RU2425292C1

RU2425292C1 - Adaptive control system of actuators of heat supply objects of municipal housing economy

Info

Publication number: RU2425292C1
Application number: RU2010102109/03A
Authority: RU
Inventors: Вадим Викторович Сергеечев (RU); Вадим Викторович Сергеечев; Николай Васильевич Исаков (RU); Николай Васильевич Исаков; Василий Сергеевич Семин (RU); Василий Сергеевич Семин; Владимир Михайлович Панарин (RU); Владимир Михайлович Панарин; Юлия Николаевна Гончаренко (RU); Юлия Николаевна Гончаренко; Николай Николаевич Тюрин (RU); Николай Николаевич Тюрин; Андрей Викторович Андрюхин (RU); Андрей Викторович Андрюхин; Сергей Викторович Степанов (RU); Сергей Викторович Степанов; Михаил Владимирович Панарин (RU); Михаил Владимирович Панарин; Александр Алексеевич Говоров (RU); Александр Алексеевич Говоров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "ЭнергоСистемы"
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-07-27

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: adaptive control system of actuators of heat supply objects of municipal housing economy includes the first circuit with heat source and control unit, main-line pump with outlet to heat exchanger, the second circuit of heating system with circulation pump and engine controlled with variable speed drive, pumps and engines controlled with variable speed drives in each of N consumers of heat energy, temperature and pressure sensors in supply and return pipelines of the first and the second circuits of heating system and in each of N heat energy consumers, the first and the second comparing units of pressure drops, setting device of allowable pressure drop, comparing unit of temperature drops, setting device of allowable temperature drop, temperature setting device in return pipeline, comparing unit of temperature in return pipeline, setting device of allowable pressure in supply pipeline, comparing unit of allowable pressure, pressure limiting device, the first, the second and the third scaling amplifiers of heat energy consumers, adder-corrector of control signals, setting device of consumed heat energy, inverter, receiver-transmitter of heat energy consumer, N - channel receiver-transmitter, N corrective setting devices of heat energy consumers, N alarm devices of exceedance of allowable pressure drop in each of N heat energy consumers, adder of heat carrier flow rate of heat energy consumers, setting device of heat carrier flow rate of heat energy consumers, comparing unit of heat carrier flow rate of heat energy consumers, temperature adder in supply and return pipelines of heat energy consumers, the first, the second and the third dividers by N, comparing unit of temperatures in supply and return pipelines, comparing unit of allowable temperature drops in return pipelines, setting device of allowable temperature drops in return pipelines, adder of pressures in supply pipelines of heat energy consumers, comparing unit of pressures in supply pipelines, setting device of pressure drop of the second circuit, comparing unit of pressures of the second circuit, the first setting device of temperatures in supply pipelines, the second setting device of temperature in supply pipeline of the first circuit, the first and the second temperature comparing units in supply pipeline of the first circuit; the first, the second and the third scaling amplifiers of the second circuit, adder of control signals of the second circuit, comparing unit of variable speed drive of the second circuit, setting device of variable speed drive of the second circuit, where N is the number of territorially distributed heat energy consumers.

EFFECT: higher control efficiency of heat flows for territorially distributed heat energy consumers by matching heat carrier flows in circuits for providing optimum heat supply to consumers.

1 dwg

Description

Изобретение относится к системам теплоснабжения городов и других населенных пунктов и может быть использовано для автоматического учета и регулирования расхода тепла в системах теплоснабжения.The invention relates to heat supply systems of cities and other settlements and can be used for automatic metering and regulation of heat consumption in heat supply systems.

Известна автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения (Пат. РФ №2144162, МПК 7 F24D 19/10. Автоматизированная система для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла в системах теплоснабжения, заявл. 16.07.96; опубл. 10.01.2000. Бюл. №1).A well-known automated system for measuring and accounting for the flow of coolant and heat in heating systems (Pat. RF №2144162, IPC 7 F24D 19/10. Automated system for measuring and accounting for the flow of coolant and heat in heating systems, decl. 16.07.96; publ. January 10, 2000, Bull. No. 1).

Недостаток такой системы заключается в том, что не рассматриваются двухконтурные системы отопления с использованием частотных преобразователей для синхронного регулирования подачи теплоносителя в контурах тепловой сети.The disadvantage of this system is that it does not consider dual-circuit heating systems using frequency converters for synchronously regulating the flow of coolant in the circuits of the heating network.

Известны также системы определения расхода жидкости и тепла по параметрам насосной установки (Пат. РФ №2119148, МПК⁶ G01F 1/34. Способ измерения массового расхода и плотности жидкости, подаваемой центробежным электронасосом, заявл. 05.03.96; опубл. 20.09.1998. Бюл. №26).There are also known systems for determining the flow rate of liquid and heat according to the parameters of the pump installation (Pat. RF No. 2119148, IPC ⁶ G01F 1/34. A method of measuring the mass flow rate and density of a liquid supplied by a centrifugal electric pump, claimed 05.03.96; publ. 09/20/1998. Bull. No. 26).

Недостатки таких систем состоят в несогласованной подаче теплоносителя в контурах для обеспечения оптимальной доставки тепловой энергии территориально распределенным потребителям.The disadvantages of such systems are the inconsistent supply of coolant in the circuits to ensure optimal delivery of thermal energy to geographically distributed consumers.

Наиболее близким к изобретению является система автоматического регулирования расхода тепла в тепловой сети при двухконтурной системе отопления (Пат. РФ №2325591, МПК⁶ F24D 19/10. Способ автоматического регулирования расхода тепла в тепловой сети при двухконтурной системе отопления, заявл. 01.08.2006; опубл. 27.05.2008).Closest to the invention is a system for automatically controlling the flow of heat in a heating network with a dual-circuit heating system (Pat. RF №2325591, IPC ⁶ F24D 19/10. A method for automatically controlling the flow of heat in a heating network with a dual-circuit heating system, claimed. 01.08.2006; published on May 27, 2008).

Недостатком известного прототипа является низкая эффективность регулирования тепловых потоков по территориально распределенным потребителям тепловой энергии.A disadvantage of the known prototype is the low efficiency of regulation of heat flows in geographically distributed consumers of thermal energy.

