to the external heating networks 11 and 12. Without a heat exchanger 6, but with a jumper 17, the CAP works in the same way as described. The main difference is that, according to the commands of the controller 1, the converted output electrical signals are supplied to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9, to change the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 and, accordingly, to increase or decrease it when mixed with the coolant in the heating system 2 , i.e. in general, to change the temperature of the coolant in the heating system in accordance with the set. After carrying out routine maintenance or replacing the heat exchanger, it can be returned to the heating system and, having performed the reverse steps after it is turned off, turn it on. To analyze the operability of the building heating heat exchanger CAP, an automated monitoring system is applied about the operating modes of the studied heat exchanger 6 based on data received from the temperature sensors of the heat carrier 23 and 24 associated with the heat meter 26 of the heat meter 22, and from the immersion temperature sensor of the heat carrier 3 connected to the controller 1. The heat meter 22 and the controller 1 are connected through a communication adapter and / or an intermediate controller 27 with the control computer 28 of the control room management with automated monitoring system.
CAP отопления здания по второму варианту (см. фиг.2) работает следующим образом. Автоматическое регулирование температуры теплоносителя в системе отопления обеспечивается контроллером 1 с учетом того, что система регулирования является двухконтурной. Это повышает динамическую устойчивость и точность регулирования. Первый контур, регулирующий расход теплоносителя из тепловых сетей в зависимости от температуры наружного воздуха, является малоинерционным, что позволяет осуществлять управление без статической ошибки, используя для этого пропорционально-интегральной закон регулирования. Второй контур, включающий инерционные элементы (помещения здания), работает по пропорциональному закону регулирования с учетом большой инерционности объекта управления и корректирует работу первого контура. В первом контуре системы автоматизации на базе контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δt1 как результата сравнения значения от его программного задатчика (ПЗ1) и данных от погружного датчика температуры теплоносителя 3, расположенного после теплообменника 6. При этом следует отметить, что сигналы от датчиков температуры 3, 4, 5, поступающие на аналоговые входы (К11, K12, К0) контроллера 1, преобразуются в цифровые. Затем управляющая команда от контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал и подается на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9. При этом соответственно изменяется расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6.CAP heating of the building according to the second embodiment (see figure 2) works as follows. Automatic control of the temperature of the coolant in the heating system is provided by the controller 1, taking into account the fact that the control system is a dual circuit. This increases dynamic stability and control accuracy. The first circuit, which regulates the flow of heat carrier from the heating networks depending on the temperature of the outside air, is low inertia, which allows control without static error, using the proportional-integral control law for this. The second circuit, including the inertial elements (building premises), works according to the proportional control law, taking into account the large inertia of the control object, and corrects the operation of the primary circuit. In the first circuit of the automation system, based on controller 1, a control command is generated taking into account the control law when a deviation Δ t1 occurs as a result of comparing the value from its software setpoint (PZ 1 ) and data from the immersion temperature sensor of the coolant 3 located after the heat exchanger 6. note that the signals from temperature sensors 3, 4, 5, received at the analog inputs (K 11 , K 12 , K 0 ) of the controller 1, are converted to digital. Then, the control command from the controller 1 is converted into an electrical signal and fed to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9. In this case, the flow rate of the heat carrier from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6 accordingly changes.
Функционирование задатчика ПЗ1 контроллера 1 определяется температурным графиком подачи теплоносителя при централизованном теплоснабжении здания с учетом температуры наружного воздуха, измеряемого датчиком температуры наружного воздуха 5, расположенного на северной стороне здания. Циркуляционный насос 7 создает необходимый и постоянный расход в системе отопления здания с помощью электропривода 8, подключенного к выходу Н11 контроллера 1. При этом следует отметить, что при увеличении температуры в системе отопления здания контроллер 1 формирует управляющую команду, при которой исполнительный механизм 10 перемещает шток регулирующего клапана 9 таким образом, что уменьшается расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 и это соответственно приводит к стабилизации заданной температуры в системе отопления здания. В случае уменьшения температуры в системе отопления здания по командам контроллера 1 исполнительный механизм 10 с помощью регулирующего клапана 9, наоборот, увеличивает расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 и т.д. Во втором контуре на базе этого же контроллера 1 формируется управляющая команда с учетом закона регулирования при возникновении отклонения Δt2 как результата сравнения значения от его второго задатчика (ПЗ2) и данных от датчика температуры внутреннего воздуха 4, установленного в помещении здания. Затем команда от контроллера 1 преобразуется в электрический сигнал, поступающий на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9, т.