RU2304799C1 - Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance - Google Patents
Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304799C1 RU2304799C1 RU2006113283/28A RU2006113283A RU2304799C1 RU 2304799 C1 RU2304799 C1 RU 2304799C1 RU 2006113283/28 A RU2006113283/28 A RU 2006113283/28A RU 2006113283 A RU2006113283 A RU 2006113283A RU 2304799 C1 RU2304799 C1 RU 2304799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- temperature
- comparison element
- comparator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области регулирования параметров микроклимата и может быть использовано для автоматического контроля и регулирования физических величин, например температуры.The present invention relates to the field of regulating microclimate parameters and can be used for automatic control and regulation of physical quantities, such as temperature.
Оно может использоваться для оценки усредненного теплового сопротивления между помещением и внешней средой, а также для оценки тепловой мощности, расходуемой для поддержания заданной температуры.It can be used to estimate the average thermal resistance between the room and the external environment, as well as to estimate the thermal power spent to maintain a given temperature.
Известен ряд устройств отпуска тепла. Температурный график качественного регулирования разнородной нагрузки отопления при низких наружных температурах, как правило, не выполняется. Это обусловлено некоторыми техническими и технологическими причинами (см. Быков А.Б. Регулирование отпуска тепла в системах централизованного теплоснабжения в периоды резкого похолодания // Теплоэнергетика, №7, 2003 - с.52-53).A number of heat release devices are known. The temperature schedule for the qualitative regulation of the heterogeneous heating load at low outside temperatures, as a rule, is not fulfilled. This is due to some technical and technological reasons (see Bykov AB. Regulation of heat supply in district heating systems during periods of sharp cooling // Thermal Engineering, No. 7, 2003 - p.52-53).
Известно устройство для контроля физических величин, например температуры, содержащее измерительный мост, в одно из плеч которого включен датчик, источник питания моста, усилитель разбаланса в диагонали моста и исполнительное реле с выходным контактом (АС СССР №397752, опубликованный 18.11.74 г., МПК2 G01d 3/06).A device for controlling physical quantities, such as temperature, containing a measuring bridge, one of the shoulders of which includes a sensor, a bridge power supply, an unbalance amplifier in the diagonal of the bridge and an executive relay with an output contact (USSR AS No. 397752, published on November 18, 74, IPC 2 G01d 3/06).
Недостатком данного устройства является то, что решается задача регулировки теплообмена на основе дифференциальной составляющей затрат энергии.The disadvantage of this device is that it solves the problem of regulating heat transfer based on the differential component of energy costs.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для регулирования температуры и относительной влажности воздуха в помещении, содержащее датчик и задатчик температуры, подключенные к элементу сравнения, блок умножения, блок деления, регулятор температуры, исполнительный орган (АС СССР №691812, МПК2 G05D 23/10, БИ №38, 1979 г.).The closest in technical essence is a device for controlling the temperature and relative humidity of the air in the room, containing a temperature sensor and setpoint connected to a comparison element, a multiplication unit, a division unit, a temperature controller, an executive body (USSR AS No. 691812, IPC 2 G05D 23 / 10, BI No. 38, 1979).
Задачей предложенного изобретения является возможность прогнозирования изменения теплозатрат при различных режимах теплообмена, и выбирать эффективные меры по их снижению.The objective of the proposed invention is the ability to predict changes in heat consumption at different modes of heat transfer, and choose effective measures to reduce them.