Целью изобретения является повышение эффективности регулирования тепловых потоков по территориально распределенным потребителям тепловой энергии путем согласования потоков теплоносителя в контурах для обеспечения оптимальной доставки тепла потребителям.The aim of the invention is to increase the efficiency of regulation of heat flows in geographically distributed consumers of thermal energy by coordinating the flow of coolant in the circuits to ensure optimal heat delivery to consumers.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее первый контур с источником тепла и блоком управления, сетевой насос с выходом на теплообменник, второй контур тепловой сети с циркуляционным насосом и двигателем, управляемым частотным преобразователем, насосы и двигатели, управляемые частотными преобразователями в каждом из N потребителей тепловой энергии, датчики температуры и давления в подающих и обратных трубопроводах первого и второго контуров тепловой сети и в каждом из N потребителей тепловой энергии, дополнительно введены в каждый из N территориально распределенных потребителей тепловой энергии первый и второй блоки сравнения перепадов давлений, задатчик допустимого перепада давлений, блок сравнения перепадов температур, задатчик допустимого перепада температур, задатчик температуры в обратном трубопроводе, блок сравнения температуры в обратном трубопроводе, задатчик допустимого давления в подающем трубопроводе, блок сравнения допустимого давления, ограничитель по давлению, первый, второй и третий масштабирующие усилители потребителей тепловой энергии, сумматор-корректор управляющих сигналов, задатчик потребляемой тепловой энергии, инвертор, приемо-передатчик потребителя тепловой энергии, N-канальный приемо-передатчик, где N - количество территориально распределенных потребителей тепловой энергии, N корректирующих задатчиков потребителей тепловой энергии, N сигнализаторов превышения допустимого перепада давлений в каждом из N потребителей тепловой энергии, сумматор расхода теплоносителя потребителей тепловой энергии, задатчик расхода теплоносителя потребителей тепловой энергии, блок сравнения расхода теплоносителя потребителей тепловой энергии, сумматор температур в подающих и обратных трубопроводах потребителей тепловой энергии, первый, второй и третий делители на N, блок сравнения температур в подающих и обратных трубопроводах, блок сравнения допустимых перепадов температур в обратных трубопроводах, задатчик допустимых перепадов температур в обратных трубопроводах, сумматор давлений в подающих трубопроводах потребителей тепловой энергии, блок сравнения давлений в подающих трубопроводах, задатчик перепада давлений второго контура, блок сравнения давлений второго контура, первый задатчик температур в подающих трубопроводах, второй задатчик температуры в подающем трубопроводе первого контура, первый и второй блоки сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура, первый, второй и третий масштабирующие усилители второго контура, сумматор управляющих сигналов второго контура, блок сравнения частотного преобразователя второго контура, задатчик частотного преобразователя второго контура, причем в каждом из N территориально распределенных потребителей тепловой энергии первый и второй входы первого блока сравнения перепадов давлений присоединены к выходам датчиков давления в подающем и обратном трубопроводах соответственно, первый вход второго блока сравнения перепадов давлений подсоединен к выходу первого блока сравнения перепадов давлений, а второй вход - к выходу задатчика допустимого перепада давлений, входы блока сравнения перепадов температур подсоединены к датчикам температуры в подающих и обратных трубопроводах и задатчику допустимого перепада температур, выход блока сравнения перепадов температур через инвертор и первый масштабирующий усилитель потребителей тепловой энергии подсоединен к первому входу сумматора-корректора управляющих сигналов, первый вход блока сравнения температуры в обратном трубопроводе подсоединен к датчику температуры в обратном трубопроводе потребителей тепловой энергии, а второй - к задатчику температуры в обратном трубопроводе, выход блока сравнения температуры в обратном трубопроводе через третий масштабирующий усилитель подсоединен к третьему входу сумматора-корректора управляющих сигналов, второй вход которого через второй масштабирующий усилитель подсоединен к датчику температуры в обратном трубопроводе потребителей тепловой энергии, четвертый и пятый входы сумматора-корректора управляющих сигналов подсоединены к выходам задатчика потребляемой тепловой энергии и приемопередатчика потребителя тепловой энергии, первый вход блока сравнения допустимого давления подсоединен к датчику давления в подающем трубопроводе потребителей тепловой энергии, второй вход - к выходу задатчика допустимого давления в подающем трубопроводе, а выход - к управляющему входу ограничителя по давлению, выход сумматора-корректора управляющих сигналов подсоединен через ограничитель по давлению, частотный преобразователь и двигатель - к насосам в каждом из N потребителей тепловой энергии, выходы ограничителя по давлению, датчика температуры в обратном трубопроводе, датчиков температуры и давления в подающем трубопроводе и выход второго блока сравнения перепадов давлений подсоединены к первому, второму, третьему и четвертому входам приемопередатчика в каждом из N потребителей тепловой энергии, приемопередатчики в каждом из N потребителей тепловой энергии по каналу связи соединены с N-канальным приемопередатчиком в управлении источником тепловой энергии, к входу которого подсоединены N корректирующих задатчиков потребителей тепловой энергии, первый, второй, третий и четвертый выходы N-канального приемопередатчика в управлении источником тепловой энергии от каждого из N потребителей тепловой энергии подсоединены к N входовым сумматору расхода теплоносителя, сумматору температур в обратных трубопроводах, сумматору давлений и температур в подающих трубопроводах и N сигнализаторов превышения допустимого перепада давлений в каждом из N потребителей тепловой энергии соответственно, первый вход блока сравнения расхода теплоносителя потребителей тепловой энергии подсоединен к выходу сумматора расхода теплоносителя, второй вход - к задатчику расхода теплоносителя потребителей тепловой энергии, а выход через третий масштабирующий усилитель второго контура - к третьему входу сумматора управляющих сигналов второго контура, первый вход блока сравнения температур в обратных трубопроводах подсоединен к датчику температуры в обратном трубопроводе второго контура, второй вход через первый делитель на N - к выходу сумматора температур в обратных трубопроводах, а выход через первый вход блока сравнения допустимых перепадов температур в обратных трубопроводах и второй масштабирующий усилитель второго контура - к второму входу сумматора управляющих сигналов второго контура, второй вход блока сравнения допустимых перепадов температур в обратных трубопроводах подсоединен к задатчику допустимых перепадов температур в обратных трубопроводах, первый вход блока сравнения давлений в подающих трубопроводах подсоединен к датчику давления в подающем трубопроводе второго контура, второй вход через второй делитель на N - к выходу сумматора давлений в подающих трубопроводах, выход через блок сравнения давлений второго контура и первый масштабирующий усилитель второго контура подсоединен к сумматору управляющих сигналов, второй вход блока сравнения давлений второго контура подсоединен к задатчику перепада давлений второго контура, выход сумматора управляющих сигналов подсоединен через блок сравнения частотного преобразователя второго контура, частотный преобразователь и двигатель - к циркуляционному насосу второго контура тепловой сети, второй вход блока сравнения частотного преобразователя второго контура подсоединен к задатчику частотного преобразователя второго контура, первый вход первого блока сравнения температур в подающих трубопроводах через третий делитель на N подсоединен к выходу сумматора температур в подающих трубопроводах, второй вход - к первому задатчику температур в подающих трубопроводах, а выход через первый вход второго блока сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура подсоединен к блоку управления источником тепловой энергии, первый вход первого блока сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура подсоединен к датчику температуры в подающем трубопроводе первого контура, второй вход - к второму задатчику температуры в подающем трубопроводе, а выход - ко второму входу второго блока сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура.This goal is achieved by the fact that in a