е. при этом корректируется расход теплоносителя из подающего трубопровода 11 через теплообменник 6 с учетом температуры в помещении здания. При потерях работоспособности теплообменника 6 системы отопления он с помощью 1- и 2-х запорных кранов соответственно 13, 14 и 15, 16 отсоединяется от наружных тепловых сетей 11 и 12, а также и от системы отопления 2. Учитывая, что между циркуляционным насосом 7 и 2-ми запорными кранами соответственно 15 и 16 расположена перемычка 17 с обратным клапаном 18 и дополнительным запорным краном 19, то после открытия этого крана 19 перемычка 17, во-первых, соединяет подающий и обратный трубопроводы системы отопления 2, а во-вторых, после открытия 3-х запорных кранов соответственно 20, 21 связывается с наружными тепловыми сетями 11 и 12 через 3-и запорные краны соответственно 20 и 21, причем только в местах соединения между регулирующим клапаном 9 и 1-ми запорными кранами соответственно 13 и 14. Далее CAP системы отопления продолжает функционировать по зависимой схеме присоединения системы отопления к наружным тепловым сетям 11 и 12. Без теплообменника 6, но с перемычкой 17 CAP работает аналогично, как описано. Основное отличие заключается в том, что по командам контроллера 1 преобразованные выходные электрические сигналы поступают на исполнительный механизм 10, перемещающий шток регулирующего клапана 9, для изменения расхода теплоносителя из подающего трубопровода 11 и соответственно для его увеличения или уменьшения при подмешивании к теплоносителю в системе отопления 2, т.е. в целом для изменения температуры теплоносителя в системе отопления в соответствии с заданной. После проведения регламентных работ или замены теплообменника его можно обратно вернуть в систему отопления и, совершив обратные действия после его отключения, включить его в работу. Для анализа работоспособности теплообменника CAP отопления здания применяется система автоматизированного мониторинга о режимах работы исследуемого теплообменника 6 на основе данных, поступающих от датчиков температуры теплоносителя 23 и 24, связанных с тепловычислителем 26 теплосчетчика 22, и от погружного датчика температуры теплоносителя 3 системы отопления, связанного с контроллером 1. Теплосчетчик 22 и контроллер 1 связаны через адаптер связи и/или промежуточный контроллер 27 с управляющей вычислительной машиной 28 диспетчерского пульта управления с системой автоматизированного мониторинга.The operation of the setpoint PZ 1 of the controller 1 is determined by the temperature schedule of the coolant supply for centralized heat supply of the building, taking into account the outdoor temperature, measured by the outdoor temperature sensor 5, located on the north side of the building. The circulation pump 7 creates the necessary and constant flow in the building heating system using an electric drive 8 connected to the output H 11 of the controller 1. It should be noted that when the temperature in the building heating system increases, the controller 1 generates a control command in which the actuator 10 moves the rod of the control valve 9 in such a way that the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6 is reduced and this accordingly leads to stabilization of the set temperature in the system building heating IU. In the case of a decrease in temperature in the heating system of the building according to the commands of the controller 1, the actuator 10 using the control valve 9, on the contrary, increases the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6, etc. In the second circuit, on the basis of the same controller 1, a control command is formed taking into account the control law when a deviation Δ t2 occurs as a result of comparing the value from its second setpoint (PZ 2 ) and data from the indoor air temperature sensor 4 installed in the building. Then the command from the controller 1 is converted into an electrical signal supplied to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9, i.e. at the same time, the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 through the heat exchanger 6 is adjusted taking into account the temperature in the building. In case of loss of operability of the heat exchanger 6 of the heating system, it is disconnected from the external heating networks 11 and 12, as well as from the heating system 2 using 1 and 2 shut-off valves, respectively. Considering that between the circulation pump 7 and with 2 stopcocks 15 and 16, respectively, there is a jumper 17 with a check valve 18 and an additional shut-off valve 19, then after opening this tap 19, the jumper 17, firstly, connects the supply and return pipes of the heating system 2, and secondly, after opening 3 stopcocks with Responsibly 20, 21 communicates with external heating networks 11 and 12 through 3 shut-off valves, respectively 20 and 21, and only at the junction between the control valve 9 and 1 shut-off valves, respectively 13 and 14. Further, the CAP of the heating system continues to operate according to the dependent scheme of connecting the heating system to the external heating networks 11 and 12. Without a heat exchanger 6, but with a jumper 17, the CAP works in the same way as described. The main difference is that, according to the commands of the controller 1, the converted output electrical signals are supplied to the actuator 10, which moves the rod of the control valve 9, to change the flow rate of the coolant from the supply pipe 11 and, accordingly, to increase or decrease it when mixed with the coolant in the heating system 2 , i.e. in general, to change the temperature of the coolant in the heating system in accordance with the set. After carrying out routine maintenance or replacing the heat exchanger, it can be returned to the heating system and, having performed the reverse steps after it is turned off, turn it on. To analyze the operability of the building heating heat exchanger CAP, an automated monitoring system is applied about the operating modes of the studied heat exchanger 6 based on data received from the temperature sensors of the heat carrier 23 and 24 associated with the heat meter 26 of the heat meter 22, and from the immersion temperature sensor of the heat carrier 3 connected to the controller 1. The heat meter 22 and the controller 1 are connected through a communication adapter and / or an intermediate controller 27 with the control computer 28 of the control room management with automated monitoring system.