Поставленная задача достигается тем, что в информационно-измерительную систему эквивалентного теплового сопротивления, содержащую датчик температуры на входе теплообменника, подключенный к первому входу первого элемента сравнения, выход которого подключен к второму входу первого блока умножения, выход которого подключен к первому входу блока деления, задатчик температуры, регулятор температуры, первый выход которого подключен к входу исполнительного органа, дополнительно введены датчик температуры теплоносителя на выходе теплообменника, датчик скорости теплоносителя, задатчик константы теплоемкости теплоносителя, второй блок умножения, индикатор тепловой мощности, первый и второй компараторы, таймер, индикатор положения диафрагмы, датчик температуры внутри помещения, датчик температуры вне помещения, второй элемент сравнения, третий блок умножения, индикатор эквивалентного температурного сопротивления, причем датчик температуры теплоносителя на выходе теплообменника подключен к второму входу первого элемента сравнения, выход датчика скорости теплоносителя подключен к первому входу второго блока умножения, выход задатчика константы теплоносителя подключен к второму входу второго блока умножения, выход которого подключен к входу первого блока умножения, выход которого подключен к входу индикатора тепловой мощности и первому входу блока деления, первый выход задатчика температуры подключен к второму входу первого компаратора, второй выход задатчика температуры подключен к первому входу второго компаратора, выход первого компаратора подключен к первому входу регулятора температуры, ко второму входу которого подключен выход таймера, а к третьему входу подключен выход второго компаратора, первый выход регулятора температуры соединен с входом исполнительного органа, второй выход регулятора температуры подключен к выходу индикатора положения диафрагмы, выход датчика температуры внутри помещения подключен к первому входу второго элемента сравнения, к второму входу которого подключен датчик температуры вне помещения, выход второго элемента сравнения подключен к первому входу первого компаратора, к второму входу второго компаратора, первому и второму входу третьего блока умножения, выход которого подключен к второму входу блока деления, выход которого подключен к входу индикатора эквивалентного температурного сопротивления.The problem is achieved in that in the information-measuring system of equivalent thermal resistance, containing a temperature sensor at the input of the heat exchanger, connected to the first input of the first comparison element, the output of which is connected to the second input of the first multiplication unit, the output of which is connected to the first input of the division unit, temperature regulator, the first output of which is connected to the input of the executive body, additionally introduced a temperature sensor of the coolant at the output of the heat exchange Ennika, coolant speed sensor, heat capacity constant constant adjuster, second multiplication unit, heat power indicator, first and second comparators, timer, diaphragm position indicator, indoor temperature sensor, outdoor temperature sensor, second comparison element, third multiplication unit, equivalent indicator temperature resistance, moreover, the temperature sensor of the coolant at the output of the heat exchanger is connected to the second input of the first comparison element, the output of the speed sensor of the coolant connected to the first input of the second multiplication unit, the output of the coolant constant setter is connected to the second input of the second multiplication unit, the output of which is connected to the input of the first multiplication unit, the output of which is connected to the input of the heat power indicator and the first input of the division unit, the first output of the temperature setter is connected to the second the input of the first comparator, the second output of the temperature setter is connected to the first input of the second comparator, the output of the first comparator is connected to the first input of the temperature controller the second input of which the timer output is connected, and the second comparator output is connected to the third input, the first output of the temperature controller is connected to the input of the actuator, the second output of the temperature controller is connected to the output of the diaphragm position indicator, the output of the indoor temperature sensor is connected to the first input of the second comparison element, to the second input of which an outdoor temperature sensor is connected, the output of the second comparison element is connected to the first input of the first comparator, to the second input of the second comparator, the first and second input of the third multiplication unit, the output of which is connected to the second input of the division unit, the output of which is connected to the input of the indicator of equivalent temperature resistance.
В информационно-измерительной системе эквивалентного теплового сопротивления датчик температуры, задатчик температуры, элементы сравнения, блок умножения, блок деления, регулятор температуры, компараторы используются по своему прямому назначению и широко известны в электротехнике. Однако совокупность соединений, указанная выше, в патентной и научно-технической литературе не обнаружены.In the information-measuring system of equivalent thermal resistance, a temperature sensor, temperature setter, comparison elements, multiplication unit, division unit, temperature controller, comparators are used for their intended purpose and are widely known in electrical engineering. However, the combination of compounds indicated above was not found in the patent and scientific literature.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема информационно-измерительной системы эквивалентного теплового сопротивления.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of an information-measuring system of equivalent thermal resistance.
Информационно-измерительная система эквивалентного теплового сопротивления содержит датчик температуры теплоносителя на входе теплообменника 1, подключенный к первому входу первого элемента сравнения 3, датчик температуры теплоносителя на выходе теплообменника 2, подключенный к второму входу первого элемента сравнения 3, выход датчика скорости теплоносителя 5 подключен к первому входу второго блока умножения 7, выход задатчика константы теплоносителя 6 подключен к второму входу второго блока умножения 7, выход которого подключен к входу первого блока умножения 4, выход которого подключен к входу индикатора тепловой мощности 8 и первому входу блока деления 20, первый выход задатчика температуры 9 подключен к второму входу первого компаратора 10, второй выход задатчика температуры 9 подключен к первому входу второго компаратора 11, выход первого компаратора 10 подключен к первому входу регулятора температуры 13, ко второму входу которого подключен выход таймера 12, а к третьему входу подключен выход второго компаратора 11, первый выход регулятора температуры 13 соединен с входом исполнительного органа 14, второй выход регулятора температуры подключен к выходу индикатора положения диафрагмы 15, выход датчика температуры внутри помещения 16 подключен к первому входу второго элемента сравнения 18, к второму входу которого подключен датчик температуры вне помещения 17, выход второго элемента сравнения 18 подключен к первому входу первого компаратора 10, к второму второго компаратора 11, первому и второму входам третьего блока умножения 19, выход которого подключен к второму входу блока деления 20, выход которого подключен к входу индикатора эквивалентного температурного сопротивления 21.The equivalent thermal resistance information-measuring system contains a temperature sensor for the coolant at the inlet of the heat exchanger 1 connected to the first input of the first comparison element 3, a temperature sensor for the coolant at the output of the heat exchanger 2 connected to the second input of the first comparison element 3, the output of the coolant speed sensor 5 is connected to the first the input of the second block of multiplication 7, the output of the setpoint constant of the coolant 6 is connected to the second input of the second block of multiplication 7, the output of which is connected to the input at the first multiplication unit 4, the output of which is connected to the input of the thermal power indicator 8 and the first input of the division unit 20, the first output of the temperature setter 9 is connected to the second input of the first comparator 10, the second output of the temperature setter 9 is connected to the first input of the second comparator 11, the output of the first the comparator 10 is connected to the first input of the temperature controller 13, to the second input of which the output of the timer 12 is connected, and the output of the second comparator 11 is connected to the third input, the first output of the temperature controller 13 is connected to the input executive body 14, the second output of the temperature controller is connected to the output of the indicator of the position of the diaphragm 15, the output of the temperature sensor indoors 16 is connected to the first input of the second element of comparison 18, the second input of which is connected to a temperature sensor outside 17, the output of the second comparison element 18 is connected to the first the input of the first comparator 10, to the second second comparator 11, the first and second inputs of the third multiplication unit 19, the output of which is connected to the second input of the division unit 20, the output of which is connected to the input of the equivalent temperature resistance indicator 21.
Информационно-измерительная система эквивалентного теплового сопротивления работает следующим образом.Information-measuring system of equivalent thermal resistance works as follows.
Для поддержания температуры в помещении используются теплообменники (радиаторы), через которые пропускают жидкий или газообразный теплоноситель, датчик температуры на входе в теплообменник 1 измеряет температуру на входе, а датчик температуры теплоносителя на выходе из теплообменника 2 измеряет температуру на выходе из теплообменника. Зная температуры теплоносителя на входе и на выходе теплообменника можно найти, на сколько градусов изменилась температура теплоносителя (Δt), сравнение температур на входе и выходе теплообменника происходит в первом элементе сравнения 3 и результат передается в первый блок умножения 4.To maintain the temperature in the room, heat exchangers (radiators) are used, through which liquid or gaseous coolant is passed, the temperature sensor at the inlet to the heat exchanger 1 measures the temperature at the inlet, and the temperature sensor of the heat carrier at the outlet of the heat exchanger 2 measures the temperature at the outlet of the heat exchanger. Knowing the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the heat exchanger, you can find how many degrees the temperature of the coolant (Δt) has changed, a comparison of the temperatures at the inlet and outlet of the heat exchanger takes place in the first comparison element 3 and the result is transmitted to the first multiplication unit 4.
Скорость движения теплоносителя измеряется в датчике скорости теплоносителя 5, а в задатчике константы теплоемкости теплоносителя 6 задается коэффициент, учитывающий сечение трубы теплоноситля и значение его теплоемкости. Зная скорость движения теплоносителя и сечение трубы, по которой он движется, можно найти его массу. Перемножая заданную константу на скорость теплоносителя во втором блоке умножения 7 и умножая на разность температур в (Δt) в первом блоке умножения 4, находим количество теплоты Q, отданное в теплообменнике.The velocity of the coolant is measured in the velocity sensor of the coolant 5, and in the setpoint of the heat capacity constant of the coolant 6, a coefficient is taken into account that takes into account the cross section of the coolant pipe and the value of its heat capacity. Knowing the velocity of the coolant and the cross section of the pipe through which it moves, you can find its mass. Multiplying the given constant by the velocity of the coolant in the second block of multiplication 7 and multiplying by the temperature difference in (Δt) in the first block of multiplication 4, we find the amount of heat Q given in the heat exchanger.
Q=c·m·Δt,Q = cm Δt
где с - теплоемкость;where c is the specific heat;
m - масса;m is the mass;
Δt - разность температур теплоносителя.Δt is the temperature difference of the coolant.
Измеряя количество теплоты за одну секунду, получим тепловую мощность Р, которую показываем на индикаторе тепловой мощности 8Measuring the amount of heat in one second, we get the thermal power P, which is shown on the indicator of thermal power 8
где Т - время.where T is time.
Температуру в помещении измеряем датчиком температуры внутри помещения 16, температуру вне помещения измеряем датчиком температуры вне помещения 17. Зная температуры внутри и вне помещения находим разность температур во втором элементе сравнения 18 и результат поступает на вход третьего блока умножения 19, на первый вход первого компаратора 10, второй вход второго компаратора 11.The temperature in the room is measured by the temperature sensor indoors 16, the temperature outdoors is measured by the temperature sensor outdoors 17. Knowing the temperature inside and outside we find the temperature difference in the second comparison element 18 and the result is fed to the input of the third multiplication unit 19, to the first input of the first comparator 10 , the second input of the second comparator 11.
Сигнал с задатчика температуры 9 (задает верхний и нижний пределы поддержания температуры) подается на второй вход первого компаратора 10 и первый вход второго компаратора 11.The signal from the temperature setter 9 (sets the upper and lower limits for maintaining the temperature) is supplied to the second input of the first comparator 10 and the first input of the second comparator 11.
Сигналы с выходов первого компаратора 10 и второго компаратора 11 поступают на первый и третий входы регулятора температуры 13, на второй вход которого поступают сигналы с таймера 12, с выхода регулятора температуры 13 сигнал поступает на индикатор положения диафрагмы 15 и исполнительный орган 14. Исполнительный орган представляет собой ступенчатый переключатель положения диафрагмы.The signals from the outputs of the first comparator 10 and the second comparator 11 are fed to the first and third inputs of the temperature controller 13, the second input of which receives signals from the timer 12, from the output of the temperature controller 13 the signal is sent to the indicator of the position of the diaphragm 15 and the executive body 14. The executive body represents a step diaphragm position switch.
Если температура ниже нижнего заданного порога, то с первого компаратора 10 поступает единичный сигнал, если температура выше верхнего заданного порога, то единичный сигнал поступает с второго компаратора 11 и по синхронизирующему сигналу с таймера 12 исполнительный орган 14 меняет положение диафрагмы в трубе теплоносителя.If the temperature is lower than the lower predetermined threshold, then a single signal is received from the first comparator 10, if the temperature is higher than the upper predetermined threshold, then a single signal comes from the second comparator 11 and, by the synchronizing signal from timer 12, the actuator 14 changes the position of the diaphragm in the coolant pipe.
Для регулировки температуры в помещении используем ступенчато переключающуюся диафрагму, расположенную в трубе теплоносителя. При закрывании диафрагмы скорость теплоносителя падает. В установившемся режиме разность температур теплоносителя постоянна и температура, поддерживаемая в помещении, не меняется. Значит тепловая мощность от теплообменника равна тепловой мощности обмена с внешней средой. Качество теплоизоляции можно оценить в виде эквивалентного теплового сопротивления теплоизоляции Rэ.с.:To adjust the temperature in the room, we use a stepwise switching diaphragm located in the coolant pipe. When closing the diaphragm, the coolant speed drops. In the steady state, the temperature difference between the coolant is constant and the temperature maintained in the room does not change. This means that the heat power from the heat exchanger is equal to the heat power of the exchange with the external environment. Thermal performance can be assessed in an equivalent thermal insulation resistance R e.s.:
где Δt1 - разность температур внутри и снаружи помещенияwherein Δt 1 - difference in temperature inside and outside
Выходной сигнал с третьего блока умножения 19, пропорциональный квадрату разности температур, поступивших на вход, подается на второй вход блока деления 20, на первый вход которого подступает сигнал с первого блока умножения 4. Выходной сигнал с блока деления 20 подается на индикатор эквивалентного температурного сопротивления изоляции между помещением и внешней средой 21.The output signal from the third multiplication unit 19, proportional to the square of the temperature difference received at the input, is supplied to the second input of the division unit 20, the first input of which is approached by the signal from the first multiplication unit 4. The output signal from the division unit 20 is fed to the indicator of the equivalent thermal insulation resistance between the room and the environment 21.
Использование данной информационно-измерительной системы позволит оценивать качество теплоизоляции помещения, даст возможность выбирать меры по эффективному сбережению (управлению) тепла или холода, а также оценить величину тепловой мощности, расходуемой при теплообмене с внешней средой.The use of this information-measuring system will make it possible to assess the quality of the thermal insulation of a room, make it possible to choose measures for the effective conservation (management) of heat or cold, and also to evaluate the amount of heat power consumed during heat exchange with the external environment.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемая информационно-измерительная система эквивалентного теплового сопротивления позволит прогнозировать изменение теплозатрат при различных режимах теплообмена и выбирать эффективные меры по их снижению.Thus, in comparison with the prototype, the proposed information-measuring system of equivalent heat resistance will make it possible to predict the change in heat consumption under various heat transfer modes and choose effective measures to reduce them.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113283/28A RU2304799C1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006113283/28A RU2304799C1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2304799C1 true RU2304799C1 (en) | 2007-08-20 |
Family
ID=38512010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006113283/28A RU2304799C1 (en) | 2006-04-19 | 2006-04-19 | Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304799C1 (en) |
-
2006
- 2006-04-19 RU RU2006113283/28A patent/RU2304799C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2573378C2 (en) | Device and method of valve opening control for hvac system | |
| Joe et al. | A model predictive control strategy to optimize the performance of radiant floor heating and cooling systems in office buildings | |
| RU2632070C2 (en) | Operating method of heat exchanger and hvac plant for method implementation | |
| US9004370B2 (en) | Method of increasing boiler efficiency | |
| CN102032645B (en) | Air conditioning operating apparatus and air conditioning operating method | |
| US20080277488A1 (en) | Method for Controlling HVAC Systems | |
| JP2006509294A5 (en) | ||
| JP4988682B2 (en) | Control device for heat source unit for air conditioner and control method therefor | |
| Arghand et al. | Control methods for a direct-ground cooling system: An experimental study on office cooling with ground-coupled ceiling cooling panels | |
| WO2019129800A1 (en) | Smart thermostatic radiator or convector valve for a heating system and control method | |
| EP1496316A1 (en) | Air conditioner, and method of controlling air conditioner | |
| US10234155B2 (en) | Method for temperature control | |
| RU2676579C1 (en) | Heating system | |
| RU2304799C1 (en) | Information-measuring system for measuring equivalent thermal resistance | |
| JPWO2018087810A1 (en) | Heating control system and heat pump hot water supply heating system | |
| KR101450063B1 (en) | Active type energy management system for building | |
| EP3973230B1 (en) | A method and a computer system for monitoring and controlling an hvac system | |
| Martinčević et al. | Comfort control in buildings with adherence to the required thermal energy input in zones | |
| US20150369547A1 (en) | Energy measurement system for fluid systems | |
| DK180732B1 (en) | Control system and method for controlling a control valve of a hydrodynamic system using an actuator | |
| RU2196274C1 (en) | Method for automatic control of fuel consumption in district house heating system | |
| EP4113017A1 (en) | A heating device for performing instant domestic hot water supply and space heating simultaneously and a method of operation thereof | |
| JP3454886B2 (en) | Fluid constant temperature method and apparatus | |
| Igor et al. | Simulation model of a flat plate air solar collector | |
| Schmidt et al. | Optimization of Defrost Strategy for an Air-to-Water Heat Pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080420 |