known device containing a first circuit with a heat source and a control unit, a network pump with access to a heat exchanger, a second circuit of a heat network with a circulation pump and a motor controlled by a frequency converter, pumps and motors controlled by frequency converters in each from N consumers of thermal energy, temperature and pressure sensors in the supply and return pipelines of the first and second circuits of the heating network and in each of N thermal energy consumers, additional The first and second differential pressure comparison units, an allowable differential pressure adjuster, a temperature differential comparison unit, an allowable temperature differential adjuster, a return temperature setpoint, a return temperature comparison unit, an allowable pressure adjuster were introduced into each of the N geographically distributed consumers of thermal energy in the supply line, permissible pressure comparison unit, pressure limiter, first, second and third scaling amplifiers heat energy consumers, adder-corrector of control signals, setpoint of consumed thermal energy, inverter, transceiver of thermal energy consumer, N-channel transceiver, where N is the number of geographically distributed thermal energy consumers, N correcting thermal energy consumers, N signaling devices exceeding the permissible pressure difference in each of N consumers of thermal energy, the adder of the flow of heat carrier consumers of heat energy, the setpoint flow rate of the consumer oil of thermal energy, a unit for comparing the flow rate of the heat carrier of consumers of thermal energy, an adder of temperatures in the supply and return pipelines of consumers of thermal energy, the first, second and third dividers by N, a unit for comparing temperatures in the supply and return pipelines, a unit for comparing permissible temperature differences in the return pipelines, setpoint for permissible temperature differences in the return pipelines, a pressure adder in the supply pipelines of consumers of thermal energy, a unit for comparing the pressures in the supply piping ovodov, a secondary pressure differential pressure controller, a second circuit pressure comparison unit, a first temperature sensor in the supply pipes, a second temperature sensor in the primary pipe supply, the first and second temperature comparison units in the primary pipe, the first, second and third scaling amplifiers of the second circuit, the adder of the control signals of the second circuit, the unit for comparing the frequency converter of the second circuit, the master of the frequency converter of the second circuit, and in a house of N geographically distributed consumers of thermal energy, the first and second inputs of the first differential pressure comparison unit are connected to the outputs of the pressure sensors in the supply and return pipelines, respectively, the first input of the second differential pressure comparison unit is connected to the output of the first differential pressure comparison unit, and the second input to the output of the permissible differential pressure setter, the inputs of the temperature differential comparison unit are connected to temperature sensors in the supply and return pipelines and the setpoint the permissible temperature difference, the output of the temperature difference comparison unit through the inverter and the first scaling amplifier of thermal energy consumers are connected to the first input of the adder-corrector of control signals, the first input of the temperature comparison unit in the return pipe is connected to the temperature sensor in the return pipe of thermal energy consumers, and the second - to the temperature setpoint in the return pipe, the output of the temperature comparison unit in the return pipe through a third scaling force the heater is connected to the third input of the adder-corrector of control signals, the second input of which through the second scaling amplifier is connected to a temperature sensor in the return pipe of heat energy consumers, the fourth and fifth inputs of the adder-corrector of control signals are connected to the outputs of the setpoint of consumed thermal energy and the transceiver of the consumer of thermal energy , the first input of the allowable pressure comparison unit is connected to a pressure sensor in the supply pipe of thermal Energy, the second input is to the output of the allowable pressure regulator in the supply pipe, and the output is to the control input of the pressure limiter, the output of the adder-corrector of the control signals is connected through the pressure limiter, the frequency converter and the motor to the pumps in each of N thermal energy consumers , the outputs of the pressure limiter, temperature sensor in the return pipe, temperature and pressure sensors in the supply pipe and the output of the second differential pressure comparison unit are connected to the first, W rum, the third and fourth inputs of the transceiver in each of the N heat energy consumers, the transceivers in each of the N heat energy consumers are connected via a communication channel to the N-channel transceiver in controlling the heat energy source, to the input of which are N correcting heat energy consumers, the first , the second, third and fourth outputs of the N-channel transceiver in controlling a heat source from each of N heat consumers are connected to N input sums the flow rate of the coolant, the adder of temperatures in the return pipelines, the accumulator of pressures and temperatures in the supply pipelines and N alarms of exceeding the permissible pressure difference in each of the N consumers of heat energy, respectively, the first input of the unit for comparing the flow of heat transfer consumers of heat energy is connected to the output of the adder flow rate the input is to the flow rate controller of the heat carrier of the heat energy consumers, and the output through the third scaling amplifier of the second circuit is to a third the input to the adder of the control signals of the second circuit, the first input of the temperature comparison block in the return pipelines is connected to the temperature sensor in the return pipe of the second circuit, the second input through the first divider by N to the output of the temperature adder in the return pipelines, and the output through the first input of the allowable comparison unit temperature differences in the return pipelines and the second scaling amplifier of the second circuit to the second input of the adder of the control signals of the second circuit, the second input of the comparison unit to of the possible temperature differences in the return pipelines is connected to the setpoint of permissible temperature differences in the return pipelines, the first input of the pressure comparison unit in the supply pipelines is connected to the pressure sensor in the supply pipe of the second circuit, the second input through the second divider to N is to the output of the pressure adder in the supply pipelines, the output through the unit for comparing the pressures of the second circuit and the first scaling amplifier of the second circuit is connected to the adder of the control signals, the second input of the comp the pressure of the second circuit is connected to the differential pressure controller of the second circuit, the output of the control signal adder is connected through the comparison unit of the frequency converter of the second circuit, the frequency converter and the motor are connected to the circulation pump of the second circuit of the heating network, the second input of the comparison unit of the frequency converter of the second circuit is connected to the frequency the converter of the second circuit, the first input of the first block comparing the temperatures in the supply piping through the third divider N is connected to the output of the temperature adder in the supply pipes, the second input to the first temperature setter in the supply pipes, and the output through the first input of the second temperature comparison unit in the supply pipe of the first circuit is connected to the control unit of the heat energy source, the first input of the first temperature comparison unit in the supply pipe of the first circuit is connected to a temperature sensor in the supply pipe of the first circuit, the second input to the second temperature controller in the supply pipe, and output - to the second input of the second unit for comparing the temperature in the supply pipe of the primary circuit.

На чертеже представлена структура адаптивной системы управления исполнительными устройствами объектов теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства.The drawing shows the structure of an adaptive control system of executive devices of heat supply facilities of housing and communal services.

Адаптивная система управления исполнительными устройствами объектов теплоснабжения содержит первый контур с источником тепла 1 и блоком управления 2, сетевой насос 3 с выходом на теплообменник 4, второй контур тепловой сети с циркуляционным насосом 5 и двигателем 6, управляемым частотным преобразователем 7, N-канальный приемопередатчик 8 для связи с N потребителями тепловой энергии, N корректирующих задатчиков 9 для N потребителей тепловой энергии, N сигнализаторов превышения допустимого перепада давлений 10 в каждом из N потребителей тепловой энергии, сумматор расхода теплоносителя 11 потребителей тепловой энергии, задатчик расхода теплоносителя 12 потребителей тепловой энергии, блок сравнения расхода теплоносителя 13 потребителей тепловой энергии, сумматор температур 14 в обратных трубопроводах N потребителей тепловой энергии, первый делитель на N 15, блок сравнения температур 16 в обратных трубопроводах, блок сравнения допустимых перепадов температур 17 в обратных трубопроводах, задатчик допустимых перепадов температур 18 в обратных трубопроводах, сумматор давлений в подающих трубопроводах 19 потребителей тепловой энергии, второй делитель на N 20, блок сравнения давлений 21 в подающих трубопроводах, задатчик перепада давлений 22 второго контура, блок сравнения давлений 23 второго контура, сумматор температур в подающих трубопроводах 24 N потребителей тепловой энергии, третий делитель на N 25, блок сравнения температур в подающих трубопроводах 26, первый задатчик температур в подающих трубопроводах 27, второй задатчик температуры в подающем трубопроводе 28 первого контура, первый блок сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура 29, второй блок сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура 30, первый 31, второй 32 и третий 33 масштабирующие усилители второго контура, сумматор управляющих сигналов 34 второго контура, блок сравнения частотного преобразователя 35 второго контура, задатчик частотного преобразователя второго контура 36, датчик температуры в прямом трубопроводе первого контура 37, датчик температуры в обратном трубопроводе 38 второго контура, датчик давления в прямом трубопроводе второго контура 39, N потребителей тепловой энергии 40, первый блок сравнения перепадов давлений 41, второй блок сравнения перепадов давлений 42, задатчик допустимого перепада давлений 43, блок сравнения перепадов температур 44, задатчик допустимого перепада температур 45, задатчик температуры в обратном трубопроводе 46, блок сравнения температуры в обратном трубопроводе 47, задатчик допустимого давления 48 в подающем трубопроводе, блок сравнения допустимого давления 49, ограничитель по давлению 50, первый 51, второй 52 и третий 53 масштабирующие усилители потребителей тепловой энергии, сумматор-корректор управляющих сигналов 54, задатчик потребляемой тепловой энергии 55, инвертор 56, приемо-передатчик 57 потребителя тепловой энергии, насосы 58, двигатель 59, частотный преобразователь 60 потребителя тепловой энергии, датчик температуры в прямом 61 и обратном 62 трубопроводах потребителя тепловой энергии, датчик давления в прямом 63 и обратном 64 трубопроводах потребителя тепловой энергии.The adaptive control system for executive devices of heat supply facilities contains a first circuit with a heat source 1 and a control unit 2, a network pump 3 with access to a heat exchanger 4, a second circuit of a heat network with a circulation pump 5 and an engine 6, controlled by a frequency converter 7, an N-channel transceiver 8 for communication with N consumers of thermal energy, N correcting adjusters 9 for N consumers of thermal energy, N signaling devices for exceeding the permissible pressure difference 10 in each of N consumers of heat th energy, heat carrier flow adder 11 heat energy consumers, heat carrier flow adjuster 12 heat energy consumers, heat carrier consumption comparison unit 13 heat energy consumers, temperature accumulator 14 in return pipelines of N heat energy consumers, first divider by N 15, temperature comparison unit 16 v return pipelines, a unit for comparing permissible temperature differences 17 in return pipelines, a setter for permissible temperature differences 18 in return pipelines, a pressure accumulator in the supply pipelines 19 of thermal energy consumers, a second divider on N 20, a pressure comparison unit 21 in the supply pipelines, a differential pressure regulator 22 of the second circuit, a pressure comparison unit 23 of the second circuit, a temperature adder in the supply pipelines 24 N of thermal energy consumers, a third divider on N 25 , a unit for comparing temperatures in the supply lines 26, a first temperature unit in the supply lines 27, a second temperature unit in the supply line 28 of the first circuit, a first unit for comparing the temperature in the supply t the primary circuit 29, the second temperature comparison unit in the supply pipe of the first circuit 30, the first 31, the second 32 and the third 33 scaling amplifiers of the second circuit, the adder of the control signals 34 of the second circuit, the comparison unit of the frequency converter 35 of the second circuit, the master of the frequency converter of the second circuit 36 , the temperature sensor in the direct pipe of the primary circuit 37, the temperature sensor in the return pipe 38 of the second circuit, the pressure sensor in the direct pipe of the second circuit 39, N consumers t heat energy 40, the first differential pressure comparison unit 41, the second differential pressure comparison unit 42, the permissible differential pressure controller 43, the differential temperature comparison unit 44, the permissible differential temperature controller 45, the temperature controller in the return pipe 46, the temperature comparison unit in the return pipe 47 , permissible pressure adjuster 48 in the supply pipe, permissible pressure comparison unit 49, pressure limiter 50, first 51, second 52 and third 53 scaling consumers of thermal energy , adder-corrector of control signals 54, setpoint of consumed thermal energy 55, inverter 56, transceiver 57 of thermal energy consumer, pumps 58, motor 59, frequency converter 60 of thermal energy consumer, temperature sensor in forward 61 and return 62 pipelines of thermal energy consumer , pressure sensor in direct 63 and return 64 pipelines of the consumer of thermal energy.

Адаптивная система управления исполнительными устройствами объектов теплоснабжения работает следующим образом.Adaptive control system executive devices of heat supply works as follows.

Источник тепла 1 с блоком управления 2 вырабатывает тепловую энергию, которая посредством сетевого насоса 3 через теплообменник 4 передается во второй контур тепловой сети и, затем, с помощью циркуляционного насоса 5 и двигателя 6, управляемого частотным преобразователем 7, передается на N потребителей тепловой энергии 40, территориально удаленных друг от друга и источника тепловой энергии. Передача информационных и управляющих сигналов между источником тепловой энергии, первым и вторым контурами и N территориально распределенными потребителями тепловой энергии 40 производится посредством N-канального приемо-передатчика 8 и N приемопередатчиков 57 N территориально распределенных потребителей тепловой энергии 40.The heat source 1 with the control unit 2 generates thermal energy, which is transmitted through the heat exchanger 3 through the heat exchanger 4 to the second circuit of the heat network and, then, using the circulation pump 5 and the motor 6, controlled by the frequency converter 7, is transmitted to N heat energy consumers 40 geographically remote from each other and the source of thermal energy. Information and control signals are transmitted between the thermal energy source, the first and second circuits and N geographically distributed consumers of thermal energy 40 by means of the N-channel transceiver 8 and N transceivers 57 N geographically distributed consumers of thermal energy 40.

На каждом из N территориально распределенных потребителей тепловой энергии 40 установлен насос 58, двигатель 59, частотный преобразователь 60 потребителя тепловой энергии, датчик температуры в прямом 61 и обратном 62 трубопроводах, датчик давления в прямом 63 и обратном 64 трубопроводах потребителя тепловой энергии. Частотный преобразователь 60 потребителя тепловой энергии предназначен для управления скоростью вращения двигателя 59 и, следовательно, величиной расхода потока теплоносителя посредством насоса 58. В свою очередь частотный преобразователь 60 потребителя тепловой энергии через ограничитель по давлению 50 управляется от сумматора-корректора управляющих сигналов 54.A pump 58, an engine 59, a frequency converter 60 of the heat consumer, a temperature sensor in the forward 61 and return 62 pipelines, a pressure sensor in the forward 63 and return 64 pipelines of the thermal energy consumer are installed on each of the N geographically distributed consumers of thermal energy 40. The frequency converter 60 of the thermal energy consumer is designed to control the rotation speed of the engine 59 and, therefore, the flow rate of the coolant through the pump 58. In turn, the frequency converter 60 of the thermal energy consumer through the pressure limiter 50 is controlled from the adder-corrector of the control signals 54.

Сигналы с датчиков давления в прямом 63 и обратном 64 трубопроводах потребителя тепловой энергии сравниваются на первом блоке сравнения перепадов давлений 41, выходной сигнал которого на втором блоке сравнения перепадов давлений 42 сравнивается с допустимым значением, поступающим от задатчика допустимого перепада давлений 43. В результате на выходе второго блока сравнения перепадов давлений 42 формируется сигнал, информирующий о недопустимом перепаде давлений между прямым и обратным трубопроводами потребителя тепловой энергии, который через приемопередатчик 57 передается на соответствующий сигнализатор превышения допустимого перепада давлений 10 в потребителе тепловой энергии, сигнализирующий о возникновении нештатной ситуации в данном потребителе тепловой энергии 40. Также сигнал от датчика давления в прямом 63 трубопроводе подается на блок сравнения допустимого давления 49, где сравнивается с допустимым значением, поступающим от задатчика допустимого давления 48 в подающем трубопроводе, и затем подается на ограничитель по давлению 50 сигнала, поступающего на частотный преобразователь 60. Одновременно сигнал от датчика давления в прямом 63 трубопроводе через приемопередатчик 57 потребителя тепловой энергии и N-канальный приемопередатчик 8 передается на сумматор давлений в подающих трубопроводах 19 потребителей тепловой энергии.The signals from the pressure sensors in the forward 63 and return 64 pipelines of the consumer of thermal energy are compared on the first differential pressure comparison unit 41, the output signal of which on the second differential pressure comparison unit 42 is compared with the permissible value coming from the setpoint of the permissible differential pressure 43. As a result, the output of the second differential pressure comparison unit 42, a signal is generated informing of an unacceptable differential pressure between the direct and return pipelines of the thermal energy consumer, which the cut-off transceiver 57 is transmitted to the corresponding signaling device for exceeding the permissible pressure difference 10 in the heat energy consumer, signaling the occurrence of an emergency in this heat energy consumer 40. Also, the signal from the pressure sensor in the direct pipeline 63 is supplied to the allowable pressure comparison unit 49, where it is compared with the allowable the value coming from the setpoint permissible pressure 48 in the supply pipe, and then fed to the limiter by pressure 50 of the signal supplied to the frequency reobrazovatel 60. Simultaneously, the signal from the pressure sensor in the forward pipeline 63 through the heat energy consumer transceiver 57 and N-channel transceiver 8 is transmitted to the adder pressures in the supply lines 19, the thermal energy of consumers.

Сигнал, пропорциональный значению температуры в обратном трубопроводе потребителя тепловой энергии, через датчик температуры в обратном 62 трубопроводе подается на блок сравнения температуры в обратном трубопроводе 47, на второй вход которого подается заданное значение от задатчика температуры в обратном трубопроводе 46. В результате сигнал, пропорциональный отклонению температуры в обратном трубопроводе от заданного значения, с выхода блока сравнения температур в обратном трубопроводе 47 через третий 53 масштабирующий усилитель подается на сумматор-корректор управляющих сигналов 54. Отклонение разности температур в прямом и обратном трубопроводах от заданного значения формируется на выходе блока сравнения перепадов температур 44, на входы которого подаются сигналы от датчиков температуры в прямом 61 и обратном 62 трубопроводах и задатчика допустимого перепада температур 45 в каждом потребителе тепловой энергии. Сигнал с блока сравнения перепадов температур 44 через инвертор 56 и первый 51 масштабирующий усилитель подается на сумматор-корректор управляющих сигналов 54.A signal proportional to the temperature value in the return pipe of the heat energy consumer is fed through a temperature sensor in the return pipe 62 to a temperature comparison unit in the return pipe 47, to the second input of which a set value is supplied from the temperature setpoint in the return pipe 46. As a result, a signal proportional to the deviation temperature in the return pipe from the set value, from the output of the temperature comparison unit in the return pipe 47 through the third 53 scaling amplifier delivers connecting to the adder-corrector of the control signals 54. The deviation of the temperature difference in the direct and return pipelines from the set value is formed at the output of the temperature difference comparison unit 44, the inputs of which are supplied by signals from temperature sensors in the direct 61 and return 62 pipelines and the setpoint for the permissible temperature difference 45 in each consumer of thermal energy. The signal from the temperature difference comparison unit 44 through the inverter 56 and the first 51 scaling amplifier is supplied to the adder-corrector of the control signals 54.

Сигнал, пропорциональный температуре в обратном трубопроводе потребителя тепловой энергии, с датчика температуры в обратном 62 трубопроводе через второй 52 масштабирующий усилитель подается на сумматор-корректор управляющих сигналов 54. Также на сумматор-корректор управляющих сигналов 54 подается управляющий сигнал с задатчика потребляемой тепловой энергии 55 в каждом потребителе тепловой энергии, и через N-канальный приемопередатчик 8 и приемопередатчик 57 подается корректирующий сигнал от соответствующего N корректирующего задатчика 9 для каждого из N потребителей тепловой энергии 40 в отдельности.A signal proportional to the temperature in the return pipe of the consumer of thermal energy from the temperature sensor in the return pipe 62 through the second 52 scaling amplifier is supplied to the adder-corrector of the control signals 54. Also, the adder-controller of the control signals 54 receives a control signal from the setpoint of the consumed thermal energy 55 V each consumer of thermal energy, and through the N-channel transceiver 8 and transceiver 57 is fed a correction signal from the corresponding N correction setter 9 For each of the N heat consumers 40 separately.

Сигналы, пропорциональные расходу теплоносителя в каждом потребителе тепловой энергии и температурам в прямом и обратном трубопроводах, от ограничителя по давлению 50, датчиков температуры в прямом 61 и обратном 62 трубопроводах через приемопередатчик 57 потребителя тепловой энергии и N-канальный приемопередатчик 8 передаются на сумматор расхода теплоносителя 11 потребителей тепловой энергии, сумматор температур в подающих трубопроводах 24 потребителей тепловой энергии и сумматор температур 14 в обратных трубопроводах потребителей тепловой энергии соответственно,Signals proportional to the flow rate of the heat carrier in each consumer of thermal energy and temperatures in the forward and return pipelines, from the pressure limiter 50, temperature sensors in the forward 61 and return 62 pipelines through the transceiver 57 of the heat energy consumer and the N-channel transceiver 8 are transmitted to the heat carrier flow adder 11 consumers of thermal energy, an adder of temperatures in the supply pipelines 24 consumers of thermal energy and an adder of temperatures 14 in the return pipelines of consumers of heat th power, respectively,

Сигналы, пропорциональные расходам теплоносителя в каждом из N потребителей тепловой энергии 40, суммируются на сумматоре расхода теплоносителя 11 потребителей тепловой энергии, затем сумма сравнивается с заданным технологическим значением на блоке сравнения расхода теплоносителя 13, на второй вход которого подается сигнал с задатчика расхода теплоносителя 12 потребителей тепловой энергии. В результате формируется сигнал, пропорциональный отклонению суммы расходов теплоносителя в каждом из N потребителей тепловой энергии 40 от заданного технологического значения, который через третий 33 масштабирующий усилитель второго контура поступает на сумматор управляющих сигналов 34 второго контура.The signals proportional to the flow rates of the heat carrier in each of the N heat energy consumers 40 are summed up on the flow rate adder 11 of the heat energy consumers, then the sum is compared with a predetermined process value on the flow rate comparison unit 13, to the second input of which a signal is supplied from the flow rate adjuster 12 consumers thermal energy. As a result, a signal is generated proportional to the deviation of the sum of the coolant expenses in each of the N consumers of thermal energy 40 from a predetermined technological value, which through the third 33 scaling amplifier of the second circuit is fed to the adder of control signals 34 of the second circuit.

Сигналы, пропорциональные температурам теплоносителя в обратных трубопроводах в каждом из N потребителей тепловой энергии 40, суммируются на сумматоре температур 14 в обратных трубопроводах, затем полученный сигнал делится на первом делителе на N 15, где N - количество потребителей тепловой энергии, и подается на блок сравнения температур 16 в обратных трубопроводах, на второй вход которого подается сигнал с датчика температуры в обратном трубопроводе 38 второго контура. Сигнал с блока сравнения температур 16 в обратных трубопроводах на блоке сравнения допустимых перепадов температур 17 в обратных трубопроводах сравнивается с заданным значением от задатчика допустимых перепадов температур 18 в обратных трубопроводах и через второй 32 масштабирующий усилитель второго контура поступает на сумматор управляющих сигналов 34 второго контура.The signals proportional to the temperatures of the coolant in the return pipelines in each of the N heat energy consumers 40 are summed up on the temperature adder 14 in the return pipelines, then the received signal is divided into N 15 in the first divider, where N is the number of heat energy consumers, and is fed to the comparison unit 16 temperatures in the return piping, the second input of which receives a signal from a temperature sensor in the return piping 38 of the second circuit. The signal from the temperature comparison unit 16 in the return pipelines on the comparison unit for permissible temperature differences 17 in the return pipelines is compared with a predetermined value from the setpoint of the permissible temperature differences 18 in the return pipelines and, through the second 32, the scaling amplifier of the second circuit is fed to the adder of control signals 34 of the second circuit.

Сигналы, пропорциональные давлениям теплоносителя в подающих трубопроводах в каждом из N потребителей тепловой энергии 40, суммируются на сумматоре давлений в подающих трубопроводах 19 потребителей тепловой энергии, затем полученный сигнал делится на втором делителе на N 20 и подается на блок сравнения давлений 21 в подающих трубопроводах, на второй вход которого подается сигнал с датчика давления в прямом трубопроводе второго контура 39. Полученный сигнал на блоке сравнения давлений 23 второго контура сравнивается с заданным технологическим значением, поступающим от задатчика перепада давлений 22 второго контура. В результате на выходе блока сравнения давлений 23 второго контура формируется корректирующий сигнал по давлению, который через первый 31 масштабирующий усилитель второго контура поступает на сумматор управляющих сигналов 34 второго контура.The signals proportional to the coolant pressures in the supply pipelines in each of the N consumers of thermal energy 40 are summed up on the pressure adder in the supply pipelines 19 of the thermal energy consumers, then the received signal is divided into a second divider by N 20 and fed to the pressure comparison unit 21 in the supply pipelines, to the second input of which a signal is supplied from the pressure sensor in the direct pipeline of the second circuit 39. The received signal at the pressure comparison unit 23 of the second circuit is compared with the set technologically m value coming from the setpoint differential pressure 22 of the second circuit. As a result, a pressure correction signal is generated at the output of the pressure comparison unit 23 of the second circuit, which, through the first 31 scaling amplifier of the second circuit, is supplied to the adder of the control signals 34 of the second circuit.

Сигналы, пропорциональные температурам теплоносителя в подающих трубопроводах в каждом из N потребителей тепловой энергии 40, суммируются на сумматоре температур в подающих трубопроводах 24 N потребителей тепловой энергии 40, полученный сигнал делится на третьем делителе на N 25 и поступает на блок сравнения температур в подающих трубопроводах 26, где сравнивается с заданным значением, поступающим от первого задатчика температуры в подающих трубопроводах 27. В результате формируется сигнал коррекции температуры в подающем трубопроводе первого контура в зависимости от температуры в подающих трубопроводах N территориально распределенных потребителей тепловой энергии 40, который подается на первый вход второго блока сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура 30. Сигнал, пропорциональный температуре теплоносителя в подающем трубопроводе первого контура, снимается с датчика температуры в прямом трубопроводе первого контура 37, сравнивается с заданным технологическим значением, определяемым вторым задатчиком температуры в подающем трубопроводе 28 первого контура, и подается на второй вход второго блока сравнения температуры в подающем трубопроводе первого контура 30, выходной сигнал которого подается через блок управления 2 на источник тепла 1. В результате производится коррекция работы источника тепла в зависимости от температур теплоносителя в подающих трубопроводах территориально распределенных потребителей тепловой энергии.The signals proportional to the temperatures of the coolant in the supply pipelines in each of the N heat energy consumers 40 are summed up on the temperature adder in the supply pipelines 24 N of the thermal energy consumers 40, the received signal is divided into a third divider by N 25 and fed to the temperature comparison unit in the supply pipelines 26 , where it is compared with a predetermined value coming from the first temperature setter in the supply pipes 27. As a result, a temperature correction signal is generated in the supply pipe first depending on the temperature in the supply pipelines of N geographically distributed consumers of thermal energy 40, which is supplied to the first input of the second temperature comparison unit in the supply pipe of the primary circuit 30. A signal proportional to the temperature of the coolant in the supply pipe of the primary circuit is taken from the temperature sensor in direct the pipeline of the primary circuit 37 is compared with a predetermined process value determined by the second temperature setpoint in the supply pipe 28 of the first it, and is fed to the second input of the second temperature comparison unit in the supply pipe of the first circuit 30, the output signal of which is supplied through the control unit 2 to the heat source 1. As a result, the operation of the heat source is corrected depending on the temperature of the coolant in the supply pipelines of geographically distributed heat consumers energy.

На блок сравнения частотного преобразователя 35 второго контура подается управляющий сигнал от задатчика частотного преобразователя второго контура 36 и корректирующий сигнал от сумматора управляющих сигналов 34 второго контура. В результате частотный преобразователь 7 изменяет частоту вращения двигателя 6 циркуляционного насоса 5 относительно заданного технологического значения, корректируя ее с учетом расходов теплоносителя у потребителей тепловой энергии в территориально распределенной тепловой сети, температуры в прямых и обратных трубопроводах второго контура и температур в прямых и обратных трубопроводах непосредственно у потребителей тепла, а также от давлений в прямых и обратных трубопроводах.The control unit from the master of the frequency converter of the second circuit 36 and the correction signal from the adder of the control signals 34 of the second circuit are supplied to the comparison unit of the frequency converter 35 of the second circuit. As a result, the frequency converter 7 changes the rotational speed of the motor 6 of the circulation pump 5 with respect to a predetermined technological value, adjusting it taking into account the heat carrier consumption of consumers of heat energy in a geographically distributed heat network, the temperature in the direct and return pipelines of the secondary circuit, and the temperatures in the direct and return pipelines heat consumers, as well as from pressures in direct and return pipelines.

Таким образом, адаптивная система управления исполнительными устройствами объектов теплоснабжения жилищно-коммунального хозяйства обеспечивает повышение эффективности регулирования тепловых потоков по территориально распределенным потребителям тепловой энергии путем коррекции работы системы с учетом расходов теплоносителя, значений температур и давлений в прямых и обратных трубопроводах непосредственно у потребителей тепловой энергии и во втором контуре теплосети, чем достигается согласование потоков теплоносителя в контурах для обеспечения оптимальной доставки тепла потребителям.Thus, the adaptive control system for executive devices of heat supply facilities of the housing and communal services provides an increase in the efficiency of regulation of heat flows across geographically distributed heat energy consumers by correcting the system’s operation taking into account the heat carrier’s flow, temperature and pressure values in the direct and return pipelines directly from heat energy consumers and in the second circuit of the heat supply network, thereby achieving coordination of the coolant flows in the circuits to ensure optimal heat delivery to consumers.

Claims

Adaptive control system for executive devices of heat supply facilities of housing and communal services, comprising a first circuit with a heat source and a control unit, a network pump with access to a heat exchanger, a second circuit of a heating network with a circulation pump and an engine controlled by a frequency converter, pumps and motors controlled by frequency converters in each of N thermal energy consumers, temperature and pressure sensors in the supply and return pipelines of the first and second heat circuits network and in each of the N consumers of thermal energy, characterized in that in each of the N geographically distributed consumers of thermal energy, the first and second differential pressure comparison units, an allowable differential pressure controller, a temperature differential comparison unit, an allowable temperature differential controller, return temperature setter, return temperature comparison unit, permissible pressure setpoint in the supply pipe, allowable pressure comparison unit, og pressure reducer, first, second and third scaling amplifiers of heat energy consumers, adder-corrector of control signals, heat energy consumption adjuster, inverter, heat energy consumer transceiver, N-channel transceiver is additionally introduced into the control of heat energy source, where N is the number of territorially -distributed consumers of thermal energy, N correcting adjusters of consumers of thermal energy, N indicators of exceeding the permissible differential pressure in each ohm from N consumers of thermal energy, adder of heat carrier flow of consumers of heat energy, adjuster of flow of heat carrier of consumers of heat energy, unit for comparing the flow of heat carrier of consumers of heat energy, adder of temperatures in the supply and return pipelines of consumers of heat energy, first, second and third dividers by N, block temperature comparisons in the supply and return pipelines, a unit for comparing permissible temperature differences in the return pipelines, a setter of permissible temperature differences in fraternal pipelines, a pressure accumulator in the supply pipelines of consumers of thermal energy, a unit for comparing pressures in the supply pipelines, a differential pressure regulator for the second circuit, a second pressure differential comparing unit, a first temperature setpoint in the supply pipelines, a second temperature setpoint in the supply line of the first circuit, the first and second blocks for comparing the temperature in the supply pipe of the first circuit, the first, second and third scaling amplifiers of the second circuit, the adder control signals of the second circuit, the comparison unit of the frequency converter of the second circuit, the master of the frequency converter of the second circuit, and in each of the N geographically distributed consumers of thermal energy, the first and second inputs of the first unit for comparing pressure differences are connected to the outputs of the pressure sensors in the supply and return pipelines, respectively, the first input the second differential pressure comparison unit is connected to the output of the first differential pressure comparison unit, and the second input to the output of the permissible pressure drop, inputs of the temperature difference comparison unit are connected to temperature sensors in the supply and return pipelines and the permissible temperature difference setpoint, the output of the temperature difference comparison unit through the inverter and the first scaling amplifier of thermal energy consumers are connected to the first input of the control signal adder-corrector, the first input of the block temperature comparison in the return pipe is connected to a temperature sensor in the return pipe of consumers of thermal energy, and the second to to the temperature sensor in the return pipe, the output of the temperature comparison unit in the return pipe through the third scaling amplifier is connected to the third input of the adder-corrector of control signals, the second input of which through the second scaling amplifier is connected to the temperature sensor in the return pipe of the heat energy consumers, the fourth and fifth inputs are adder -corrector of control signals connected to the outputs of the setpoint of consumed thermal energy and the transceiver of the consumer of thermal Energy, the first input of the allowable pressure comparison unit is connected to a pressure sensor in the supply pipe of heat energy consumers, the second input is to the output of the allowable pressure setpoint in the supply pipe, and the output is to the control input of the pressure limiter, the output of the adder-corrector of control signals is connected through the limiter pressure, frequency converter and motor - to the pumps in each of N consumers of thermal energy, outputs of the pressure limiter, temperature sensor in the return pipe , temperature and pressure sensors in the supply pipe and the output of the second differential pressure comparison unit are connected to the first, second, third and fourth inputs of the transceiver in each of N heat energy consumers, the transceivers in each of N thermal energy consumers are connected to the N-channel through the communication channel a transceiver in controlling the source of thermal energy, to the input of which are connected N correcting switches of consumers of thermal energy, the first, second, third and fourth outputs of the N-channel the transceiver in controlling the source of thermal energy from each of the N consumers of thermal energy is connected to the N input adder of the flow of heat carrier, the adder of temperatures in the return piping, the adder of pressure and temperature in the supply piping and N indicators exceeding the permissible differential pressure in each of the N consumers of thermal energy, respectively, the first input of the unit for comparing the flow of heat transfer consumers of thermal energy is connected to the output of the adder flow rate of the coolant, the second input to the heat carrier consumption flow rate of the heat energy consumers, and the output is through the third scaling amplifier of the second circuit to the third input of the adder of the control signals of the second circuit, the first input of the temperature comparison unit in the return pipelines is connected to the temperature sensor in the return pipe of the second circuit, the second input is through the first divider N to the output of the temperature adder in the return pipelines, and the output through the first input of the unit for comparing permissible temperature differences in the return pipelines and the second m a scaling amplifier of the second circuit to the second input of the adder of the control signals of the second circuit, the second input of the unit for comparing the permissible temperature differences in the return pipelines is connected to the set point of the permissible temperature differences in the return pipelines, the first input of the unit for comparing the pressure in the supply pipelines is connected to the pressure sensor in the supply pipe of the second circuit , the second input - through the second divider by N to the output of the pressure accumulator in the supply pipelines, the output through the pressure comparison unit in of the second circuit and the first scaling amplifier of the second circuit is connected to the adder of control signals, the second input of the pressure comparison unit of the second circuit is connected to the differential pressure controller of the second circuit, the output of the adder of control signals is connected through the comparator of the frequency converter of the second circuit, the frequency converter and the motor to the circulation pump the second circuit of the heating network, the second input of the comparison unit of the frequency converter of the second circuit is connected to the frequency setter the second circuit, the first input of the first unit for comparing the temperatures in the supply pipelines through the third divider by N is connected to the output of the temperature adder in the supply pipelines, the second input is to the first temperature control unit in the supply pipelines, and the output is through the first input of the second unit for comparing the temperature in the supply the pipeline of the primary circuit is connected to the control unit of the source of thermal energy, the first input of the first unit for comparing the temperature in the supply pipeline of the primary circuit is connected to the temperature sensor in the supply pipe of the primary circuit, the second input to the second temperature control unit in the supply pipe, and the output to the second input of the second temperature comparison unit in the supply pipe of the primary circuit.