Таким образом, предлагаемое техническое решение направлено на повышение надежности функционирования CAP отопления здания с учетом его фасадов и на обеспечение возможности проведения регламентных работ в отопительный период на теплообменниках за счет применения малозатратного, неметаллоемкого и энергоэффективного технического решения, предназначенного для подключения систем отопления здания к тепловым сетям по зависимой схеме и за счет применения системы автоматизированного мониторинга для анализа работоспособности теплообменников.Thus, the proposed technical solution is aimed at improving the reliability of CAP heating of the building taking into account its facades and at ensuring the possibility of carrying out routine maintenance during the heating period on heat exchangers through the use of low-cost, non-metal-consuming and energy-efficient technical solutions designed to connect building heating systems to heating networks according to a dependent scheme and through the use of an automated monitoring system for analyzing the performance of a heat exchanger ov.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109824/28A RU2287174C1 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109824/28A RU2287174C1 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005109824A RU2005109824A (en) | 2006-09-10 |
| RU2287174C1 true RU2287174C1 (en) | 2006-11-10 |
Family
ID=37112703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005109824/28A RU2287174C1 (en) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2287174C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733555C2 (en) * | 2015-11-30 | 2020-10-05 | Зе Боинг Компани | Automated reports system (ars) temperature reports generators |
-
2005
- 2005-04-05 RU RU2005109824/28A patent/RU2287174C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Кулев М.В. Применение комплекса автоматизации регулирования тепла в административных зданиях Екатеринбурга // Энергосбережение, 2000. №2. - с.24-25. Ливчак В.И. Энергосбережение в системах централизованного теплоснабжения на новом этапе развития// Энергосбережение, 2000. №2. - с.4-9. * |
| Леодус О.Г., Чижик О.Г. Автоматизация регулирования подачи тепла для отопления жилых и общественных зданий. М.: ЦНИИЭП, 1974, с.24-31. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2733555C2 (en) * | 2015-11-30 | 2020-10-05 | Зе Боинг Компани | Automated reports system (ars) temperature reports generators |
| US11118849B2 (en) | 2015-11-30 | 2021-09-14 | The Boeing Company | Computer aided measuring system (CAMS) temperature reporters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005109824A (en) | 2006-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101308915B1 (en) | Method for controlling heating system | |
| EP3136013B1 (en) | Heat pump chilling system and control method therefor | |
| DK2449314T3 (en) | A method and device for tempering of a building | |
| EP2868991B1 (en) | Heat recovery plant control device, heat recovery plant system comprising such a control device, and heat recovery plant control method | |
| CN103221750A (en) | Method for automatic hydraulic compensation in fluid-onducting systems | |
| CN109477653A (en) | By the way that the method for having the building of master controller to improve cooling system operational paradigm is transformed | |
| EP3488313B1 (en) | Reduction of the return temperature in district heating and increasing of the return temperature in district cooling | |
| US20180245809A1 (en) | Determining costs associated with an hvac system | |
| EP3708921A1 (en) | Building with demand-controlled heat exchange system for ventilation, heat exchange ventilation system and heat exchange system | |
| RU2287174C1 (en) | System for automatic adjustment of building heating with consideration of its fronts (variants) | |
| EP3428547B1 (en) | Heating system | |
| RU2274888C1 (en) | System for automatic adjustment of heating along building fronts with use of heat exchangers | |
| RU2284563C1 (en) | Automatic heating control system dealing with two building elevations | |
| EP4086725A1 (en) | Air-conditioning and/or heating plant and process of controlling said plant | |
| RU133592U1 (en) | BLOCK AUTOMATED UNIFIED THERMAL ITEM | |
| RU2247422C1 (en) | System for automated building heating adjustment with consideration of climatic factors | |
| Waltz | Variable flow chilled water or how I learned to love my VFD | |
| CN211290243U (en) | Pipeline warming device for photovoltaic electric heating pump room | |
| WO2016101152A1 (en) | Temperature regulating systems and control methods thereof | |
| US20240110720A1 (en) | Controlled routing of hydronic flow using a distribution area director | |
| CN207317260U (en) | Hydraulic module device | |
| RU66795U1 (en) | HEATER CONTROL DEVICE | |
| CN205481591U (en) | Temperature adjusting system | |
| Sun et al. | Procedure for Calculating Building Chilled and Hot Water Differential Pressure Setpoint | |
| CN202511697U (en) | Multifunctional intelligent automatic heat exchange system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111110 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111114 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |